资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共65页)
编号：512911
类型：共享资源
大小：560.66KB
格式：ZIP
上传时间：2015-11-11
上传人：QQ28****1120
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
辽宁
IP属地：辽宁
6
积分
- 关 键 词：
-
毕业设计
- 资源描述：
-
无线调频发射器的设计资料,毕业设计
- 内容简介：
-
天津工程师范学院 毕业设计（论文）中期报告 系别 电子工程系 班级 通信 0303 学生 姓名 张华夏 指导 教师 许书云 课题名称： 无线 调频发射器的设计 简述开题以来所做的具体工作、取得的进展及下一步主要工作： 1、 开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果 收集整理资料，认真阅读资料，看懂电路的原理，对所设计的电路有个整体的了解。 分析整个系统的流程然后用框图表示出来，由整体到局部。分析每个模块电路的具体作用以及可能出现的问题。 根据以前整理的资料开始焊接工作，先构思整个系统的信号流程和布局工作，然后把整个 系统分成几个小模块分别调试。 2、存在的具体问题 在制作过程当中要不断的对电路进行修正，由于发射电路的压控振荡不稳定，在实际调试过程中有一定的困难。因此在实际的电路制作、调试以及相关程序的编写中存在一定的困难。 3、 下一步的主要研究任务，具体设想与安排 以后的工作重点是硬件部分的调试和测量， 尽力解决统调过程中出现的问题。 分析产生这种现象的原因。 记下调试过程中各个指标。 整理资料，准备着手写论文。 回想设计的整个过程，准备答辩 。 学生签字： 2007 年 5 月 16 日 指导教师的建议与要求： 指导教师签字： 年 月 日 nts天津工程师范学院 毕业设计（论文）任务书 题 目 (包括副标题 ) 无线调频发射器的设计 教师姓名 许书云 职 称 高级工程师 系 别 电子系 学生姓名 张华夏 学 号 09920030316 班 级 通信 0303 成果形式 A 论文 B 设计说明书 C 实物 D 软件 E 作品 任务下达时间 2006-10-15 1毕业设计（论文）课题任务的内容和要求： （包括原始数据、技术要求、工作要求以及图纸、程序、实物等要求） （ 1） 毕业设计主要 内容 本次设计主要是 无线 调频发射系统。 本系统设计为可在 88MHz-98MHz 范围内任意设置发射频率，发射频率最小调整值为 0.1MHz，具有单声道 /立体声控制， 实现无线调频立体声传送， 可广泛应用于学校无线广播 、电视现场导播、汽车航行、无线演说等场所。 完成相关的技术文档和毕业设计论文。 （ 2）毕业设计的主要技术指标 发射频率和频率范围： 所谓发射频率是指载波频率，频率范围是指可以变动的范围。调频发射频段可设置为 88MHz-98MHz 范围内的任意频率。 可以进行单声道 /立体声控制 发射频率最小调整值为 0.1MHz 发射距离： 20-50 米 （ 3）工艺制作任务 画出硬件框图 画出硬件原理图 画出软件流程图 软件程序编写 调试电路及程序 写出完整的设计论文 （ 4）毕业设计基本要求 实做 ，所出来的数据基本符合技术指标 nts 论文 , 写出完整的设计论文 （ 5）应收集的文献资料 单片机教程 高频电子线路 相关液晶显示资料 相关芯片资料 相关计算机语言资料 2毕业设计（论文）工作进度计划： 周 次 工作内容 早进入阶段 第一、二周 第三、四、五周 第六、七、八周 第 九、十周 查找资料、设计电路 方案论证、购买元件 制作电路、程序设计 系统制作、整体调试 总结论文、准备答辩 教研室（学科组）主任签字： nts附页：开题报告 无线调频发射器的设计 一、 主要任务、现状及发展趋势 1、主要任务：设计一个无线调频发射器 2、 现状及发展趋势 人 类社会的发展可视为一部信息传播技术的发展史。 信息传播促进社会进步和科学技术的发展；科学技术的进步又不断地改进、更新人类信息传播的媒体和工具，并促进信息更迅速、更广泛的传播。 一个地区、一个城市都需要有很多专业的服务及新闻宣传，如交通信息咨询、健康咨询、股市信息咨询等，广播又是大众最灵活的信息接受媒体，这 需要建立很多的广播电台，而作为一个国家的频率资源是严格控制和有限的，传统的大功率的调频广播频率资源的限制，使广播技术工作者开辟了另一种广播技术形式：小调频同步广播 ，它 的特点是多布点、小功率、同频、同相、同步广播，使用的是现有的调频技术，不过存在着多点同步问题，这在技术上是可以克服的。信号传输可使用微波、有线甚至卫星方式。因此，小调频广播就成了未来广播的另一种主要形式， 它 是广播发展的其中一个方向，是数字音频广播 (DAB)、网络广播的有力补充，既节约了频谱资源，又实现了广播功能。 3、无线调频发射器的主要技术指 标 （ 1）发射频率和频率范围： 所谓发射频率是指载波频率，频率范围是指可以变动的范围。调频发射频段可设置为 88MHz-98MHz 范围内的任意频率。 （ 2）可以进行单声道 /立体声控制 （ 3）发射频率最小调整值为 0.1MHz （ 4）发射距离： 20-50 米 二 系统设计的思路 本次设计主要是利用 调频发射 电路，加上单片机控制与数码显示制成一套完整的无线调频发射系统。 本系统设计为可在 88MHz-98MHz 范围内任意设置发射频率，发射频率最小调整值为 0.1MHz，具有单声道 /立体声控制， 实现无线调频立体声 传送， 可广泛应用于学校无线广播 、电视现场导播、汽车航行、无线演说等场所。 为了实现调频中心频率的控制，决定采用 ROHM公司生产的调频发射专用集成电路BH1415F。它 采用了 MCU 数据直接频率设定，可设定 70-120MHz频率， 步进 0.1MHZ，nts 电源模块 调频放大 左声道输入 右声道输入 数码显示 扫描控制 BH1415F DA CK CE GND P1 P0 ATS8952 P2 4 4 键 盘 图 2-1 无线调频发射器的系统框图 使用上非常方便 。 BH1415F 是一种无线音频传输集成电路，它可以将计算机声卡、游戏机、 CD、 DVD、 MP3、调音台等立体声音频信号进行立体声调制发射传输，配合普通的调频立体声接收 机就可实现无线调频立体声传送。适合用于生产立体声的无线音箱、无线耳机、 CD、 MP3、 DVD、 PAD、笔记本计算机等的无线音频适配器开发生产。 AT89C52 是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8k bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM），器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元，功能强大的 AT89C52 单片机可 以 提供许多较复杂系统控制应用场合。 三 硬件设计原理及框图 1、单片机控制部分 采用 AT89C52， P0 口和 P2 口作显示驱动。 P1 口作为 16 键的键盘接口。 （ 1）键盘的设置有两种拟采用的方式：频率预置方式或频率直接输入方式。 （ 2）键盘扫描程序： 4*4 行列式查询法，对 P1.0-P1.3 行置 0，然后读 P1 口高 4 位的值，有低则说明有键按下，读出 P1 口的值。 （ 3）显示程序为扫描显示 4 位频率。 （ 4）串行通讯程序由十进制 BCD 码转换成十六进制程序、 16 位频率控制字节合成程序和模拟异步串行发送程序组成。 2、调 频调制发射nts 部分 音频信号从第 1脚和第 22脚输入后通过预加重电路 、限幅电路和低通滤波电路后送到混合器（ MPX）中，另外由第 13、 14脚接入 7.6MHz晶体的振荡电路通过 200分频后产生的 38KHz副载波信号，同时 38KHz副载波通 2分频产生的 19KHz导频信号。音频信号和38KHz的副载波信号被多路复合器进行了平衡调制，产生了一个主信号（ L+R）和一个通过 DSB 调制的 38KHz 副载波信号（ L-R），并与 19KHz导频信号组成复合信号从第 5脚输出。 FM发射电路采用稳定频率的锁相环系统。这一部分由高频振荡器、高频放大器及锁相环频率合成器组成。调频调制由变容二极管组成的 高频振荡器实现，高频振荡器是一个锁相环的 VCO，立体声复合信号通过它直接进行调频调制。在 11脚的输出口接调频放大部分电路。 3、电源系统 采用 7805三端稳压块分别对单片机和 BH1415F电路单独供电。 四、进度计划 序号 毕业设计阶段性工作及成果 时间安排（初步） 1、 2、 3、 4、 5、 查找资料、设计电路 方案论证、购买元件 制作电路、程序设计 系统制作、整体调试 总结论文、准备答辩 早进入阶段 第一、二周 第三、四、五周 第六、七、八周 第九、十周 五、参考文献 1 李广弟 ,朱月秀 ,王秀山 .单片机基础 M.北京 :北京航空航天大学出版社 ,2001 2 何立民 .单片机高级教程 -应用与设计 .北京 :北京航空航天大学出版社 ,2000 3 沈德金等 . MCS-51 系列单片机接口电路与应用程序实例 M.北京：北京航空航天大学出版社 ,1990 4 李光飞，李良儿等 .单片机课程设计实例指导 M.北京 :北京航空航天大学出版社 , 2004 5 刘永智 .液晶显示技术 M.北京 :电子科技大学出版社 ,2000 6 张洪润 ,蓝清华等 .单片机应用技术教程 M.北京 :清华大学出版社 ,1997 nts 7 李华 . MCS-51 系列单片机实用接口技术 M.北京 :北京航空航天大学出版社 ,1993 8 求是科技 .单片机典型模块设计实例导航 M.北京 :人民邮电出版社 ,2004 9 李维提 ,郭强 .液晶显示应用技术 M.北京 :电子工业出版社 ,2000 10 李光飞 ,楼然苗等 .单片机 C 程序设计实例指导 M.北京 :北京航空航天大学出版社 ,2005 11 赵晓安 .MCS-51 单片机原理及应用 M.天津 :天津大学出版社 ,2001 12 高吉祥 ,黄智伟 ,陈和 .高频电子线路 M.北京 :电子工业出版社 ,2003 13 单片机与嵌入式系统应用精华本 .北京 :单片机与嵌入式系统应用 出版社 ,2005 14 陈粤初等 .单片机应用系统设计与实践 M.北京 :北京航空航天大学出版社 ,1991 15 AT89C51， AT89C52 说明书 S.ATMEL 公司提供 16 BH1415F 说明书 S.ROHM 公司提供 nts 无线调频发射器的设计 The Design of Wireless Frequency Modulation Transmitter nts 摘 要 利用无线通信信道的远距离语音传输业务，是近年来发展很快的一门技术。由于语音业务对误码不敏感，可以采用调频方式发送信息。调频发射器可以使音频信息传送到附近的任意 FM接收机。本设计中使用 AT89S52控制调频发射的频率，选择了数码管显示发射的频率状态。 选择了 ROHM BH1415F集成电路产生 调频调制发射信号的频率。 芯片的主要特征 :体积小 ， 准确性高 ， 而且容易产生发射频率。这个系统的各个部分可以进行深入的独立设计研究，现在把它们组合成一个典型的调频发射系统。 本设计使用模拟调频技术，在 88MHz-98MHz的频段上，实现了线路输入语音信号的小功率远距离单工发送。系统发射功率大约 20mW，发射距离大于 20m，本系统可实现无明显失真的语音传输。 关键词 ： 调频；语音传输； ROHM BH1415 nts ABSTRACT The remote audio service code through wireless communication channels is a fast developing technology in recent years. As the audio service code is not sensitive to the mistaken code, the frequency modulation can be used to send information.The FM Transmitter will allow almost any audio source to be transmitted to any nearby FM receiver. The AT89S52 to be used to control the transmission frequency. The LED was chosen, providing enough space for all output situations. The ROHM BH1415F integrated circuit was chosen to create the frequency modulated audio output signal. Chip features include: small size, accuracy, and easily programmed transmission frequency. These system components have been thoroughly researched separately and are now in the process of being integrated to produce a working prototype FM Transmitter. The simulating frequency modulation technique was adopted in the design .In the frequency interval of 88MHz-98 MHz, the audio signals can be sent out and received with the small power in a long distance .The emissive power of the system is about 20mW and the emissive distance is more than 20m.There is no obvious distortion in the audio transmission. Key Words： frequency modulation； audio transmission； ROHM BH1415F nts I 目 录 1 引言 . 1 1.1 通信的发展 . 1 1.2 广播的发展现状 . 1 1.3 设计思路 . 2 2 系统概述 . 3 2.1 系统功能要求 . 3 2.2 系统组成 . 3 3 方案论证与比较 . 5 3.1 无线调频发射电路设计方案论证与选择 . 5 3.2 压控振荡器方案论证与选择 . 6 4 系统硬件电路的设计 . 7 4.1 单片机控制电路 . 7 4.1.1 内部结构 . 7 4.1.2 引脚功能 . 9 4.2 调频调制发射电路 . 11 4.2.1 调频调制电路的特点 . 11 4.2.2 结构图 . 11 4.2.3 允许的最大值 . 12 4.2.4 工作范围 . 12 4.2.5 调频调制发射电路 的组成 . 12 4.3 键盘部分 . 14 4.3.1 单片机键盘和键盘接口概述 . 14 4.3.2 单片机键盘接口和键功能的实现 . 15 4.4 LC 振荡电路 . 16 4.5 调频放大电路 . 17 4.6 电源模块设计 . 17 4.6.1 单元电源电路设计 . 17 4.6.2 直流稳压电源的检测 . 17 5 系统程序的设计 . 18 nts II 5.1 主程序 . 18 5.2 延时子程序 . 19 5.3 LED 动态扫描子程序 . 19 5.4 频率数据转换子程序 . 19 5.5 控制命令合成子程序 . 19 5.6 BH1415F 字节写入子程序 . 20 5.7 查 键子程序 . 21 6 系统调试及性能分析 . 23 6.1 硬件调试 . 23 6.2 软件调试 . 23 6.3 发射频率的调试 . 23 6.4 性能分析 . 23 结 论 . 24 参考文献 . 25 附录 1：原理图 . 26 附录 2：程序源代码 . 28 附录 3：英文原文 . 41 附录 4： 中文译文 . 52 致 谢 . 59 nts天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计 1 1 引言 1.1 通信的发展 人类社会的发展可视为一部信息传播技术的发展史。从古代的烽火到近代的旗语，都是人们寻求快速远距离通信的手段。直到 19世纪电磁学的理论与实践已有坚实的基础后，人们开始寻求用电磁能量传送信息的方法。信息传播促进社会进步和科学技术的发展；科学技术的进步又不断地改进、更新人类信息传播的媒体和工具，并促进信息更迅速、更广泛的传播。 面向 21世纪的无线通信，无线通信的系统组成、信道特性、调制与编码、接入技术、网络技术、抗衰落与抗干扰技 术以及无线通信的新技术和新应用的发展更是一日千里。 1.2 广播的发展现状 在 21世纪的今天，广播的主要技术方式是调频广播，它是继调幅广播 (20世纪 20年代开始的 )的第二代广播，它开始于 20世纪 50年代，克服了中波广播的很多致命不足，如串台严重、频带不够分配，信噪比差等，而实现了高保真度、动态范围宽、信噪比较好、较少串台现象。 调频广播因其优秀的音质和抗干扰性能而成为城市广播覆盖的主要手段。随着城市规模的日益扩展，调频发射台的功率也跟着成数量级地增大，由原来的100W、 300W上升到 1KW、 3KW、甚至 10KW，而发射天线的高度也由几十米上升到百余米甚至三四百米。随之逐步形成了高塔大功率覆盖的格局。 从广播业界的角度来看，高塔大功率覆盖模式的主要优点是建设方便，省事省力，见效快。但其固有缺点和带来的负面影响也是不容忽视的，主要有以下几点：因调频广播工作于米波段，极易因高大建筑物和其他物体反射形成多径干扰；因高山和低谷等地形因素会产生收不到信号的阴影区；大区制覆盖因频率不能复用造成规划困难；频谱利用率低；不能解决长距离交通线的连续覆盖问题。从社会发展的角度来看，它还有更重要的三条缺点：浪费能源，覆盖区场强不均匀 度可达 60dB，大量超出需要的无效辐射，形成能源的巨大浪费；污染环境，大功率 FM发射台在天线附近周边地区辐射场强超过环境电磁波卫生标准已是不争的事实；对航空无线电业务造成干扰。 由于相关的国家标准和国家军用标准及频率规划多是 10年以前制定的，那时寻呼业和调频广播刚起步不久，对干扰的认识还远不充分，已不适应当今电磁环境现状。当时规定的 17dB的防护率早已被突破， 10KM的防护间距也已形同虚nts天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计 2 设。 在世界各国，频率资源是有限的。国家已严格限制频率的使用范围。广播频率是政府部门颁发的，现在很多公司、媒体都愿意斥巨资 竞标频谱使用权。无线广播中，单一载频用来传输单一的或者单套立体声节目。由于传统的大功率的调频广播频率资源的限制，使广播技术工作者开辟了另一种广播技术形式：小调频同步广播，它的特点是多布点、小功率、同频、同相、同步广播，使用的是现有的调频技术，不过存在着多点同步问题，这在技术上是可以克服的。信号传输可使用微波、有线甚至卫星方式。 由于采用小功率按需布点的方法，在满足覆盖需要的前提下，把单台发射机的功率大幅度降了下来，降到 10W、 50W、最大不超过 300W，这就使诸多问题迎刃而解。对于多径干扰，由于功率小了，大 部分反射波场强下降到不至于产生干涉的水平，并且由于布点多，部分多径干扰区可能被互相掩盖；可以用同步补点的办法消除阴影区；小功率辐射易于规划，且提高频谱利用率；可方便组成单频网，满足交通线上的无缝覆盖，保证驾乘人员的不间断接收；场强不均匀度仅为30dB，加上使用低高度垂直极化天线，极大地减小对空辐射和根部近场辐射，既节约能源，又满足电磁环境卫生标准，并可避免造成对航空频段的干扰。 1.3 设计思路 任何 一个地区、一个城市都需要有很多专业的服务及新闻宣传，如交通信息咨询、健康咨询、股市信息咨询等，广播又是大众 最灵活的信息接受媒体，这需要建立很多的广播电台，而作为一个国家的频率资源是严格控制和有限的，因此，小调频广播就成了未来广播的另一种主要形式， 它 是广播发展的其中一个方向，是数字音频广播 (DAB)、网络广播的有力补充，既节约了频谱资源，又实现了广播功能。 为了实现上述要求，本文作者采用单片机 AT89S52和调频专用发射芯片 BH1415F及数码显示设计了一套完整的无线调频发射系统，设计为可在88MHz-98MHz范围内任意设置发射频率，并且可以预置频道，发射频率通过单片机控制最小调整值为 0.1MHz，具 有单声道 /立体声控制，实现了语音信息的短距离无线传输，可广泛应用于学校无线广播、电视现场导播、汽车航行、无线演说等场所。 nts天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计 3 2系统概述 2.1 系统功能要求 设计一个无线调频发射系统 ,实现语音信号的短距离传输。由于语音业务对误码不敏感，可以采用调频方式发送信息，设计中采用了 BH1415F构成音频无线发射电路。无线调频发射器可以在 88-98MHz 范围内任意设置发射频率，可以预置发射频道，发射频率的最小调整值为 0.1MHz，具有单声道 /立体声控制，发射距离在 20-50米之间。 语音信号采用调频方式与调幅相 比，有利于改善输出音频信号的信噪比，以保证语音业务的可靠传输，下表是调幅和调频的优缺点比较： 表 2-1 调幅和调频优缺点比较 调幅（ AM） 调频（ FM） 优 点 传播距离远，覆盖面大 1.电路相对简单 1.传送音频频带较宽（ 100Hz 5KHz）适宜于高保真音乐广播 2.抗干扰性强，内设限幅器除去幅度干扰 3.应用范围广，用于多种信息传递 4.可实现立体声广播 缺 点 1.传送音频频带窄 （ 200Hz 2500Hz），高音缺乏 2.传播中易受干扰，噪声大 传播衰减大，覆盖范围小 2.2 系统组成 本设计由单片机、键盘、数码显示、调频发射、调频放大和电源模块等六部分组成，系统框图如图 2-1所示。通过操作键盘可以设置和更改发射的频率；单片机用于控制数码管显示对应的发射频率和发送频率信号到调频调制电路中；调频发射将输入的音频信号调制后通过载波发送出去；数码管用于显示发射的频率；调频放大将得到的调制信号进行放大；电源模块则为整个电路提供电源。 nts天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计 4 电源模块 调频放大 左声道输入 右声道输入 数码显示 扫描控制 BH1415F DA CK CE GND P1 P0 ATS8952 P2 4 4 键 盘 图 2-1 无线调频发射器的系统框图 nts天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计 5 音频输入 射频输出 缓冲放大 二倍频电路 振荡电路 可变电抗 前置放大 放大电路 图 3-1 MC2833 电路基本框图 调频 电路 射频 输出 放大 电路 左声道输入 右声道输入 图 3-2 BA1404 电路基本框图 3 方案论证与比较 3.1 无线调频发射电路设计方案论证与选择 方案 1：采用单片调频发射集成电路组成芯片 MC2833。它可构成发射高频率信号的 功率放大器。电路由音频放大器、可变电抗器、射频振荡器、输出缓冲器以及放大电路构成。由集成芯片 MC2833组成的调频发射机，先将语音通过话筒变成音频电压信号送给音频放大器进行音频电压放大，此音频电压信号经耦合电容送给可变电抗的输入端脚 3去控制可变电抗，而由可变电抗以及电感、晶体与高频振荡器组成调频振荡电路，产生调频波经缓冲送给两级二倍频放大器。电路实现基本框图如图 3-1所示。但由于该芯片涉及到的谐振回路较多，不易统调，因而频率不易控制，导致信号不稳定，容易跑台，实现较为困难。 方案 2：采用集成芯片 BA1404及相关电路构成。它主要由前置音频放大器，立体声调制器， FM 调制器及射频放大器组成。利用内部参考电压改变变容二极管的电容值，可实现发射频率的调整。图 3-2所示为电路框图。此电路可实现立体声调频发射，典型调频频段为 75-108MHz，振荡频率不易调整，尤其是低端频率实现困难，难以实现要求频段的调整。 方案 3：采用集成芯片 BH1415F及相关电路构成。 BH1415F是将预加重电路、nts天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计 6 限幅电路、低通滤波电路（ LPF）一体化，使音 频信号的质量比分立元件的电路（如： BA1404、 NJM2035 等）有很大改进。此电路可实现立体声调频发射，采用了 MCU 数据直接频率设定，可设定 70-120MHz 频率，由于采用了锁相环锁频并与调频发射电路一体化，使发射的频率非常稳定，并且可靠性好，抗干扰能力强，容易实现调频的要求。 综上所述，为了实现中心频率的控制和系统设计的功能要求，本设计选择方案 3，即采用集成芯片 BH1415F及相关电路构成音频无线发射电路。 3.2 压控振荡器方案论证与选择 方案 1：采用分立元件构成。利用低噪声场效应管，用单个变容 二极管直接接入振荡回路作为压控器件。 图 3-3 压控振荡电路 电路是电容三点式振荡器，如图 3-3所示。该方法实现简单，但是调试困难，而且输出频率不易灵活控制 5。 方案 2：采用压控振荡器和变容二极管，及一个 LC 谐振回路构成变容二极管压控振荡器。只需要调节变容二极管两端的电压，便可改变压控振荡的输出频率。由于采用了集成芯片，电路设计简单，系统可靠性高，并且利用锁相环频率合成技术可以使输出频率稳定度进一步提高。 综上所述，方案 2具有更优良的特性和更简单的电路构成，所以使用方案 2作为本次设计 的方案。 100k100k4. 7k100k100k3. 3k1k1000p68p0. 01 u5p0. 01 u47p0. 1u1u2S C1 90 6T1D1AV C Cnts天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计 7 4 系统硬件电路的设计 4.1 单片机控制电路 系统采用的微控制器是 ATMEL公司生产的低功耗、高性能单片机 AT89S52，它有 32个外部双向输入 /输出 （ I/O） 端口，片内含 8k bytes的可重复编程的Flash 存储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器 （ RAM）， 3 个 16 位可编程定时计数器， 1个全双工串行通信口，器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51指令系统。 AT89S52 可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和 Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。 4.1.1 内部结构 AT89S52单片机包含中央处理器、程序存储器 (ROM)、数据存储器 (RAM)、定时器 /计数器、并行 I/O 口、串行 I/O 口和中断系统等几大单元以及数据总线、地址总线和控制总线三大总线构成。图 4-1 为单片机内部结构框图 13。 (1) 中央处理器 中央处理器 (CPU)是整个单片机的核心部件，能处理 8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 (2) 程序存储器 AT89S52共有 8KB个 E2PROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。 (3) 数据存储器（ RAM） AT89S52内部有 128个 8位用户数据存储单元和 128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的 RAM只有 128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。 nts天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计 8 端 口 0 驱 动 器 端 口 2 驱 动 器R A M（ 1 2 8 8 ）端 口 0 锁 存 器 端 口 2 锁 存 器R O M（ 4 K 8 ） 程 序 地 址 寄 存 器缓 冲 器P C 加 1 寄 存 器程 序 计 数 器 P C数 据 指 针 D P T R堆 栈 指 示 器 S PP C O N S C O N T M O D T C O NT H 0 T L 0 T H 1 T L 1S B U F（ T X ）S B U F（ R X ）I E中 断 、 串 行 口 和 定 时 器R A M 地 址寄 存 器A C CB 寄 存 器A L U状 态 寄 存 器暂 存 器 2 暂 存 器 1定 时与控 制指 令寄 存器端 口 1 锁 存 器 端 口 3 锁 存 器端 口 1 驱 动 器 端 口 3 驱 动 器X T A L 1 X T A L 2P0 . 0 P0 . 7P2 . 0 P2 . 7P1 . 0 P1 . 7P3 . 0 P3 . 7A L ER S TP S E NEAV c cV s s（ 5 V ）图 4-1内部结构框图 (4) 并行输入输出口 AT89S52共有 4组 8位 I/O口 (P0、 P1、 P2或 P3)，用于对外部 数据的传输。 (5) 串行输入输出口 AT89S52内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。 (6) 定时 /计数器 AT89S52有三个 16位的可编程定时 /计数器，以实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对单片机进行控制。 (7) 中断系统 AT89S52 具备较完善的中断功能，有两个外中断、三个定时 /计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有两级的优先级别选择。 nts天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计 9 4.1.2 引脚功能 p1.01p1.12p1.23p1.34p1.45p1.56p1.67p1.78R S T /V P D9R X D /P 3.010T X D /P 3.111I N T 0/ P 3.212I N T 1/ P 3.313T 0/ P 3.414T 1/ P 3.515W R /P 3.616R D /P 3.717X T A L 218X T A L 119GND20P 2.021P 2.122P 2.223P 2.324P 2.425P 2.526P 2.627P 2.728P S E N29A L E /P R O G30E A /V P P31P 0.732P 0.633P 0.534P 0.435P 0.336P 0.237P 0.138P 0.039V C C40图 4-2 AT89S52 芯片引脚图 (1) 电源和晶振 VCC：供电电压。 GND：接地。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 (2) I/O口 P0口 P0 口的字节地址为 80H，位地址为 80H 87H。 P0 口既可以作为通用 I/O 口使用，也可以作为单片机系统的地址 /数据线使用。当作为输出口使用时，由于输出电路是漏极开路，必须外接上拉电阻才能有高电平输出。 P1口 P1 口的字节地址为 90H，位地址为 90H 97H。 P1 口只能作为通用 I/O 口使用。当作为输出口使用时 ，已能对外提供推拉电流负载，外电路无需再接上拉电阻；当作为输入口使用时，应先向其锁存器写入“ 1”，使输出驱动电路的 FET截止。 nts天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计 10 P2口 P2口的字节地址为 0A0H，位地址为 0A0H 0A7H。 P2口用于为系统提供高位地址，但只作为地址线使用而不作为数据线使用。此外， P2口也可作为通用 I/O口使用。 P3口 P3口的字节地址为 0B0H，位地址为 0B0H 0B7H。 P3口可以作为通用 I/O口使用，但在实际应用中它的第二功能信号更为重要。 P3口引脚的第二功能，如下所示： P3.0 RXD（串行输入口 ） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断 0） P3.3 /INT1（外部中断 1） P3.4 T0（计时器 0 外部输入） P3.5 T1（计时器 1 外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） (3) 4根控制线 RST：复位信号。保持 RST脚两个机器周期以上的高电平，就可以完成 CPU系统复位操作，使系统的一些单元内容回到规定值。 /PSEN：外部程序存储器读选通信号。在读外部 ROM时， /PSEN有效（低电平），以实现外部 ROM单 元的读操作。 /EA/VPP：访问程序存储器控制信号。当 /EA信号为低电平时，对 ROM的读操作限定在外部程序存储器；而当 /EA为高电平时，则对 ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延续至外部程序存储器。 ALE/PROG：地址锁存控制信号。在系统扩展时， ALE用于控制 P0 口输出的低8位地址送入锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分时传送。此外由于 ALE是以六分之一晶振频率的固定频率输出的正脉冲，因此也可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 nts天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计 11 4.2 调频调制发射电路 本系统调频调制发射部分 电路采用了 ROHM公司的调频发射专用集成电路BH1415F。 BH1415F 是一种无线音频传输集成电路，它可以将计算机声卡、游戏机、 CD、 DVD、 MP3、调音台等立体声音频信号进行立体声调制发射传输，配合普通的调频立体声接收机就可实现无线调频立体声传送。适合用于生产立体声的无线音箱、无线耳机、 CD、 MP3、 DVD、 PAD、笔记本计算机等的无线音频适配器开发生产。这个集成电路是由提高信噪比（ S/N）的预加重电路、防止信号过调的限幅电路、控制输入信号频率的低通滤波电路（ LPF）、产生立体声复合信号的立体声调制电 路、调频发射的锁相环电路（ PLL）组成。 4.2.1 调频调制电路的特点 （ 1）将预加重电路、限幅电路、低通滤波电路（ LPF）一体化，使音频信号的质 量比分立元件的电路（如： BA1404、 NJM2035等）有很大改进。 （ 2）导频方式的立体声调制电路。 （ 3）采用了锁相环锁频并与调频发射电路一体化，合发射的频率非常稳定。 （ 4）采用了 MCU 数据直接频率设定，可设定 70-120MHz频率，使用上非常方便。 4.2.2 结构图 图 4-3 BH1415F 内部结构图 nts天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计 12 4.2.3 允许的最大值 表 4-1 BH1415F 工作时允许的最大值 （ Ta=25 基本电路测量） 项目 符号 范围 单位 条件 电源电压 Vcc +7v V Pin8、 12 输入电压 VIN-D -0.3Vcc+0.3 V Pin15、 16、 17、 18 相位比较器输出电压 VOUT-D -0.3Vcc+0.3 V Pin7 功率 Pd 450 mW 工作温度范围 Tstg -55+125 4.2.4 工作范围 表 4-2 BH1415F 工作范围（ Ta=25） 项目 符号 数值 单位 条件 工作电 源电压 Vcc 4.06.0 V Pin8、 12 工作温度 Topr -4085 音频输入电平 VIN-A -10 dBV Pin1、 22 音频输入频率 fIN-A 2015K Hz Pin1、 22 预加重延时 PRE 155 sec Pin2、 21 发射频率 fTX 87.7107.9 MHz Pin9、 11 高电平电压标准（ H） VIH 0.8VccVcc V Pin15、 16、 17、18 低电平电压标准（ L） VIL GND0.2Vcc V Pin15、 16、 17、18 4.2.5 调频调制发射电路的组成 （ 1）预加重电路 预加重电路是一个非线性的音频放大器，它的内部工作点为 1/2Vcc，因为它是非线性放大器，所以输入阻抗取决为内部电阻 R3=43 K，预加重时间取决于内部电阻 R2=22.7K和外部电容 C1=2200p。 （ 2）限幅电路 限幅电路是由二极管限幅的反相放大器组成，它的内部工作点为 1/2 Vcc。 nts天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计 13 567B1/ 2V C CFrom pre-emphasis circuitTo LPF circuit图 4-4 限幅电路 （ 3）低通滤波电路 低通滤波电路是由二阶低通反馈放大电路组成，它的分频点为 15KHz。 567B1 / 2 V C CFrom Limiter circuit100KTo MPX circuit图 4-5 低通滤波电路 具体的公式如下： Q=0.577、 0=1.274 、 fc=15KHz R1=R2=R3=Rf=100K （ 4-1） Cf=1/ 0 Rf=1/（ 2 X1.274X15KX100K） =83.28pF （ 4-2） C1=3Q Cf =3X0.577X83.28pF=144pF 150pF （ 4-3） C2=Cf/3Q=83.28p/(3X0.577)=48 50pF （ 4-4） （ 4）立体声调制电路 音频信号从第 1脚和第 22脚输入后通过预加重电路、限幅电路和低通滤波电路后送到混合器（ MPX）中，另外由第 13、 14脚接入 7.6MHz晶体的振荡电路通过200分频后产生的 38KHz副载波信号，同时 38KHz副载波通 2分频产生的 19KHz导频信号。音频信号和 38KHz的副载波信号被多路复合器进行了平衡调制，产生了一个主信号（ L+R）和一个通过 DSB 调制的 38KHz 副载波信号（ L-R），并与 19KHz导频信号组成复合信号从第 5脚 输出。 （ 5） FM发射电路 FM发射电路采用稳定频率的锁相环系统。这一部分由高频振荡器、高频放大nts天津工程师范学院 2007 届本科生毕业设计 14 器及锁相环频率合成器组成。调频调制由变容二极管组成的高频振荡器实现，高频振荡器是一个锁相环的 VCO，立体声复合信号通过它直接进行调频调制。 高频振荡器是由第 9脚外部的 LC 回路与内部电路组成，振荡信号经过高频放大器从 11脚输出，同时输送到锁相环电路进行比较后从第 7脚输出一个信号对高频振荡器的值进行修正，确保频率稳定。如果频率超过锁相环设定的频率，第 7 脚将输出的电平变高；如果是低于设定频率，它将输出的电平 变低；相同的时候，它的电平将不变。 4.3 键盘部分 4.3.1 单片机键盘和键盘接口概述 单片机使用的键盘可分为独立式和矩阵式两种。独立式实际上就是一组相互独立的按键，这些按键可直接与单片机的 I/O接口连接，其方法是每个按键独占一条口线，接口简单 12。矩 阵式键盘也称行列式键盘，因为键的数目较多，所以键按行列组成矩阵（如图 4-6所示）。 图 4-6 键盘接口电路图 按 一个键到键的功能被执行主要应包括两项工作：一是键的识别，即在键盘中找出被按的是哪个键，通过接口电路来实现；另一项是键功 能的实现，通过执行中断服务程序来完成。下面来介绍键盘接口问题 13。 具体来说，键盘接口应完成以下操作功能： a 键盘扫描，以判定是否有键被按下（称之为“闭合键”）。 b 键识别，以确定闭合键的行列位置。 c 产生闭合键的键码。 d 排除多键、串键（复按）及去抖动。 这些内容通常是以软硬件结合的方式来完成的，即在软件的配合下由接口电S W - P BS3S W - P BS9S W - P BSFS W - P BS0S W - P BS4S W - P BS1S W - P BS2S W - P BS6S W - P BSAS W - P BS5S W - P BSES W - P BSB S W - P BS7S W - P BS8S W - P BSCS W - P BSDP 1 .0P 1 .1P 1 .1P 1 .2P 1 .3P 1 .0P 1 .3P 1 .2P 1 .4P 1 .5P 1 .7P 1 .4P 1 .5P 1 .6P 1 .7P 1 .6E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号