基于BH1415的无线话筒设计

1、课程名称：单片机原理实验题目：无线话筒扩音系统院系班级：XXXXXX姓名：XXX学号：xxxxxxxx目录摘要2一、系统结构31模拟调频发射模块的论证与选择32 主控MCU的论证与选择33音频接收模块的论证与选择4二、系统理论分析与计算41话筒模块三极管的分析42电源模块分析43 FM锁相环发射电路分析4三. 电路与程序设计51 电路设计52 程序设计7四、测试方案与结果7五、程序7摘要无线话筒扩音系统为在两节1.5V干电池供电的情况下，采用模拟调频的方式，在88MHz108MHz范围内实现音频的无线传输。本系统由话筒，BH1415调频发射模块，单片机控制模块，收音机接收模块，功率放大和混音器

2、模块，电源模块组成。音频由驻极体话筒采集，在经过放大后，输入BH1415进行预加重和限幅，频率调制发射模块是用变容二极管直接调频，再通过50cm天线发射出去。无线话筒的频率由矩阵按键直接设置，并通过LCD屏幕进行人机交互的显示。关键词：无线话筒、BH1415、模拟调频发射、混音扩声一、系统结构本系统硬件部分主要包括STC89C52控制模块、声音采集模块，BH1415调频发射模块、直流升压供电模块、接收模块、液晶显示模块。声音采集模块使用驻极体话筒将声音信号转化为电信号，在BH1415中进行预加重和限幅后控制变容二极管调频，其中心频率由51单片机控制，并有锁相环进行频率稳定，经晶体管9018进行

3、放大后发射出去。接收模块使用两台收音机改制，通过TDA2030进行音频放大，无线话筒电源采用2节1.5V干电池通过3V升5V电源模块驱动，并有LCD显示。1模拟调频发射模块的论证与选择方案一：使用分立元件组装调频发射模块，虽然可采用的电路很多，各种指标均可通过改善电路达到要求，灵活性非常大，但电路复杂，参数难以调节，不利于模块的搭建和调试。方案二：使用BA1404调频立体声发射集成电路，此电路将立体声调制、FM调制和RF放大器等功能集成在一个芯片上。仅仅需要很少的外围元件就能获得良好的立体声调频信号。其对于一般的调频发射已经够了，但由于缺少锁相环电路，容易跑频，且额外增加的锁相环电路较为复杂，

4、难以调试。方案三：采用BH1415调频立体声发射集成电路，此集成电路除了有BA1404所拥有的功能外，还具有锁相环电路，使得其中心频率高度稳定，且发射频率可在88MHz到108MHz范围内任意可调。 综合以上三种方案，选择方案三。2 主控MCU的论证与选择方案一：选择 MSP430F5529单片机控制。该单片机为德州仪器公司所产，性能较好，引脚多，其内部有12位的AD，但网上没有较丰富的相关例程，而本系统需要使用的软件资源比较简单，只需完成数控部分、键盘输入及显示输出，无需采用此芯片。方案二：选择 STC89C52单片机控制。STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位

5、微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但是做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，有现成的最小系统版，而由于有为了增加发射功率所用的直流升压模块，因此可以使用2节1.5V电池驱动。综合以上两种方案，选择方案二。3音频接收模块的论证与选择方案一：使用分立元件组成超再生式收音机，并使用混音电路将两套收音模块输出的音频信号进行混音放大，其电路组成灵活，但电路复杂，参数难以调节，而且进行调频收音时，较难实现对特定频率的接收。方案二：直接采用成品的收音机改制为接收模块，同时

6、使用音频放大器TDA2030实现功率放大和混音。其稳定性较好，同时成品收音机比较容易实现对特定频率的收音。综合以上两种方案，选择方案二。二、系统理论分析与计算1话筒模块三极管的分析 搭建一个简单的电路，测量出在没有放大的情况下，驻极体话筒的振幅为1mVrms，根据发射模块输入信号的要求，信号<0.1Vrms,故需要信号对放大。经过计算，采用s9014晶体管及相应的外围元件,具有较为良好的信号输出且不失真。2电源模块分析为达到题目要求，发射模块的发射功率必须足够大，要提高发射模块功率，处了调整电路外，还可以增大电压，我们采用了3V-5V直流升压模块，同时此模块还可以驱动单片机控制系统。3

7、FM锁相环发射电路分析FM锁相环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，声音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，确保频率的稳定。一旦频率超过锁相环设定的频率，第7脚输出的电平变高，以降低频率；如果低于设定频率，它将输出的电平变低，以提高频率；频率相同时，它的电平不变。图2.1 FM锁相环发射电路原理框图三. 电路与程序设

8、计1 原理图图3.1 主控系统BH1415调频发射模块总电路图如下，与图中不同的是，由于找不到相应的器件，因此我们将达林顿管2SD2改为9014，变容二极管KV-1471E改为BB910，仍能较好的完成锁相。同时为了提高发射功率，我们在11脚输出耦合电容后增加了一级9018组成的共射放大电路，同时加入了为匹配阻抗的阻抗匹配网络。同时我们并未采用左右双声道混音调制，而是采用了单声道输入电路。图3.2 调频发射总电路图混音放大电路如下，我们使用了TDA2030音频功率放大器将两个输入信号进行混音和放大，最后输出足够的功率。图3.3 混音放大模块2 程序设计本题目主要为通过矩阵键盘设置频率大小，并与

9、BH1415通信，同时在键盘上显示出频率大小作为人机交互界面。图3.4 主程序流程图四、测试方案与结果我们通过调频发射测试，发现在将天线长度调至50cm时，接收模块可以达到10m的要求，但并不能发射的更远，这是与发射功率，发射天线及接收机灵敏度分不开的。但是可以做到在88MHz108MHz内任意频点设置发射频率，最小间隔为100KHz，这样，无线话筒就可以避免本地电台和相互之间的干扰了。 作品照片五、程序#include<reg52.h>#include<intrins.h>#include<stdlib.h>#define uint unsigned in

10、t#define uchar unsigned char#define RdCommand 0x01 #define PrgCommand 0x02#define EraseCommand 0x03#define Error 1#define Ok 0#define WaitTime 0x01/*/sbit CS = P1 5; /片选sbit SID = P16; /数据输入端口sbit SCLK = P14; /同步串行时钟sbit PSB= P1 7; /串并行数据传输选择端口sbit dula = P26;sbit wela = P27;/锁存器需要关闭sbit beep=P24;/蜂

11、鸣器sbit DA=P10; /数据输入端口 sbit CK=P11; / 时钟 sbit CE=P12; /使能sbit monolamp=P13; /立体声指示灯uchar bdata condata=0x08; /1415控制高五位，开机为立体声状态sbit mono=condata3; uchar data concommand2; /*/uchar bu=1;uchar a,b,c,d,e,m;uchar s1,s2,s3,s4,aa=1;uint s=0; uchar en,flag=0;uchar temp;uchar key;uchar code dis="频率: 0

12、00.0MHz"uchar code dis1="大连理工炸天帮*"/* 延时x毫秒函数 */void delay_xms(uchar x)uchar i,j;for(i=0;i<x;i+)for(j=0;j<110;j+);/*BH1415F*/*控制字合成函数*/void command()concommand1=s/256;concommand0=s%256;concommand1=concommand1+condata;/*写入一个字节函数*/void write(uchar val)uchar i;CE=1;for(i=8;i>0;i-

13、)DA=val&0x01;/_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();CK=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();CK=0;val=val/2;CE=0;/*控制字写入1415函数*/void w_1415()write(concommand0);write(concommand1);/*频率刷新*/void fup()command(); w_1415(); /* 写指令 */void write_command(uchar command_data)uchar i,i_data;SCLK=0;CS=1;i_data=0xf8;fo

14、r(i=0;i<8;i+) SID=(bit)(i_data&0x80); SCLK=0; SCLK=1; i_data=i_data<<1; i_data=command_data;i_data&=0xf0;for(i=0;i<8;i+) SID=(bit)(i_data&0x80); SCLK=0; SCLK=1; i_data=i_data<<1; i_data=command_data;i_data=i_data<<4;for(i=0;i<8;i+) SID=(bit)(i_data&0x80); S

15、CLK=0; SCLK=1; i_data=i_data<<1; CS=0;delay_xms(1);/* 写数据 */void write_data(uchar data1) uchar i,i_data;SCLK=0;CS=1;i_data=0xfa;for(i=0;i<8;i+) SID=(bit)(i_data&0x80); SCLK=0; SCLK=1; i_data=i_data<<1; i_data=data1;i_data&=0xf0;for(i=0;i<8;i+) SID=(bit)(i_data&0x80); SC

16、LK=0; SCLK=1; i_data=i_data<<1; i_data=data1;i_data=i_data<<4;for(i=0;i<8;i+) SID=(bit)(i_data&0x80); SCLK=0; SCLK=1; i_data=i_data<<1; CS=1;delay_xms(1);/* 显示位置设置 */void lcd_postion(uchar X,uchar Y)uchar pos;if(X=0) X=0x80;if(X=1) X=0x90;if(X=2) X=0x88;if(X=3) X=0x98;pos=X+

17、Y;write_command(pos);void lcd_init()PSB=0; write_command(0x30); write_command(0x0c); delay_xms(5);write_command(0x01); delay_xms(5); /*写数字更新函数*/void renew()lcd_postion(0,3);a=s/1000+48;write_data(a);b=(s%1000)/100+48;write_data(b);c=(s%100)/10+48;write_data(c);d='.'write_data(d);e=s%10+48;wr

18、ite_data(e);delay_xms(50);/*按键检测*/void keyscan(void) P3=0xfe; temp=P3; temp=temp&0xf0; if(temp!=0xf0) delay_xms(10); if(temp!=0xf0) temp=P3; switch(temp) case 0xee: key=0;en=1;m=1; break; case 0xde: key=1;en=1;m=2; break; case 0xbe: key=2;en=1;m=3; break; case 0x7e: key=3;en=0; break; while(temp

19、!=0xf0) temp=P3; temp=temp&0xf0; beep=0; delay_xms(5); beep=1; P3=0xfd; temp=P3; temp=temp&0xf0; if(temp!=0xf0) delay_xms(10); if(temp!=0xf0) temp=P3; switch(temp) case 0xed: key=4;en=1;m=4; break; case 0xdd: key=5;en=1;m=5; break; case 0xbd: key=6;en=1;m=6; break; case 0x7d: key=7;en=0; bre

20、ak; while(temp!=0xf0) temp=P3; temp=temp&0xf0; beep=0; delay_xms(5); beep=1; P3=0xfb; temp=P3; temp=temp&0xf0; if(temp!=0xf0) delay_xms(10); if(temp!=0xf0) temp=P3; switch(temp) case 0xeb: key=8;en=1;m=7; break; case 0xdb: key=9;en=1;m=8; break; case 0xbb: key=10;en=1;m=9; break; case 0x7b:

21、key=11;en=0; break; while(temp!=0xf0) temp=P3; temp=temp&0xf0; beep=0; delay_xms(5); beep=1; P3=0xf7; temp=P3; temp=temp&0xf0; if(temp!=0xf0) delay_xms(10); if(temp!=0xf0) temp=P3; switch(temp) case 0xe7: key=12;en=0; break; case 0xd7: key=13;en=1;m=0; break; case 0xb7: key=14;en=0;aa=0; break; case 0x77: key=15;en=0; break; while(temp!=0xf0) temp=P3; temp=temp&0xf0; beep=0; delay_xms(5); beep=1; /*主函数*/void main()uchar i;i=0;TMOD=0x01;TH0=(6553