畢業(yè)設計（論文）數(shù)控調(diào)頻發(fā)射器設計

1、沈陽工程學院畢業(yè)設計（論文）摘 要 本設計介紹的是數(shù)字控制調(diào)頻發(fā)射器,具有廉價、易制等特點, 它可在80.0109.9mhz的任意范圍內(nèi)設置發(fā)射頻率，可預置13個頻道，發(fā)射頻率調(diào)整最小值為0.1mhz，具有單聲道/立體聲控制，發(fā)射距離在2050m范圍內(nèi)，可應用于學校室內(nèi)無線廣播教學、電視現(xiàn)場導播等場所，同時也發(fā)揮了現(xiàn)代化媒體自動控制的巨大作用。同時本文介紹了當今在從模擬向數(shù)字轉(zhuǎn)變、從小規(guī)模向大規(guī)模擴展的過程中, 建造或改造一個調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)需要重視的幾項指標。新型數(shù)字化調(diào)頻發(fā)射臺具有頻率穩(wěn)定、發(fā)射頻率在88.0 mhz至110.0mhz范圍內(nèi)任意可設等特點，本文介紹了采用at89c52單片機控制

2、的數(shù)字化調(diào)頻發(fā)射器的設計方法。調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)影響人身及設備安全的因素涉及人、機(設備) 、環(huán)境和管理4 個方面。其中人的因素是核心, 設備是基礎, 環(huán)境是外部條件, 管理制度是關鍵。在當今調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)在不斷發(fā)展的進程中,因此科技的不斷更新與創(chuàng)新成為本行業(yè)一個永恒不變的主題。 關鍵詞: 單片機數(shù)字化控制bh1415f調(diào)頻發(fā)射 abstractthe major content that this design introduced is digital control frequent varied trasmission,owning the characteristics of cheap a

3、nd made easily,which can set transmitted frequents at any extent between 80mhz and 109.9mhz,including single or stanging control,the radiated distance is arange from 20m to 50m,and it can be applied in broadcasting instructions of classroom or a living broadcasting places and so on, simutanuously cr

4、eated modern media great function in automatically. the system of frequent varied trasmisstion have an impact on physical and the factors of equipment safe humen,machine,enviorment and management tour sides involved.all of them ,humen is center , machine is basic , enviorment is external condition,m

5、anagement is the key.nowadays, the system of frequent varied trasmisstion is in the progress of development continciously,so update and creation of science have become a constant topic .key words：digital control, bh1415h, frequent varied trasmisstion . 目 錄摘 要1abstract2目 錄31 引 言31.1 單片機c程序設計31.2 單片機c

6、程序簡介41.3 單片機c語言的特點51.4 單片機c語言的組成與優(yōu)點62 數(shù)控調(diào)頻發(fā)射器設計72.1 功能概述72.2 系統(tǒng)原理簡介72.3 系統(tǒng)原理分析82.4 軟件設計182.5 對系統(tǒng)程序的設計212.6 硬件調(diào)試262.7 軟件調(diào)試262.8 發(fā)射頻率的調(diào)試及性能分析263 控制源程序清單27結(jié) 論33致 謝34參 考 文 獻35 - 33 -1 引 言目前大多數(shù)高校校內(nèi)用的調(diào)頻廣播發(fā)射器，發(fā)射頻率固定單一，穩(wěn)定性差。本文設計了可在80.0 mhz至110.0mhz范圍內(nèi)任意設置發(fā)射頻率的數(shù)控調(diào)頻發(fā)射器，可預置13個頻道，發(fā)射頻率調(diào)整最小值為0.1mhz，具有單聲道/立體聲控制，比傳

7、統(tǒng)調(diào)頻臺應用更靈活可靠，可廣泛應用于學校無線廣播、電視現(xiàn)場導播、汽車航行、無線演說等。1.1 單片機c程序設計 單片機c程序設計步驟如下：1 分析設計任務，確定算法，畫出編程算法的流程圖。2 使用通用的文字編輯軟件，如edit、寫字板、word等編寫c源程序，也可在支持c語言的仿真器或編輯器上直接編寫，如keil 51c編輯器。3在c編輯器上進行調(diào)試和編譯，編譯后可生成后綴名為hex的十六進制目標程序文件。4用編輯器將目標程序文件寫入單片機。1.2 單片機c程序簡介 在沒有硬件仿真系統(tǒng)或在線調(diào)試器時,如何對系統(tǒng)進行調(diào)試或仿真,介紹基于單片機c程序keil 51環(huán)境下的程序調(diào)試與軟件仿真方法,合

8、理使用這些方法模擬實際運行環(huán)境,驗證程序設計,可以減少調(diào)試時間,提高編程效率。keil 51c是目前流行的單片機開發(fā)工具之一,它具有編譯、匯編、鏈接、實時操作系統(tǒng)、項目管理以及調(diào)試的功能,可以完成編輯、編譯、鏈接、調(diào)試、仿真等整個單片機開發(fā)流程。單片機系統(tǒng)軟件的開發(fā)總要和片內(nèi)、片外硬件設備息息相關,比如外部設備、鍵盤、引腳信號變化、ad轉(zhuǎn)換、液晶、串口等;同時還需根據(jù)設備信號輸出相應的控制信息。在沒有硬件仿真系統(tǒng)或在線調(diào)試器,必須使用keil 51c提供的軟件調(diào)試、仿真功能,它可以很方便地模擬單片機的運行以及模擬片內(nèi)和片外的外圍器件的工作。將keil 51c調(diào)試器配置成純軟件模式,可以不需要實

9、際的目標硬件就能夠模擬、仿真51系列單片機及外圍器件的很多功能。1keil 51c主要界面keil 51c輔助程序調(diào)試的窗口或界面主要有輸出窗口、反匯編窗口、watch窗口、memory窗口、toolbox按鈕、serial窗口、性能分析儀等。他們使程序的調(diào)試更加方便、直觀且功能強大。(1)command頁:通過命令行的形式,向運行中的程序發(fā)出調(diào)試命令,如顯示變量、表達式、寄存器、cpu引腳、加載用戶調(diào)試函數(shù)、信號函數(shù)等,然后等待程序返回,以此來驗證目標程序的正確性。keil 51c提供了大量的內(nèi)部調(diào)試命令,如break、dir、signal、display、include等。命令行中輸入的命

10、令是c語言的子集,大多數(shù)的c語句可以在此運行。另外, keil 51c還可以將命令行中輸入的調(diào)試信息,即整個調(diào)試過程用log命令記錄在文本文件中。使用時再用include命令加載該文件,使調(diào)試信息與目標程序同時運行,它們一個在前臺,另一個在后臺運行。(2)serial窗口:串口輸入輸出窗口可用于系統(tǒng)調(diào)試時的輸入和輸出窗口?？梢酝ㄟ^該窗口輸入信息、響應用戶的交互操作、輸出程序執(zhí)行中的一些變量值或信息。(3)斷點編輯器:充分使用斷點,編輯各種斷點,使程序在需要時中止運行,以便控制整個目標程序的運行過程,監(jiān)視相關變量、寄存器或存儲區(qū)的變化。keil 51c有豐富的斷點編輯功能和三種斷點類型:執(zhí)行斷點

11、、條件斷點、以及存取斷點。(4)cpu片內(nèi)設備界面:包括i/o口,定時器,串口等,它是具體硬件電路的輸入和輸出窗口。在程序調(diào)試運行時,打開設備界面可以觀察到設備各參數(shù)值及其動態(tài)變化情況。同時,在需要輸入開關量的模擬中,可以直接修改界面上的各參數(shù)值進行仿真輸入。(5)toolbox按鈕:包含用戶配置的命令按鈕,單擊按鈕可以調(diào)用相關調(diào)試命令、信號函數(shù)或自定義函數(shù),可以完成命令行中所有的調(diào)試功能,提供給用戶良好的調(diào)試界面。 1.3 單片機c語言的特點單片機c語言是硬件設計人員的一種描述工具，硬件設計本身還是要人來完成的。單片機c語言被設計出來的目的是為了硬件設計，具有硬件的性質(zhì)。它用于描述電路系統(tǒng)的

12、結(jié)構，接口，行為和功能，除了它具有的硬件特征的語句外，它的語言形式和描述風格，以及句法與一般的計算機高級語言相當類似，然而它又與軟件語言具有完全不同的性質(zhì)。單片機c語言主要用于設計數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構，行為，功能和接口。除了含有許多具有硬件特征的語句外，單片機c語言的語言形式和描述風格與句法是十分類似于一般的計算機高級語言。單片機c語言的程序結(jié)構特點是將一項工程設計，或稱設計實體（可以是一個元件，一個電路模塊或一個系統(tǒng)）分成外部（或稱可是部分,及端口）和內(nèi)部（或稱不可視部分），既涉及實體的內(nèi)部功能和算法完成部分。在對一個設計實體定義了外部界面后，一旦其內(nèi)部開發(fā)完成后，其他的設計就可以直接調(diào)用這個實體

13、。這種將設計實體分成內(nèi)外部分的概念是單片機c語言系統(tǒng)設計的基本點。應用單片機c語言進行工程設計的優(yōu)點是多方面的。（1）與其他的硬件描述語言相比，單片機c語言具有更強的行為描述能力，從而決定了他成為系統(tǒng)設計領域最佳的硬件描述語言。強大的行為描述能力是避開具體的器件結(jié)構，從邏輯行為上描述和設計大規(guī)模電子系統(tǒng)的重要保證。（2）單片機c語言豐富的調(diào)用函數(shù)和庫函數(shù)，使得在任何大系統(tǒng)的設計早期就能查驗設計系統(tǒng)的功能可行性，隨時可對設計進行調(diào)試驗證。（3）單片機c語句的行為描述能力和程序結(jié)構決定了他具有支持大規(guī)模設計的分解和已有設計的再利用功能。符合市場需求的大規(guī)模系統(tǒng)高效，高速的完成必須有多人甚至多個代發(fā)

14、組共同并行工作才能實現(xiàn)。（4）對于用單片機c語言完成的一個確定的設計，可以利用單片機工具進行邏輯綜合和優(yōu)化，并自動的把單片機c語言描述設計轉(zhuǎn)變成門級網(wǎng)表。 （5）單片機c語言對設計的描述具有相對獨立性，設計者可以不懂硬件的結(jié)構，也不必管理最終設計實現(xiàn)的目標器件是什么，而進行獨立的設計。（6）單片機c語言的設計不依賴于特定的器件，方便了工藝的轉(zhuǎn)換。（7）單片機c語言是一個標準語言，為眾多的單片機廠商支持，移植性好。單片機c語言描述系統(tǒng)時，一般有三種描述層次：行為描述、數(shù)據(jù)流描述 、結(jié)構描述。行為級描述注重描述對象的功能，表示輸入與輸出之間的轉(zhuǎn)換行為;不包含結(jié)構信息；數(shù)據(jù)流描述用邏輯方程描述對象的

15、關系；結(jié)構描述 (門級描述)直接給出實體實現(xiàn)的邏輯網(wǎng)表。1.4 單片機c語言的組成與優(yōu)點單片機c語言程序大致由函數(shù)說明、指針和指針變量、文件包含、及宏定義4 個部分組成。單片機c語言的優(yōu)點：（1）具有更強的行為描述能力，是系統(tǒng)設計領域最佳的硬件描述語言。（2）具有豐富的自定義函數(shù)和庫函數(shù)，使得在任何大系統(tǒng)的設計早期就能查驗設計系統(tǒng)的功能可行性，隨時可對設計進行仿真模擬。（3）單片機c語句的行為描述能力和程序結(jié)構決定了它具有支持大規(guī)模設計的分解和已有設計的再利用功能。該功能能滿足市場大規(guī)模系統(tǒng)高效、高速的需要，可替代多人甚至多個代發(fā)組共同工作。 （4）對于用單片機c語言完成的一個確定的設計，可以

16、利用單片機工具進行邏輯綜合和優(yōu)化，并自動地將單片機c語言描述設計轉(zhuǎn)變成門級網(wǎng)表。（5）單片機c語言對設計的描述具有相對獨立性，設計者可以不懂硬件結(jié)構，也不必管最終設計實現(xiàn)的目標器件是什么，而進行獨立的設計。2 數(shù)控調(diào)頻發(fā)射器設計2.1 功能概述 本設計的數(shù)控調(diào)頻發(fā)射器是能夠在80.0109.9mhz的任意范圍內(nèi)設置發(fā)射頻率，可預置13個頻道，發(fā)射頻率調(diào)整最小值為0.1mhz，具有單聲道/立體聲控制，發(fā)射距離在2050m范圍內(nèi)，預期的目標是希望它能夠廣泛應用于學校室內(nèi)無線廣播教學、電視現(xiàn)場導播等場所。為了實現(xiàn)調(diào)頻中心頻率的控制，本設計采用rohm公司生產(chǎn)的調(diào)頻發(fā)射專用集成電路bh1415f，內(nèi)含

17、立體聲信號調(diào)制，調(diào)頻廣播信號發(fā)射電路。bh1415f內(nèi)有前置補償電路、限制器電路、低通濾波器電路等，具有良好的音色，而這些電路是由許多分立的無源元件組成的。bh1415f還內(nèi)置pll系統(tǒng)調(diào)頻發(fā)射電路，傳輸頻率非常穩(wěn)定，并且調(diào)頻發(fā)射頻率可用單片機通過串行口進行控制。本設計系統(tǒng)的硬件電路主要由單片機控制電路、調(diào)頻調(diào)制電路、電源電路組成。其中單片機控制器采用atmel公司的at89c52，32個端口可滿足4位led動態(tài)顯示、16（4x4）個操作按鍵的設計需要。調(diào)頻調(diào)制電路采用bh1415f芯片。電路電源采用單片機控制的數(shù)字調(diào)頻器功耗小，可用7805三端穩(wěn)壓塊分別對單片機和bh1415f電路單獨供電，

18、電源變壓器功率大于10w即可。實物圖如下：2.2 系統(tǒng)原理簡介 為了實現(xiàn)調(diào)頻中心頻率的控制，本設計采用rohm公司生產(chǎn)的調(diào)頻發(fā)射專用集成電路bh1415f，內(nèi)含立體聲信號調(diào)制，調(diào)頻廣播信號發(fā)射電路。bh1415f內(nèi)有前置補償電路、限制器電路、低通濾波器電路等，具有良好的音色，而這些電路是由許多分立的無源元件組成的。bh1415f還內(nèi)置pll系統(tǒng)調(diào)頻發(fā)射電路，傳輸頻率非常穩(wěn)定，并且調(diào)頻發(fā)射頻率可用單片機通過串行口進行控制。本設計系統(tǒng)的硬件電路主要由單片機控制電路、調(diào)頻調(diào)制電路、電源電路組成。其中單片機控制器采用atmel公司的at89c52，32個端口可滿足4位led動態(tài)顯示、16（4x4）個操

19、作按鍵的設計需要。調(diào)頻調(diào)制電路采用bh1415f芯片。電路電源采用單片機控制的數(shù)字調(diào)頻器功耗小，可用7805三端穩(wěn)壓塊分別對單片機和bh1415f電路單獨供電，電源變壓器功率大于10w即可。2.3 系統(tǒng)原理分析單片機原理控制圖如下：單片機采用at89c52，采用最小化應用系統(tǒng)設計，p0口和p2口作為共陽led數(shù)碼管驅(qū)動用，p1口作為16鍵的鍵盤接口，其中t0t3分別為百位、十位、個位、小數(shù)位的頻率操作鍵，t4t14為發(fā)射頻率預置鍵，t15為單聲道/立體聲控制鍵。 p3.0、p3.1、p3.2作為與hb1415的通訊端口，用于傳送發(fā)射頻率控制數(shù)據(jù)，p3.3用于立體聲發(fā)射批示。采用12mhz晶振，

20、模擬串口通訊。調(diào)頻調(diào)制發(fā)射部分原理圖如下：bh1415功能表如下：1 右聲道輸入端：通過電容器與右聲道音頻信號相連 1/2vcc2 左音源輸入端：通過電容器與左聲道音頻信號相連 2,21 時間常數(shù)端：它連接一個電容為時間常數(shù)=22.7kc 3,20 lpf 時間常數(shù)端：這是15khz lpf.它連接150p 電容 1/2vcc4 濾波器端：它是聲頻部份濾波器叁考電壓 1/2vcc5 立體聲復合信號輸出端：它連接到調(diào)頻調(diào)制器 1/2vcc6 接地端 gnd7 pll相位檢波器輸出端：它連接到pll lpf電路 8 電源供給端 vcc9 射頻振蕩器端：這是振蕩器基端，它連接振蕩時間常數(shù) 4/7vc

21、c10 射頻地端 gnd11 射頻發(fā)送輸出端 vcc-1.912 pll電源供給端 vcc13,14 xtal 振蕩器端：它連接一個7.6mhz 晶振 15 芯片授權端：連續(xù)輸入高電平數(shù)據(jù) 16 時鐘輸入端：帶數(shù)據(jù)和同步的時鐘在序列數(shù)據(jù)輸入。 17 數(shù)據(jù)輸入端 18 靜音端：0.8vcc pin18 : mute on 0.2vcc pin18 : mute off 19 控制信號調(diào)節(jié)端 1/2vcc采用rohm公司最新生產(chǎn)的調(diào)頻發(fā)射專用集成電路bh1415f，內(nèi)含立體聲信號調(diào)制、調(diào)頻廣播信號發(fā)射電路，bh1415f內(nèi)有前置補償電路、限制器電路、低通濾波電路等，因此具有良好的音色，內(nèi)置pll系

22、統(tǒng)調(diào)頻發(fā)射電路，傳輸頻率非常穩(wěn)定。調(diào)頻發(fā)射頻率可用單片機通過串行口直接控制。bh1415芯片圖如下：本芯片供電一定要穩(wěn),可以穩(wěn)壓后饋入,單片機控制時的編程可用模擬串行通信的方式,用引腳控制.程序如下：#include#define uchar unsigned char#define uintunsigned int sbit mute = p10;sbit di = p11; sbit clk= p12; sbit ce = p13;sbit key_1= p14;sbit key_2= p15;sbit key_3= p16;sbit key_4= p17;void send_16(uin

23、t ui_date, uchar uc_mono ,uchar uc_pd); /發(fā)送數(shù)據(jù)函數(shù)void key_scan_1(void); /控制靜音void key_scan_2(void); /頻率步進 精度0.1mhzvoid key_scan_3(void); /頻率步退 精度0.1mhzvoid key_scan_4(void); /立體聲控制void delay(void); uchar uc_count_1;uchar uc_count_2;uchar uc_count_3;uchar uc_count_4;uint ui_temp_1; /保存頻率數(shù)據(jù)uint ui_temp_

24、2; /保存立體聲數(shù)據(jù)void main(void)char js,kk;for(kk=0;kk10;kk+)/指示單片機工作正常mute=0;for(js=0;js50;js+)delay();mute=1;for(js=0;js=1;clk=1;clk=0;di=uc_mono&0x01;clk=1;clk=0;di=uc_pd&0x20;clk=1;clk=0;uc_pd0;t-); / /*led動態(tài)掃描函數(shù)*/ scan( ) char k ; for (k=0;k0;i-) da=val&ox01; _nop(); _nop(); _nop(); _nop(); ck=1; _no

25、p();_nop();_nop();_nop(); ck=0; val=val/2; ce=0; /*控制字寫入1415函數(shù)*/ w_1415( ) write(concomman0); write(concomman1); / /*頻率刷新*/ fup( ) turn_bcd( ); command( ); w_1415 ( ); / /*查鍵程序*/ read_key( ) keyio=0xf0;keytemp=(keyio)oxfo;if(keytemp!=0) keytemp=keyio; keyio=oxof; keytemp=keytemp|keyio; while(keyio)&

26、oxox)!=0); switch(keytemp) case238:f_data+;if(f_data1099;fup();break; /加0.1mhz case222:f_data-;if(f_data800;)fup();break; /減0.1mhzcase190:mono=mono;if(mono)monolamp=1;fup();break; /立體聲/單聲道切換 case126:f_data=1090;fup();break; /預置109.0mh case237:f_data=1070;fup();break; /預置107.0mhz case221:f_data=1050;

27、fup();break; /預置105.0mhz case189:f_data=1030;fup();break; /預置103.0mhz case125:f_data=1000;fup();break; /預置100.0mhz case235:f_data=970;fup();break; /預置97.0mhz case219:f_data=950;fup();break; /預置95.0mhz case187:f_data=930;fup();break; /預置93.0mhz case123:f_data=900;fup();break; /預置90.0mhz case231:f_dat

28、a=870;fup();break; /預置87.0mhz case215:f_data=850;fup();break; /預置85.0mhz case183:f_data=830;fup();break; /預置83.0mhz case119:f_data=800;fup();break; /預置80.0mhz default:break; keyio=oxff; / /*主函數(shù)*/ main ( ) disdata=oxff; /初始化端? discan=oxff; keyio=oxff; da=0; /bh1415禁止 ck=0; ce=0; for(h=o;h4;h+)diplayh

29、=a; /開機顯示“8888” for(h=0;h500;h+) scan( ); /預置1000mhz f_data=1000; /開機立體聲燈點亮 monolamp=0; /頻率送入bh1415 fup( ); while( ) read_key(); /查鍵按鈕 scan(); /顯示4ms / /*/結(jié) 論 通過這次數(shù)控調(diào)頻發(fā)射器的畢業(yè)設計，說明了設計單片機的基本方法和過程。用keil c51語言實現(xiàn)單片機的設計過程，是一個以軟件設計為主，器件配置相結(jié)合的過程。這種軟件設計與硬件設計的結(jié)合，以一片器件代替由多片小規(guī)模集成數(shù)字電路組成的電路，其優(yōu)勢已經(jīng)越來越明顯。由此可見，在進行系統(tǒng)設計

30、時，如果系統(tǒng)比較復雜，所需器件數(shù)目多，并要求體積小、速度快、功耗低時，首先應該考慮用keil c51語言來進行系統(tǒng)程序設計，然后再進行整體設計。 在這次畢業(yè)設計過程中，我從一個對keil c51語言還不太懂，算是一個入門的新手，到現(xiàn)在可以基本讀懂程序，并會用keil c51編譯器對錯誤程序進行基本修改的層次，這算是一種進步。通過對數(shù)控調(diào)頻發(fā)射器這個設計任務進行實際設計和調(diào)試，這使我產(chǎn)生了對keil c51語言乃至單片機應用的濃厚興趣，相信這種興趣會在今后的學習工作中起到很大推動作用，我也相信，在今后，我會更深一步的去接觸keil c51及其相關的語言。keil c51是一種通用的標準硬件描述語言，融合并發(fā)展了眾多的硬件描述語言的各種優(yōu)點，支持層次化，能對單片機系統(tǒng)進行從基本到系統(tǒng)的描述。本文介紹keil c51編譯系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)技術，keil c51編譯系統(tǒng)是keil c51高層次綜合系統(tǒng)的前端，接受keil c