課設(shè)說明書高頻

1、目 錄1 課程目的12 原理介紹13 具體實施方案13.1 方案設(shè)計與論證13.1.1 整機電路方案的設(shè)計13.1.2 各部分電路方案的設(shè)計23.2 硬件電路部分33.2.1 接收機電路33.2.2 數(shù)字鎖相環(huán)路部分63.2.3 顯示電路123.2.4 鍵盤電路133.2.5 掉電數(shù)據(jù)存儲電路133.2.6 程序運行監(jiān)視電路143.2.7 電源部分153.2.8 單片機部分163.3 軟件電路部分163.3.1 主程序163.3.2 功能鍵查詢程序173.3.3 掉電數(shù)據(jù)存儲程序183.3.4 程序運行監(jiān)視部分184 結(jié)論18附圖20參考文獻資料1 課程目的通過本課程設(shè)計，鞏固已學理論知識，提

2、高動手能力，了解調(diào)頻接收機的組成及各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，了解集成電路單片接收機的性能及應(yīng)用。從而能正確設(shè)計、計算調(diào)頻接收機的各單元電路。通過本設(shè)計，要求掌握、基本的調(diào)頻接收機電路的組裝和調(diào)試方法，了解集成電路單片接收機的性能及應(yīng)用。2 原理介紹本文利用數(shù)字鎖相頻率合成技術(shù)構(gòu)成收音機的電調(diào)諧部分，完成收音機的調(diào)臺、選臺、搜索與存儲等功能。本文著重介紹了SONY公司生產(chǎn)的收音機集成芯片CXA1019S構(gòu)成的FM調(diào)頻電路、頻率合成器芯片BU2614構(gòu)成的鎖相環(huán)電路和MCS-51系列單片機及其外圍電路組成的鍵盤、顯示和存儲電路。由于鎖相環(huán)具有跟蹤特性、窄帶濾波特性和瑣定狀態(tài)無剩余頻差存在。因

3、此在頻率合成技術(shù)中采用鎖相環(huán)路可以產(chǎn)生頻率度和準確度很高的振蕩信號源。現(xiàn)在利用這種振蕩信號源產(chǎn)生的頻率作為收音機電路的調(diào)諧頻率和本振頻率，則可以實現(xiàn)數(shù)字化收音。利用單片機控制鎖相環(huán)路中的分頻數(shù)就可以改變振蕩信號源的輸出頻率，以達到調(diào)臺的目的。本設(shè)計的要求主要包括以下幾個方面：（1） 接收頻率范圍：88MHz 108MHz；（2） 調(diào)制信號頻率范圍100Hz15000Hz，最大頻偏75kHz；（3） 最大不失真輸出功率100mw（負載電阻8）；（4） 能夠正常收聽FM廣播。建議采用集成芯片CXA1019/1191/1619。3 具體實施方案3.1方案設(shè)計與論證調(diào)頻收音機一般包括：天線、前端輸入回

4、路、混頻、本振、中放、解調(diào)、放大和輸入等部分，本設(shè)計中高放、混頻、中放、解調(diào)等電路采用SONY公司生產(chǎn)的FM/AM收音機集成芯片CXA1019S；自動調(diào)諧、程控搜索、電臺載頻顯示等功能由自動調(diào)諧、程控搜索、電臺載頻顯示等功能由鎖相頻率合成器芯片BU2614、MCS-51系列單片機及相應(yīng)的外圍電路配合完成。采用專用的芯片可以使整個系統(tǒng)體積小、重量輕、可靠性好、靈敏度高、功耗低。3.1.1整機電路方案的設(shè)計本設(shè)計是利用頻率合成技術(shù)來完成收音機的電調(diào)諧，通過BU2614的串行口與單片機通信來改變分頻比，用BU2614內(nèi)部的分頻器和鑒頻鑒相器，與CXA1019S的本振VCO構(gòu)成數(shù)控鎖相環(huán)，通過改變分頻

5、比來改變接收的頻點。選臺和頻率顯示、存臺等由單片機AT89C52和MAX7219、93C46 芯片配合完成。系統(tǒng)框圖如圖3-1所示：CXA1019S 高頻調(diào)諧放大器選頻回路10.7M陶瓷濾波器混頻器限幅放大器解調(diào)音頻放大器調(diào)諧電平指示本振VCO低通濾波器頻率合成器BU2614看門狗電路調(diào)諧VCO鍵盤主控制器AT89C51顯示串行存儲器93C46圖3-1 系統(tǒng)框圖3.1.2各部分電路方案的設(shè)計（1） 收音單元目前市場上收音機的集成芯片很多，但為了滿足本設(shè)計的各項性能要求，我們采用了索尼公司生產(chǎn)的集成芯片CXA1019S，這種芯片運用于便攜式收音機及頭盔式收音機，具有接收靈敏度高、鏡像抑制性能好、

6、外圍元件少、輸出功率大等優(yōu)點。FM時VCC=5V，工作電流為5.3mA；在VCC=6伏、RL=8歐姆時，輸出功率為500mW。（2） 鎖相頻率合成單元FM調(diào)頻收音機的接收頻率范圍是88M108MHZ,因此所選用的頻率合成器芯片最高頻率也必須能達到110MHZ才能滿足要求。現(xiàn)在常見的頻率合成器芯片有MC145151、MC145157、MC145158等，但它們工作的最高頻率只能達到30MHZ，如果要用這些芯片來構(gòu)成100MHZ左右的鎖相頻率合成器，則必須配合MC12009、MC12013分頻器來完成，由于高頻經(jīng)過的線路越多越容易受到干擾。因此應(yīng)盡量選用一個芯片來完成鎖相頻率合成功能，ROHM公司

7、生產(chǎn)的鎖相頻率合成調(diào)諧集成芯片BU2614最高頻率可達到130MHZ完全滿足要求，另外該芯片內(nèi)帶有高靈敏度RF放大器，支持IF計數(shù)功能。（3） 顯示單元 常用的顯示接口電路多數(shù)由8155、8279等芯片構(gòu)成，由于這些芯片與單片機連接時需要占用P0、P2口，另外采用動態(tài)掃描方式占用單片機內(nèi)部系統(tǒng)資源比較大。為了簡化單片機的外圍電路，我們采用了MAXIM公司的串行8位數(shù)字靜態(tài)顯示芯片MAX7219構(gòu)成一個6位靜態(tài)顯示模塊，它只需占用AT89C52的三個口線，即可完成顯示功能。（4） 鍵盤電路 由于本設(shè)計中使用的按鍵較多，我們采用了功能鍵與數(shù)字鍵分開識別的式，即功能 鍵采用查詢方式，數(shù)字鍵采用編碼動

8、態(tài)掃描方式，這樣既可以減少掃描占用的時間，又可以簡化程序。（5） 關(guān)機數(shù)據(jù)存儲單元 根據(jù)本設(shè)計的要求，該機具有掉電后能夠保存所存儲電臺的功能。目前市場上EEPROM類型很多如2764A、2864A等，都是并行EEPROM，體積大且不具有關(guān)電保存數(shù)據(jù)的功能。與并行EEPROM相比，串行EEPROM體積小、價廉、電路連接簡單，如串行EEPROM 93C46是電擦除可編程只讀存儲器，具有在線擦除和改寫數(shù)據(jù)功能，能滿足關(guān)電保存數(shù)據(jù)的要求。另外采用串行的形式，能夠節(jié)省單片機的口資源。（6） 程序運行監(jiān)視單元 為了加強程序運行的可靠行，需要對程序的運行狀況進行監(jiān)視，以防止程序彈飛到一個臨時構(gòu)成的死循環(huán)中，

9、導致整個系統(tǒng)完全癱瘓。因此有必要在電路中設(shè)置看門狗電路（WATCHDOG電路）監(jiān)視系統(tǒng)的運行?，F(xiàn)在常用的看門狗電路既有硬件構(gòu)成的WATCHDOG，也有純軟件構(gòu)成的WATCHDOG，但純軟件的WATCHDOG系統(tǒng)需要設(shè)置高級中斷子程序占用較多的單片機內(nèi)部資源，必將影響整機的運行速度。如果采用帶有硬件構(gòu)成的WATCHDOG系統(tǒng)，它的硬件部分完全獨立于CPU之外，將大大地提高它的可靠性。（7） 電源單元 由于BU2614、CXA1019S以及單片機系統(tǒng)需要5V電源電壓，而變?nèi)荻O管需要9V以上的電壓，若采用單電源+5V供電，則必須采用DCDC模塊升壓得到+12V電壓。3.2硬件電路部分3.2.1接收

10、機電路 采用了本課題提供的CXA1019S芯片及其外圍典型應(yīng)用電路。從天線輸入的信號經(jīng)88MHZ108MHZ帶通濾波器濾波送入CXA1019S進行高頻放大、混頻、中頻放大、鑒頻處理，解調(diào)出音頻信號。此電路是在CXA1019S典型應(yīng)用電路的基礎(chǔ)上去掉AM部分，如圖3-2所示：由天線將高頻信號經(jīng)BPF濾波器送到CXA1019S芯片的13腳（FM高頻輸入），在芯片內(nèi)部進行高頻放大，放大后的信號由接在10腳的L1、C6、C5和VD1選頻，通過改變變?nèi)荻O管VD1的反向偏置電壓，來改變變?nèi)荻O管的電容量，以達到頻率調(diào)諧的目的；接在8腳的L2、C7、C8和VD2組成FM本振選頻網(wǎng)絡(luò)，同樣是通過調(diào)節(jié)變?nèi)荻O

11、管VD2的反向偏置電壓來改變本振頻率的；選頻后的調(diào)頻電臺信號在芯片內(nèi)部混頻，混頻后的10.7MHZ調(diào)諧信號在15腳輸出，通過R1（330）電阻送到CF（10.7MHZ陶瓷濾波器），經(jīng)其選頻后送到芯片的18腳進行FM中頻放大。放大后的FM信號在其內(nèi)部進行鑒頻，鑒頻網(wǎng)絡(luò)接3腳的DICF兩端的陶瓷帶通濾波器（10.7MHZ）上，鑒頻后的音頻信號由24腳輸出，經(jīng)電容E4直接耦合到25腳。通過內(nèi)部的音頻功率放大最后由28腳送出給揚聲器。對于音量的控制是通過音量電位器的滑動來控制的，當電位器滑動端改變時，直流電壓隨之改變，從而達到控制音量的目的。相關(guān)的理論計算如下：圖3-2 接收機電路（1） 波段覆蓋系數(shù)

12、的計算88MHz108MHz頻率,高端頻率=108MHz,低端頻率為=88MHz,設(shè)電容的最大值為，最小值為，回路外接電容于是存在>1從有由上式有設(shè)為波段覆蓋系數(shù)則有 得到， 只要就可以達到要求，在結(jié)構(gòu)上該可變電容器是可以實現(xiàn)的。（2） 輸入調(diào)諧回路與本振回路參數(shù)選擇與計算 由所給資料M-235變?nèi)荻O管在2.68V9.8V偏置電壓下電容為6p15p。 （a） 本振回路參數(shù)計算:變?nèi)荻O管先與C8串聯(lián)再與C7并聯(lián)構(gòu)成振蕩加路的總C(設(shè)變?nèi)荻O管最大值為、最小值為)即為：、 變?nèi)荼冗_到覆蓋系數(shù)要求。由，得L2=0.086uH或0.087uH(b) 調(diào)諧回路參數(shù)計算：RC1的變化范圍為5p2

13、7p 計算調(diào)諧回路電感L1，回路RC1與C6并聯(lián)電容取值與本振回路一樣為15p。 計算調(diào)諧回路電感L1，回路RC1與C6并聯(lián)電容取值與本振回路一樣為15p。3.2.2數(shù)字鎖相環(huán)路部分這一部分既是設(shè)計的重點也是設(shè)計的難點，我們利用鎖相環(huán)路法來構(gòu)成數(shù)字式頻率合成器，應(yīng)用鎖相頻率合成器芯片BU2614內(nèi)部的數(shù)字邏輯電路把VCO頻率一次或多次降頻至鑒相器頻率上，再與參考頻率在鑒相電路中進行比較，所產(chǎn)生的誤差信號用來控制VCO的頻率，使之鎖定在芯片內(nèi)參考頻率的穩(wěn)定度上。（1） BU2614及外圍電路的分析BU2614 PLL頻率合成芯片工作于FM波段，具有低發(fā)射的噪聲，低能耗的特點，并內(nèi)建有高靈敏度RF

14、放大器，支持IF計數(shù)功能。BU2614的應(yīng)用為調(diào)諧器（小型元件，盒式收音機，收音設(shè)備等），特性為：(a)內(nèi)建高速預(yù)置可分頻130MHZ壓控振蕩器。(b)75KHZ參考晶振可保證低發(fā)射噪聲。(c)低電流消耗，（操作時4MA，PLL關(guān)閉時100MA）。(d)提供以下7種步進頻率25KHZ、12.5KHZ、6.25KHZ 、3.125KHZ、5.3KHZ. (e)部頻率測量計數(shù)器。(f)解鎖檢測。(g)三個輸出口（漏極開路）(h)串行數(shù)據(jù)輸入（CE、CLK、DA）外圍電路控制如圖3-3所示:圖3-3 外圍電路控制圖該方案的顯著優(yōu)點是頻率穩(wěn)定度高,當壓控振蕩器參數(shù)發(fā)生變化時，可自動跟蹤捕捉，使頻率重新

15、穩(wěn)定。通過對可編程分頻系數(shù)進行預(yù)置和步進，可以在好的環(huán)路性能下實現(xiàn)電臺的程控搜索。BU2614鎖相頻率合成芯片工作于FM波段，具有低噪聲，低能耗的特點，并且內(nèi)部帶有高靈敏度RF放大器，支持IF計數(shù)功能。BU2614的外圍電路工作原理：5腳接收單片機的串行數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù) 為12腳反饋頻率FMOSC提供分頻系數(shù)N，內(nèi)部標準頻率由串行數(shù)據(jù)位中的R0，R1，R2的不同取值確定。本設(shè)計選擇R0為“1”R1為“1”，R2“1”，標準頻率為25KHZ與頻率FMOSC/N比較，在PD輸出相位比較信號，根據(jù)PD輸出端的不同狀態(tài)，從低通濾波器得到相應(yīng)的直流電壓，該電壓加在CXA1019S收音機回路的調(diào)諧和本振回路中

16、的變?nèi)荻O管上，使得調(diào)諧頻率和本振頻率的改變與天線BPF接出的載波信號諧振收到電臺，實現(xiàn)電調(diào)諧功能。而本振頻率通過電容耦合反饋到BU2614中使得頻率鎖定。（2） 鎖相環(huán)的組成及工作原理 此環(huán)路是一個相位的負反饋控制系統(tǒng)。它是由鑒相器PD、環(huán)路濾波器（LF）、電壓控制振蕩器（VCO）和程序分頻器（N）四個基本部件組成。如圖3-4所示：PDLFVCO程序分頻器N 圖3-4 鎖相環(huán)的組成當壓控振蕩器的頻率由于某種原因而發(fā)生變化時，必然相應(yīng)地產(chǎn)生相位變化。這相位變化鑒相器中與參考晶體振蕩器的穩(wěn)定相位(對應(yīng)于頻率)相比較，使鑒相器輸出一個與相位誤差成比例的誤差電壓，經(jīng)過低通濾波器，取出其中緩慢變動的直

17、流分量。用來控制壓控振蕩器中的壓控元件數(shù)值（變?nèi)荻O管的電容量），而這壓控元件又是VCO振蕩回路的組成部分，結(jié)果壓控元件電容量的變化將VCO的輸出頻率又拉回到穩(wěn)定值上來。這樣，VCO的輸出頻率穩(wěn)定度即由參考晶體振蕩器所決定，這時環(huán)路處于鎖定狀態(tài)。 (a)鑒相器PD鑒相器是鎖相環(huán)路中的關(guān)鍵部件。它的形式很多，但在頻率合成器中所采用的鑒相器主要有正弦波相位檢波器與脈沖取樣保持相位比較器兩種，由于脈沖取樣保持相位比較器輸出波紋電壓小，相位比較范圍在360。，因此在數(shù)字式鎖相環(huán)路中常采用脈沖取樣保持相位比較器做鑒相器，其作用是：用來比較輸入信號電壓和輸出信號電壓的相位，產(chǎn)生與兩信號之間相位差成比例的電

18、壓 BU2614通過外接晶振產(chǎn)生75KHz的參考頻率送至鑒相器，而反饋的VC（FM本振頻率）經(jīng)過分頻器后也送至鑒相器進行比較產(chǎn)生一個與相位差成比例的電壓送至LF環(huán)節(jié)。(b) 環(huán)路濾波器環(huán)路濾波器即低通濾波器，常用的形式有：RC濾波器、無源比例積分濾波器、有源比例積分濾波器。其作用是：用來濾除鑒相器輸出電壓中的無用組合頻率分量及其它干擾分量，以保證環(huán)路所要求的性能，并提高環(huán)路的穩(wěn)定性。本設(shè)計采用RC濾波器（其電路如圖3-5所示）。圖3-5 RC濾波器RC濾波器的輸出經(jīng)Q2放大后由VD端輸出加至調(diào)諧回路和本振回路的變?nèi)荻O管上。環(huán)路濾波器的輸出波形如圖3-6所示：參考頻率OSC-R比較頻率fin-

19、NPDoutVL高阻VLVHVHVHVL圖3-6 輸出波形 采用RC濾波器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、調(diào)試方便。根據(jù)題目要求為了保證搜索到所有電臺，標準頻率設(shè)定為25KHz，本振輸出頻率為98.7 118.7MHz，可采用分頻方式，環(huán)路的可編程分頻器的分頻比N由下式計算可得：由下式計算可得： BU2614分頻比變化范圍為：平均分頻比為：VCO為本振壓控振蕩器，實際測得的VCO增益為：BU2614內(nèi)部鑒相器的增益為：環(huán)路總增益為：固有頻率為：阻尼系數(shù)為：取典型設(shè)計：可求得電路中K, 。(c)壓控振蕩器(VCO)壓控振蕩器就是在振蕩電路中采用壓控元件作為頻率控制器件，壓控元件一般都是用變?nèi)荻O管，

20、它的電容量受到輸入電壓的控制。變化時，即引起振蕩頻率變化。在一定范圍內(nèi)，與之間是線性關(guān)系。在線性范圍內(nèi)，這一線性曲線可用下列方程表示：在本設(shè)計中通過低通濾波器輸出的直流電壓控制調(diào)諧和本振的變?nèi)荻O管使得調(diào)諧頻率和本振頻率相應(yīng)的變化。變壓二極管是一個PN結(jié)電容變化范圍較大的晶體二極管，變?nèi)荻O管工作時，兩端加一個反向偏壓V；V變化其等效電容C也隨之變化。U增加時，C減??；U減小時，C增加，V與C的關(guān)系為式中：為偏壓=0時的PN結(jié)電容；為PN結(jié)接觸電位差（硅管約0.7V，鍺管約0.20.3V）；為外加直流偏壓，n為結(jié)電容變化指數(shù)，它決定于PN結(jié)的結(jié)構(gòu)和雜質(zhì)分布情況，對于突變結(jié)n=1/2,對于緩變結(jié)

21、n=1/3;對于超變結(jié)n=2或更高由式可知，在零偏壓時，結(jié)電容按指數(shù)規(guī)律下降其特性如圖3-8：圖3-7 壓控振蕩器圖3-8 結(jié)電容下降特性 在電路中如圖調(diào)頻信號發(fā)生器原理圖中電感L1電容C組成了并聯(lián)諧振回電路，圖中加了隔直電容C5、C8，此外，C5、C8還起到高頻振蕩信號的耦合電容的作用，C5、C8取1000PF遠遠大于CD，也就是說不管變?nèi)荻O管的反相偏壓多么低，C5、C8>>CD永遠成立。變?nèi)荻O管采取部分接入法，這種接法線性度很好。實際應(yīng)用中，壓控振蕩特性的線性范圍是有限的，超出這個范圍之后，控制靈敏度將會下降。在實際應(yīng)用中我們常取線性，在本電路中考濾實際使用故Uc取2.6v

22、-9.8v段D、程分頻器( N ) 本設(shè)計利用集成芯片BU2614內(nèi)部的移位寄存器構(gòu)成分頻器，其分頻系數(shù)N由單片機程序來決定，最后通過單片機與BU2614通訊來實現(xiàn)。BU2614有三個串行通信端口(CE、CK、DATA)，這三個端口與單片機的通訊時序和數(shù)據(jù)傳送格式如圖3-9所示：D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 input done from D0P0 P1 P2 * * * * CT R0 R1 R2 S PS * GT TS *:irrelevant T1 T2 T3 T4 T5 CK DA D0 D1 D2 * G

23、T TS CE Internal date TI>1ms T2、T3>500us T4>100us T5<15us圖3-9 數(shù)據(jù)傳送格式其中R0、R1、R2位為標準頻率位，本設(shè)計選擇為000即25KHZ；S位為FMIN和AMIN選擇開關(guān)，0表示FM輸入，1表示AM輸入，本設(shè)計為FM，故S位為0；其余位在BU2614作為頻率合成時無關(guān)，皆選為0；對于前十 六個數(shù)據(jù)位(D0D15)其傳送格式為：分頻數(shù)N：從D0到D15 （當S=1時，用D4到D15位）D0D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15例：N=1107（D）=453（H） S=0，P

24、S=0 1 1 0 0 | 1 0 1 0 | 0 0 1 0 | 0 0 0 0 N=1100（D）/2=550（D）=226（H） S=0，PS=10 1 1 0 | 0 1 0 0 | 0 1 0 0 | 0 0 0 0 N=926（D）=39E（H） S=1，PS=0 * * * * | 0 1 1 1 | 1 0 0 1 | 1 1 0 0 本設(shè)計選擇為S=0，PS=0的格式。本設(shè)計中對鎖相環(huán)電路而言，其核心元件是BU2614鎖相頻率合成芯片。它與外圍調(diào)諧回路和本振回路構(gòu)成完整的鎖相頻率合成電路。它是通過單片機為它預(yù)置的分頻比來調(diào)節(jié)本振頻率的。如果壓控振蕩器的角頻率發(fā)生變化，這時輸入

25、到鑒相器的電壓和輸出電壓必定會產(chǎn)生相應(yīng)的相位變化，鑒相器將輸出一個與相位誤差成比例的誤差電壓經(jīng)過環(huán)路濾波器取出其中緩慢變化的直流電壓，控制壓控振蕩器輸出信號的率，使鎖相環(huán)輸入與輸出信號之間的相位差減小，直到壓控振蕩器輸出信號的頻率等于輸入信號頻率、相位差等于常數(shù)，鎖相環(huán)路進入鎖定狀態(tài)為止。從而完成了收音機接收調(diào)諧穩(wěn)頻功能。3.2.3顯示電路該部分設(shè)計采用了MAX7219串行顯示控制芯片，代替常規(guī)的非門驅(qū)動芯片，如74LS00，大大的簡化了顯示電路，實現(xiàn)了以最少器件、最小功耗、在最短時間內(nèi)提高電路的穩(wěn)定性的要求。MAX7219是串行接口8位數(shù)字靜態(tài)顯示 芯片，功能齊全，占用系統(tǒng)資源少，只使用了A

26、T89C52的P3.3、P3.4、P3.5三個口。電路如圖3-10所示。圖3-10 顯示電路3.2.4鍵盤電路對于功能鍵的設(shè)計，我們采用了查詢的方式，即將單片機89C52的P1.2P1.7口用作功能鍵接口，將單片機的P0、P2口都作為I/O口使用，采用P0.6，P0.7與P2.0P2.4構(gòu)成10個編碼動態(tài)掃描矩陣鍵，這10個鍵既作為數(shù)字鍵09，又作為10個存儲電臺的臺號。另外，還利用P0.0P0.5六個口接六個發(fā)光二極管作為六個功能鍵的工作狀態(tài)指示。其具體的電路如圖3-11所示。3.2.5掉電數(shù)據(jù)存儲電路 由于串行EEPROM 93C46具有在線擦寫功能，因此本設(shè)計用它來存儲電臺數(shù)據(jù)，使重新開

27、機時所有存儲的電臺能被調(diào)出。93C46是64*16（1024）位串行存取的電擦除可編程 只讀存儲器，具有在線改寫數(shù)據(jù)和自動擦除功能；無論電源開或關(guān)，數(shù)據(jù)不丟失；其與單片機的連接如圖，主要通過端口CS、SK、DI和DE來進 行通信完成。其中CS為片選線，輸入高電平有效。當CS=1時，可對芯片讀寫。加于CS端信號的下降沿啟動片內(nèi)定時電路開始擦寫操作。SK為串行數(shù)據(jù)輸入或輸出的外加觸發(fā)時鐘信號輸入，輸入時鐘頻率為0250KHZ。DI為串行數(shù)據(jù)輸入端。DE為串行數(shù)據(jù)輸出端，讀寫操作時，OUT可用作擦寫狀態(tài)指示相當于READY/BUSY信號，其它狀態(tài)時OUT處于高阻態(tài)。BPE接高電平時片擦片寫指令有效。

28、圖3-11 鍵盤電路 3.2.6 程序運行監(jiān)視電路程序運行監(jiān)視系統(tǒng)又稱為看門狗電路（WATCHDOG），其主要作用就是用來防止程序彈飛到一個臨時構(gòu)成的死循環(huán)中。WATCHDOG的特性有：圖3-12 掉電數(shù)據(jù)存儲電路（1）本身能獨立工作，基本上不依賴CPU。（2）CPU在一個固定的時間間隔中和該系統(tǒng)打一次交道，以表明 系統(tǒng)“目前尚正?！?。（3）當CPU掉入死循環(huán)后，能及時發(fā)覺并使系統(tǒng)復位。本設(shè)計采用記數(shù)型WATCHDOG 電路，其電路圖如圖。WATCHDOG的硬件部分為一獨立于CPU之外的單穩(wěn)部件，使用 自帶脈沖源的計數(shù)器構(gòu)成。將555接成一個多諧振蕩器，周期為t0,將CD4017接成十進制計數(shù)

29、器，當?shù)谑畟€脈沖是QA 端變?yōu)楦唠娖?。單片機用一條輸出端口（P3.6） 輸出清零脈沖，只要每次清零脈沖的時間間隔短于十個脈沖周期，計數(shù)器就總也得不到十，QA端保持低電平。當CPU受干擾而掉入死循環(huán)時，就不能送出復位脈沖了，計數(shù)器很快記數(shù)到十，QA立即變?yōu)楦唠娖?，輸出一個正脈沖使CPU復位。在這里系統(tǒng)的復位信號有三個：上電復位（C1、R1），人工復位（K、R2、R1）和WATCHDOG復位（P3.6），通過綜合門后加到RESET端。圖3-13 程序運行監(jiān)視電路3.2.7 電源部分選用了Linear公司的DC DC專用芯片LT1930，并對典型電加以改進，使之能夠輸出+12V。電路如圖3-14所示

30、：3.2.8 單片機部分單片機系統(tǒng)是收音機的核心控制部分，其任務(wù)是從鍵盤讀取控制指令，輸出相應(yīng)的串行數(shù)據(jù)控制頻率合成器的分頻比，進而通過鎖相環(huán)對調(diào)諧回路和本振回路的頻率進行調(diào)整和控制，實現(xiàn)程控搜索、電臺存儲、調(diào)出電臺序號、顯示載頻以及顯示收音機的狀態(tài)信息。其框圖如圖3-13所示：對于電臺的存儲，一般采用靜態(tài)存儲器RAM來存儲信息，但是RAM在斷電后會丟失數(shù)據(jù)，為此我們采用具有在線讀寫、斷電保存功能的93C46芯片來完 成存儲功能。由于該收音機的接收頻率為88MHz 108MHz 圖3-14之間，以25KHz為步長，共需測量800個頻點，考慮到本地區(qū)實際情況，本系統(tǒng)的存儲臺數(shù)設(shè)置為10個。圖3-

31、14電源部分3.3軟件電路部分3.3.1 主程序本設(shè)計功能鍵采用查詢方式，數(shù)字鍵采用動態(tài)掃描方式。在收音機開機后，首先把上次關(guān)機時的電臺調(diào)出來，并把上次關(guān)機前的各個臺號存儲的電臺頻率數(shù)據(jù)還原。然后開始動態(tài)掃描各個數(shù)字鍵，判斷是否直接調(diào)用已存好的電臺。如果有數(shù)字鍵按下，則調(diào)用已存在該鍵下的電臺，并顯示該電臺頻率。如果沒有數(shù)字鍵按下則轉(zhuǎn)入判斷功能鍵。當有功能鍵按下時，則執(zhí)行相應(yīng)的功能。若沒有功能鍵按下，則存儲當前電臺數(shù)據(jù)后再返回繼續(xù)進行循環(huán)掃描。主程序流程圖如圖3-15所示。3.3.2 功能鍵查詢程序根據(jù)設(shè)計要求，安排了六個功能鍵：全頻搜索鍵、繼續(xù)搜索鍵、指定頻率范圍搜索鍵、向上步進鍵、向下步進和

32、存儲鍵。當程序執(zhí)行到功能鍵查詢時，如果有鍵按下則轉(zhuǎn)入各個功能鍵。全頻搜索執(zhí)行后，收音機將從88MHZ開始以25KHZ為步進向上搜索，如果沒有鎖臺信號，則收音機將一直搜索到108MHZ才跳出。當有鎖臺信號時，將停留在該臺上。繼續(xù)搜索程序是從當前頻率開始以，向上開始搜索，如果沒有鎖臺信號，則收音機將一直搜索到108MHZ才跳出。當有鎖臺信號時，將停留在該臺上。指定頻率范圍搜索程序是當按下該鍵后，數(shù)碼管自動顯示“LP ”提示輸入頻率范圍的最小值，輸完數(shù)值后，按下確定鍵，此時將顯示“HP ”提示輸入頻率范圍的最大值，輸完數(shù)值后，按下確定鍵，則自動地從輸入最小頻率點開始，以25KHz為步進進行搜索，當搜

33、索到電臺后自動轉(zhuǎn)入收音狀態(tài)。若輸入的頻率值不在本機所覆蓋的頻段88MHz 108MHz內(nèi)或輸入的最大值小于輸入的最小值，則顯示“OP ”提示輸入錯誤。向上步進、向下步進程序是以25KHZ為步進進行的手動搜索。存臺程序是按下該鍵后調(diào)用動態(tài)掃描鍵程序，然后按下數(shù)字鍵得到鍵號，將相應(yīng)的頻率存入相應(yīng)的存儲單元。這部分的程序流程圖見附圖。YNNY開始鍵掃描有鍵按下？讀出相應(yīng)的存臺數(shù)據(jù)從93C46中讀取保存的電臺數(shù)據(jù)發(fā)送分頻代碼給頻率合成器顯示載波頻率將存臺數(shù)據(jù)寫入93C46進行功能鍵判斷功能鍵查詢有鍵按下？圖3-15 主程序流程圖3.3.3 掉電數(shù)據(jù)存儲程序這部分主要包括：（1）每次開機時將93C46中

34、存儲的數(shù)據(jù)讀到相應(yīng)的位置。（2）每運行一次主程序中的循環(huán)掃描和功能查詢后，將當前值和存臺數(shù)據(jù)寫入93C46芯片中。3.3.4 程序運行監(jiān)視部分看門狗電路主要是每隔一段時間（小于10個脈沖間隔）需要單片機P3.6輸出一個脈沖使計數(shù)器CD4017復位，這樣CD4017的QA端變不了高電平，表明單片機正常工作。4結(jié)論一周的高頻電路課程設(shè)計進行的很快，眨眼就過去了，雖然只有一周的時間但是感覺卻么漫長，當我拿到課題時我不知道從何下手，急得我不知如何是好，我想著主要原因是沒學好高頻電子線路著門課。但是車到山前必有路，我相信我雖然不能做到最好，但我能盡力做到更好。老師講完課題后我就去圖書館去查找資料，圖書館里相關(guān)的資料基本都被借的差不多了，我也借了兩本相關(guān)的書籍。仔細看了下設(shè)計要求我就查找相關(guān)的資料，但是動手設(shè)計起來，并不是想象中的那樣簡單。我在網(wǎng)上找到相似的內(nèi)容，這無疑給我提供了很大的幫助。通過本次設(shè)計，留給我印象最深的是要設(shè)計一個成功的電路，必須要有耐心，要有堅持的毅力。在整個電路