通信工程畢業(yè)設計調(diào)研報告

車載數(shù)控MP3—立體聲FM信號轉發(fā)器的設計一、 主要目標任務通過該設計，鍛煉學生，培養(yǎng)綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，學到包括理論綜合、實驗分析與調(diào)試、文獻查閱、計算機應用、文字表達和外語應用等基本技能，為走上工作崗位后的專業(yè)應用打下堅實的基礎。（1） 復習以前所學的專業(yè)知識，鞏固自己的專業(yè)技能，掌握單片機、DSP、EDA等硬件與軟件技術的綜合應用，并掌握信號處理的方法，使用DSP進行信號處理及應用系統(tǒng)的開發(fā)，提高知識的自主性與靈活性；（2） 鍛煉學生自我分析問題解決問題的能力，為今后的學習工作奠定基礎；（3） 鍛煉有關專業(yè)英語的閱讀、翻譯能力，提高學生的專業(yè)英語水平；（4） 鞏固熟練專業(yè)軟件的操作，如Protel繪圖工具。二、 技術性能指標1） 能將MP3文件解碼并且具備數(shù)模轉換功能。2） 具備立體聲調(diào)頻和FM發(fā)射功能。3） 可以控制發(fā)射頻率。三、 簡要工作原理以LPC2241ARM單片機為控制器控制解碼芯片來對MP3音頻文件進行解碼及D/A轉換，處理后的信號在經(jīng)過發(fā)射模塊，發(fā)射模塊用發(fā)射芯片配合預加重電路、限幅電路、低通濾波、晶振電路電路等簡單的外圍電路，將立體聲調(diào)頻信號以可控制的頻率發(fā)送出去，通過汽車內(nèi)的廣播、音響系統(tǒng)從而實現(xiàn)MP3的播放。四、 課題文獻綜述1、《基于ARM的車載音響設計與研究》1） 作者：余永寶2）摘要：本文設計了一種基于32位ARM微處理器的多媒體車載音響，帶Radio、IRDA、MP3、DVD等功能。文中結合汽車車身的復雜環(huán)境，給出系統(tǒng)軟硬件設計以及系統(tǒng)各部分功能的實現(xiàn)方法，主要介紹了收音機、MP3的設計和系統(tǒng)集成。3）系統(tǒng)硬件設計及原理系統(tǒng)的硬件電路部分主要由按鍵、紅外遙控、馬達控制、收音機、MP3、DVD以及LCD顯示模塊等構成，模塊部分都由MCU通過相應的通訊協(xié)議進行控制。鑒于MCU在處理速度、外設功能以及價格等方面的考慮，32位ARM處理器在片內(nèi)資源、性價比方面都明顯優(yōu)于8位MCU。這里選用ARM7TDMI處理器S3C44BO作為主控芯片。4）結束語本系統(tǒng)基本功能已實現(xiàn)，在樣機測試階段，通過對硬件、軟件進行測試，表明此方案有著很好的可行性。2、《車載音響中的數(shù)字調(diào)諧系統(tǒng)設計》1）作者：宋鷹武2） 摘要：介紹了車載音響中數(shù)字調(diào)諧系統(tǒng)的設計，概述了PLL（鎖相環(huán)）頻率合成的原理,給出了利用凌陽單片機實現(xiàn)車載音響數(shù)字調(diào)諧功能的方法，闡述了數(shù)字調(diào)諧中低通濾波電路的設計原則和自動搜索功能的實現(xiàn)流程。3） 工作原理及系統(tǒng)設計PLL數(shù)字調(diào)諧系統(tǒng)主要由VCO（壓控振蕩器）、相位比較器、低通濾波器、可編程分頻器，高穩(wěn)定晶體振蕩器、參考分頻器、中央控制器等組成。整個頻率合成系統(tǒng)依然是從基本PLL衍生而來（最基本的PLL只包含相位比較器、環(huán)路濾波器和VCO這3個部件）。整個系統(tǒng)采用數(shù)字PLL芯片控制高頻頭專用模塊的方式來完成數(shù)字調(diào)諧的功能，其中系統(tǒng)控制的主芯片采用臺灣凌陽公司SPCE系列芯片；數(shù)字PLL芯片為日本東芝公司的TC9257；高頻頭模塊選用日本三美公司（MITSUMI）的FAE347。單片機通過數(shù)字PLL芯片控制高頻頭模塊，可以很方便地實現(xiàn)頻率步進、預置電臺、自動搜索等功能。4） 結束語本系統(tǒng)各項功能實現(xiàn)良好，能夠完成自動搜索過程中所需的中頻測量功能。簡單快捷的實現(xiàn)了數(shù)字調(diào)諧系統(tǒng)的設計。3、《環(huán)繞聲編解碼器CS4228A簡介》1）作者：岳云2）摘要：環(huán)繞聲解碼器和IEC958接收機配合可成為適用于DVD播放機、AV接收機和汽車音響系統(tǒng)的理想器件。本文即是介紹CirrusLogic公司新推出的一種環(huán)繞聲編解碼器CS4228A。從主要特點、模擬特性、引腳說明等方面對CS4228A進行了概括。3） 環(huán)繞聲編解碼器CS4228A的主要特點6個24比特D/A變換器，動態(tài)范圍：100dB,THD+N：—90dB；2個24比特A/D變換器動態(tài)范圍，97dB,THD+N：—95dB；取樣頻率最高可達100kHz；無爆破音的數(shù)字輸出音量控制，一90.5dB范圍，O.5dB分辨率（182級），可變平滑斜率:O.125dB/級；片外靜音電路用靜音控制引腳；片內(nèi)抗混疊和輸出濾波器；32、44.1和48kHz用去加重濾波器;采用28腳SSOP封裝。4） 結束語本環(huán)繞聲編解碼器CS4228在實現(xiàn)聲音編解碼過程中起了非常重要的作用，在現(xiàn)實生活中的編解碼中得到了充分的應用。4、《短波調(diào)頻接收機》1）作者：凌輝、趙中華、孫安青2） 摘要：本短波調(diào)頻接收機的設計是以單片F(xiàn)M接收芯片MC3362為核心，采用頻率合成器實現(xiàn)高穩(wěn)定度的本振；利用單片機作為主控器配合完成手動、自動搜臺、載頻顯示等功能；采用串行E2PROM實現(xiàn)電臺數(shù)據(jù)存儲并永久保存；數(shù)字電位器的引入實現(xiàn)了數(shù)字音量調(diào)節(jié)；天線輸入端采用電容分壓式濾波器。既可提高鏡像抑制比，又可使天線與接收機達到最佳匹配。3） 系統(tǒng)硬件設計及原理該系統(tǒng)由接收機、頻率合成器、單片機系統(tǒng)三部分組成。從天線輸入的信號經(jīng)8-10MHz帶通濾波器濾波、10.7MHz陷波器陷波后（抑制中頻干擾），送入MC3362進行二次混頻、鑒頻處理，還原出音頻信號。MC3362的本振頻率由頻率合成器產(chǎn)生，并給單片機提供鎖臺電平，同時單片機系統(tǒng)根據(jù)不同的搜索模式產(chǎn)生相應的并行碼送至頻率合成器，產(chǎn)生不同頻率的本振信號，并在數(shù)碼管是顯示出相應信號。4）結束語輸入端采用雙調(diào)諧回路和中頻陷波器，對提高鏡像抑制比很有利，提高了接收機的性能。5、《基于AT89C51SND1C的MP3播放器的設計》1）作者：馬喆2）摘要：本設計采用了以AT89C51SND1C為主控芯片，同時利用其MP3解碼模塊和USB控制模塊，加上外接的Flash存儲器，在實現(xiàn)U盤的基礎上完成MP3的播放器的功能。本文研究了基于Atmel公司的AT89C51SND1C的MP3播放器的實現(xiàn)方法，給出了相應的電路原理圖，以及AT89C51SND1C中提供的MP3解碼模塊和音頻輸出接口的控制。同時對Flash存儲的相關內(nèi)容也做了相應的介紹。3） 系統(tǒng)硬件各部分功能整個硬件系統(tǒng)根據(jù)功能將其分為幾個部分：電源部分、控制器部分、存儲器部分、音頻數(shù)模轉換部分、音頻放大部分、ISP及串口調(diào)試部分、人機接口部分。其中電源模塊實現(xiàn)給整個硬件系統(tǒng)提供電壓值為3.3V的功能；控制器模塊是整個系統(tǒng)的核心部分，其主要功能是通過USB接口完成與PC機的數(shù)據(jù)通信，并存儲的MP3格式文件；存儲器選用了32M的FLASH芯片用來存儲數(shù)據(jù)；音頻數(shù)模轉換部分的核心器件是CS4330,它的功能是將解碼器輸出的數(shù)字信號轉換成模擬信號；音頻放大部分電路用到了雙通道運算放大器LMV358芯片，它配合一些外圍電路可以實現(xiàn)對模擬的音頻信號放大功能；ISP及串口調(diào)試部分電路的核心器件是MAX3232,它為RS-232收發(fā)器，簡單易用，單+5V電源供電，僅需外接幾個電容即可完成從TTL電平到RS-232電平的轉換。4）結束語本設計是基于AT89C51SND1C單片機實現(xiàn)媒體播放器（MP3）的硬件實現(xiàn)和軟件編程。該系統(tǒng)較完整的體現(xiàn)了MP3便攜的特點，從硬件方面較全面地實現(xiàn)了MP3的功能包括芯片的部分外圍擴展功能。6、《調(diào)諧廣播收音機》1）作者：伍儀勝、劉向華、吳瓊之2） 摘要：收音機接收電路和鎖相頻率合成電路主要以CXA1600P和LC7218芯片為核心?？刂撇糠植捎脙蓚€單片機，89C52為主控器，完成收音機接收頻率的選擇、自動掃頻搜臺存儲、數(shù)字音量控制等功能；89C2051為從處理器，完成電臺和頻率的動態(tài)刷新顯示、電子鐘功能。單片機間采用串行口進行通信。采用開關穩(wěn)壓電源，單3V電源供電。3） 系統(tǒng)硬件設計及原理調(diào)頻廣播收音機采用SONY公司提供的兩個芯片，分別為CXA1600P（集成了高放、混頻器、VCO、中放、鏡頻抑制電路、檢波器以及l(fā)OOmW的功放）和SANYO的LC7218（集成了串行輸入的分頻器、鑒頻鑒相、串并轉換接口、通用計數(shù)器等），完成在中波頻段自動進行頻率掃描、自動識別電臺、自動存儲電臺，以便手動調(diào)出電臺。顯示部分采用89C2051芯片，利用軟件替換硬件，既有利于個別功能的開發(fā)，也降低了成本。電源部分選用了DC-DC專用芯片MAX879，并對其典型電路加以改進，使之能夠同時輸出+5V和+12V。鍵盤采用組合和直接混用的新式接法，各本分利用N個I/O接口，可擴展成2的N次方-1個鍵。4） 結束語整機性能優(yōu)良，能完成1KHZ間隔的步進頻率搜索，直接顯示電臺頻率，用單3V電源供電，設有時鐘與定時開關機功能。7、《車載mp3的系統(tǒng)設計》1）作者：邸春芳2） 摘要：基于微控制器系統(tǒng)的軟硬件設計與調(diào)試，以及系統(tǒng)集成調(diào)試成功的基礎上，完成了車載MP3的系統(tǒng)設計。利用技術成熟的單片機技術，以微處理器P89LPC935做主要控制器件，并通過擴展外圍電路完成對整個系統(tǒng)的控制。車載MP3的系統(tǒng)設計具有播放USB海量存儲設備上的MP3音頻文件及FM立體聲收音功能。3） 引言在當今的數(shù)字化時代背景下，多媒體技術是當今信息技術領域發(fā)展最快、最活躍的技術，是新一代電子技術發(fā)展和競爭的焦點，而專門的數(shù)字視聽產(chǎn)品，也大量進入了汽車內(nèi)，如CD，VCD，DVD等設備。本設計完成的車載MP3系統(tǒng)主要包括6大模塊：控制模塊、數(shù)字音頻處理模塊、模擬音頻處理模塊、收音機模塊、鍵盤控制模塊、液晶顯示模塊。整個系統(tǒng)圍繞兩個CPU即微處理器P89LPC935和帶有解碼器的AT89C51SD1進行設計。該設計系統(tǒng)完成了播放USB海量存儲設備上的MP3音頻文件及FM立體收音功能。4）結束語經(jīng)過系統(tǒng)的軟硬件設計與調(diào)試，以及在系統(tǒng)集成調(diào)試成功的基礎上，完成了車載MP3的系統(tǒng)設計。車載MP3的系統(tǒng)設計具有USB盤立體聲播放及FM立體聲收音功能。摒棄了傳統(tǒng)音響系統(tǒng)中的CD和磁帶播放功能，具有電子抗震，抗干擾性強等優(yōu)點。8、 《基于BH1417芯片的FM無線發(fā)射電路設計》1）作者：吳世俊，陳衛(wèi)2） 摘要：本文給出了BH1417的結構、原理和特性?；谠撔酒湟院唵蔚耐鈬娐?，即可實現(xiàn)FM無線發(fā)射，具有很高的可靠性和極低的功耗。3） 引言BH1417是FM無線發(fā)射芯片，它可工作于87MHz?108MHz頻段，與簡單的外圍電路配合使用，可發(fā)射音頻FM信號，它可以將計算機聲卡、游戲機、CD、DVD、MP3、調(diào)音臺等立體聲音頻信號進行立體聲調(diào)制發(fā)射傳輸，配合普通的調(diào)頻立體聲接收機就可實現(xiàn)無線調(diào)頻立體聲傳送。使用于生產(chǎn)立體聲的無線音箱、無線耳機、CD、MP3、DVD、PAD、筆記本電腦等的無線音頻適配器。4） 結束語BH1417在很多產(chǎn)品中都可以應用，但其外圍電路設計與控制的原理基本相同，本文介紹的設計方案經(jīng)過實際應用，可以保證BH1417正常工作，其壓控振蕩器與射頻部分設計可以被借鑒或直接應用。9、 《基于AT89C51和BH1417F芯片的數(shù)字化調(diào)頻發(fā)射機設計》1）作者：張筱云、郭煒2）摘要：文章介紹的調(diào)頻發(fā)射機設計是將單片機AT89C51和調(diào)頻發(fā)射機相結合，用單片機P3.0、P3.1、P3.2、P3.3作為與BH1417F的通訊端口，通過改變P3.0、P3.1、P3.2、P3.3傳送的高低電平從而改變BH1417F發(fā)射頻率。同時又用單片機去控制四個數(shù)碼管動態(tài)的去顯示調(diào)頻發(fā)射機所發(fā)送頻率。引言日本ROHM公司推出的BH1417F是一款非常優(yōu)秀的集成電路芯片，它集成立體聲調(diào)制、FM調(diào)制、頻率合成和RF放大器等功能于一體的大規(guī)模集成電路，僅僅需要很少的外圍元器件就能獲得優(yōu)異的立體聲調(diào)頻信號，而且BH1417F適用于我國的88MHz?108MHz頻段。由于BH1417F的發(fā)射頻率是調(diào)整15、16、17、18這4個管腳的電平進行控制的。調(diào)頻立體聲發(fā)射器在調(diào)整發(fā)射頻率時不是很方便。本文的設計系統(tǒng)可用一個4*4的鍵盤將88MHz?108MHz分成14個頻率點，用手動方式選擇其中任何一個發(fā)射頻率。結束語本文介紹的調(diào)頻發(fā)射機將單片機、BH1417F、鍵盤輸入和數(shù)碼管顯示有機的結合在一起。重點解決了BH1417F頻率調(diào)節(jié)和顯示的問題，擴展了BH1417F的功能，增強了芯片的實用性。10、《CarrierMP3PlayerBasedonEmbeddedSystem》1)Author:LIHui,XUMiao-jun2)Abstract:BecauseofthedisadvantagesofcurrentcarrierMP3player,thepaperdesignsaplayersystemofcarrierMP3basedonchipS3C2410unertheyClinuxoperatingsystem.AndthenelaboratesontheembeddedyClinuxoperatingsystem,thehardwarestructureandsoftwareofthisMP3playerusingARM9micro-controlchipS3C2410toconstruct.3)IntroductionSincetheemergenceofcarMP3,carentertainmentproductshasbeenrisingwavefunctionsarealsoconstantlyrefurbished.SomecarportableentertainmentnowexceptthemusicproductsofwhichMP3musicandevenvideofilesarelaunchedintothevoiceofsteamcarstereo.Someanalystshavepredictedthatcarfeatureshigh-endportableentertainmentpotentialofcaraudiowillbethenextstandardfeatures,thereisnocarfeaturedproductwillsoonbeupgrading.CarMP3nowcannotreflectthemajorityofthehighendofautomotiveentertainment,themaindepositprominentissueinthefollowingthreeaspects:First,storagecapacitypointofview,asthecarbegantopursuediversesound,fashionandpersonalization,256MBofmemoryhasbeenunabletomeetconsumerdemand,1Gofmemoryevenifdifficulttocopewithgrowingdemandforrich-carvideoentertainment,onlysupportforgreaterstoragecapacityandsupportsthedevelopmentofavarietyofstoragemediaisthesquareto.Secondly,thecarshouldbemoretotheintelligentdirectionofproductdevelopment,asimpleoperatingsystemovercannotmeettheneedsofusers,afewsimplebuttonfunctionscannotsatisfytheuser'srequirements,needapowerfuluserinterface.Finally,thecarMP3carentertainment,asapart,toconsideritscompatibility,combinedwithotherfunctions.ThisarticleinthebasetodesignavehiclebasedonARMembeddedsystemMP3system.五、方案論證選擇比特流本設計牽涉到車載MP3的解碼和立體聲調(diào)頻發(fā)射，其實整個設計過程比較簡單，該設計的關鍵之處主要在于芯片的選擇以及電路的搭配。比特流本設計牽涉到車載MP3的解碼和立體聲調(diào)頻發(fā)射，其實整個設計過程比較簡單，該設計的關鍵之處主要在于芯片的選擇以及電路的搭配。1、解碼模塊的方案選擇1）軟件解碼：軟件解碼就是通過相應的程序來解碼，最終解碼工作交給CPU完成?；诔绦蛳到y(tǒng)的MP3解碼流程圖如圖1所示。圖1MP3軟件解碼流程2）硬件解碼：就是在某個芯片上有一套專門的算法對文件進行解碼，不占用CPU太多資源。這種解碼方式只能解固定的文件類型，但是它的效率比軟件解碼的效率高很多。因為本設計只針對MP3文件的解碼，可見硬件解碼更可取。在硬件解碼中，不同的芯片集成的解碼功能也不盡相同，解碼芯片的選擇也同樣關乎該設計：①飛利浦公司生產(chǎn)的解碼雙芯片PNX0101ET，該芯片音質(zhì)好、功能強而且穩(wěn)定，是高端機的首選，有MP3編碼功能。但是其低音量感較足、中音表現(xiàn)出色、而高音則一般，而且成本較高。②韓國產(chǎn)的TCC730解碼芯片從功能、性能、音質(zhì)各方面來看都不錯，低音感充足、各頻段表現(xiàn)比較平衡、而且音場更為寬闊。但是需要外接ROM,外圍元件比較多，應用比較復雜。③VS1011產(chǎn)自于芬蘭VSLI公司，是DSP核的單芯片音樂解碼芯片，集成解碼、AD轉換和放大功能。綜上所述，考慮到本課題的目的側重于信號處理知識，且中和各方面的優(yōu)缺點，VS1011較為適合。2、發(fā)射模塊的方案選擇1）基于芯片BA1404的發(fā)射電路BA1404是日本ROHM公司出品的一款立體聲調(diào)頻發(fā)射專用芯片，它彌補了過去用分立元件來設計調(diào)頻電路的不足，而且具有立體聲調(diào)制的功能。圖2BA1404放射電路框圖基于BA1404的發(fā)射電路框圖如圖圖2BA1404放射電路框圖該發(fā)射電路簡單清晰，但是它的高頻振蕩是電容三點式振蕩器，頻率穩(wěn)定性差，容易跑頻，無PLL鎖相環(huán)穩(wěn)頻，有頻率漂移而且BA1404所需的38KHz的專用晶振較少。2）基于芯片BH1417的發(fā)射電路BH1417是一個最簡單而又實用的集成電路，其電路框圖如圖2.3所示。它集鎖相環(huán)電路、立體聲編碼電路、發(fā)送電路，外圍加上幾個器件就可以組成一臺高頻定多頻點的調(diào)頻立體聲發(fā)送器。而且它設置了預加重電路、限幅電路及低通濾波器，可明顯地改善音質(zhì)，其總諧波失真達到了0.3%，立體聲分離度為40dB,RF輸出電平為100