基于tea5677的寬帶調頻接收機的設計【畢業(yè)論文】

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文檔簡介

1、　　本科畢業(yè)論文(設計)　題目：基于TEA5677的寬帶調頻接收機的設計　學院：　學生姓名：　專業(yè)：電氣工程及其自動化　班級：　指導教師：

2、　起止日期：　　基于TEA5677的寬帶調頻接收機的設計　　摘要　　本文詳細的介紹寬帶調頻接受機的設計方案。并通過模塊設計方式將各個部分電路模塊化，而且對燒入電路，顯示屏電路，高頻放大電路，音頻放大等模塊進行了詳細的介紹與繪圖。<

3、;/p>　　此系統采用PHILIPS公司生產的TEA5677芯片為核心，通過單片機的程序設計對TEA5677芯片采用IIC總線控制來進行頻率的接收與識別，并通過EEPROM對電臺進行保存方便今后更快搜索到有效頻道，另外采用12864液晶顯示屏來顯示搜索的頻道方便使用者認識與調式。這其中的編程是用C語言來編寫，然后將數據用編譯軟件編譯后通過燒錄器寫入單片機中。　　整個接

4、受機的運行是通過按鍵，給單片機設定接收頻率，然后發(fā)送給TEA5677芯片，讓它搜索該頻率頻道。如果有，就用音頻功放輸出，沒有就按鍵繼續(xù)增頻或減頻搜索，此系統還可以進行微調搜索和自然搜索。　　本文還詳細介紹了AT89C52和TEA5677芯片的內容，并對顯示屏的使用也詳細地進行了介紹與說明。　　本文還給出了詳細介紹地的程序編寫模塊與內容，還描寫了如何用KE

5、IL軟件進行編寫的方法。并介紹了一些程序編寫會遇到怎么樣的困難及解決方法。　　在調試過程中出現的一些高頻放大上的問題以及解決這些問題的看法，并通過翻閱大量的文獻及書籍，細心得出一套簡便但可靠的設計方案。通過大量的理論論證此系統方案設計可行。　　關鍵詞：單片機；TEA5677；調頻接受機　　ABS

6、TRACT　　This paper introduced the broadband frequency modulation of the design scheme to accept machine. And through the module design way will each part of the circuit module, and spread to

7、 the circuit, display circuit, high frequency amplifier circuit, audio amplifier module in detail and drawing.　　This system USES PHILIPS company produces the TEA5677 chips as the core, the program de

8、sign of the single chip microcomputer to TEA5677 chip adopt IIC bus control to undertake frequency receiving and recognition, and through the EEPROM of radio stations in the future to save convenient faster search effect

9、ive channel, the other 12864 LCD screen to display the search of the user and know this channel. One of the programming is C language to write, and then the data compiled by the compiled by the　　The

10、whole accept the operation of the machine is through the key, single chip set to receive frequency and send them to TEA5677 chip, let it search this frequency channel. If have, use audio power amplifier output, no will c

11、ontinue to increase or reduce the frequency buttons frequency search, this system can also search for fine-tuning and natural search.　　This paper also introduced the TEA5677 AT89C52 and the content o

12、f the chip, and the use of the screen to detailed introduced and explanation.　　This paper also gives a detailed introduction to the programming module and the content, also describes how to use KEIL

13、software to write method. And introduces some programming will meet the difficulty of how and the solutions.　　In commissioning appeared in the process of some high frequency amplifier applications on

14、 the problem and resolve these issues, and through the paging through a large number of documents and books, careful draw a simple but reliable design scheme. Through a lot of theoretical arguments the system design is f

15、easible.　　Keywords:Single chip microcomputer; TEA5677; FM accept machine　　目錄　　前言1　　第1章緒

16、論2　　1.1系統框架的總體方案2　　1.2系統組成模塊的方案3　　1.2.1電源方案3　　1.2.2顯示器可選方案3　　第2章單片機外圍電路的設計方案4

17、　　2.1微處理器AT89C52簡介4　　2.1.1 要功能特性4　　2.1.2 AT89C52各引腳功能5　　2.2電源電路的設計6　　2.3液晶電路設計6　　2.3.1 12864的應用介紹及說明7</p&g

18、t;　　2.4燒錄程序電路8　　2.5 鍵盤接口電路的設計9　　2.6其它外部電路9　　第3章 TEA5677外圍電路設計方案12　　3.1整體模塊電路設計12　　3.2其它外部設計12</

19、p>　　3.3接受電路的設計13　　3.3.1 接受電路的要求及總體方案13　　3.3.2 10MHZ到30MZH頻率的接受電路設計14　　3.3.3 76MHz到110MHz頻率的接受電路方案14　　第4章音頻的輸出設計方案

20、17　　4.1 功率放大電路分類17　　第5章軟件系統的設計方案20　　5.1 單片機C語言簡介20　　5.2 keil軟件介紹20　　5.3 系統軟件組成21　　5.4主監(jiān)

21、控程序設計21　　5.4.1 "狀態(tài)轉移法"簡介21　　5.4.2 系統狀態(tài)圖的設計21　　5.5 鍵盤掃描程序設計22　　5.5.1 抖動處理22　　5.5.2 連擊處理22

22、　　5.5.3 鍵盤掃描程序23　　5.6 12864液晶顯示程序設計24　　5.7 IIC總線協議24　　5.7.1 IIC的應用程序25　　第6章系統的調試26　　6.1系統的調試與仿真26&

23、lt;/p>　　結論27　　鳴謝28　　參考文獻29　　附錄 A30&

24、lt;b>　　前言　　人們都說21世紀是電子時代的爆炸的盛紀，那到底電子行業(yè)是如何迅速發(fā)展的，就拿現在比較普遍的電腦來說說，剛出來被認識時是一個龐大且性能又比較差的，后來隨著電子技術的日益成熟，到現在電腦幾乎變得象本子一樣的小，這一切都證明電子技能發(fā)展有多快，當然隨之而來的延伸產品也在不斷地壯大，如各種各樣的單片機，性能各異的芯片等等層次不窮，當然諸如先進的電子技術的應

25、用也給人們帶來了許多方便及身心的娛樂。　　現在調頻收音機一直在人們的生活娛樂中占有非常重要的地位，從老式的晶體管收音機到今天的網絡收音機，說明通過廣播享受生活一直是人們喜歡的生活方式。如今，隨著消費類電子的興起和繁榮以及數字電子技術的發(fā)展，廣大從事消費類電子設計的廠商都不忘在諸如MP3，智能手機，便攜式VIDEO播放器等產品中嵌入FM部分。　　雖說收音機

26、一直以來是人們生活娛樂中不可缺少的一個重要的組成的部分，但是制造過收音機的人都回覺得此設計不僅線路復雜而且調試困難，而且要做數字調協的收音機，線路更加復雜，這讓我們中國電子工程師人望而退步。更不用說對我們學生而言，幾乎想都不敢想在那時，想制作一臺簡單的接受器不知道要傷多少腦筋，但隨著電子技術的集成度越來越高，此技術影響了許多的領域，當然也包括調頻接受器模塊化的集成，這樣才使得制作收音機變得越來越簡單化，也能方便地DIY出一臺屬于自己的數

27、字調諧收音機。　　目前提供數字FM RADIO解決方案的廠家很多，其中市場反應最好的就有PHLIPS公司的TEA5677及TEA5677數字FM處理芯片，該芯片為低電壓，低功耗和低價位的全集成芯片立體聲無線電產品，只需極少的外部元件，基本上不需要對高頻信號的手動調準，僅需簡單地使用單片機控制，且其頻帶范圍寬，可完全免費調到歐洲，美國和日本的調頻波段。

28、因此想利用TEA5677芯片與單片機方面的應用配合來設計一款寬帶調頻接收機。　　此設計基本框架分為三部分單片機模塊，TEA5677模塊，以及音頻信號處理模塊。　　通過本設計，進一步加深了對單片機編寫程序的理解、以及對TEA5677芯片的全新認識，同時是對四年大學期間所學知識的有個全面應用以及更加深入地理解所學知識的價值。<p

29、>　　第1章緒論　　1.1系統框架的總體方案　　本系統FM寬帶調頻接受機是由兩大部分組成，TEA5677調頻接受器模塊和AT89C52單片機處理器模塊，這兩部分都是有芯片加上少許的外部元件組成的，整個系統都是高度集成化，占用面積小，所以整體體積相對較小。　　AT89C

30、52單片機通過IIC總線將要搜尋的頻率輸送給TEA5677的芯片，然后通過的芯片內部的接受裝置進行處理，并將搜尋的頻率信號通過單片機內部將2進制轉換成10進制，通過液晶顯示屏顯示頻率。系統組成框圖如圖1.1所示。　　圖1.1 系統組成框圖　　1.2系統組成模塊的方案　　1.2.1電源方案<

31、/b>　　電源是一個系統正常工作的基礎，一個機器的能源。如果電源不好，會造成供電不穩(wěn)定，系統工作也不穩(wěn)定，嚴重了還會損壞硬件。由于本系統中不同電路模塊所需要的工作電壓和電流容量各不相同，因此系統中包含了多個穩(wěn)壓電路。電源系統主要有為AT89C52單片機，TEA5677芯片，12864液晶屏供電。　　電源可選擇的方案有：<

32、;p>　　方案一：采用集成多路輸出電源模塊。集成多路輸出電源模塊具有制作簡單，使用方便等特點，但臨時短時間內要購買比較困難，而且價格較貴，電源組合方式固定不易選擇。　　方案二：采用單獨三端穩(wěn)壓集成塊具有組合靈活、價格便宜等特點，本次電源采用幾塊低壓差三端穩(wěn)壓塊電源系統。　　1.2.2顯示器可選方案　　顯示器

33、是將接受到的頻率讓使用者知道我到底收到了那個頻率段，但不同的顯示器所能顯示的精度有所差別，一般的只能顯示到4位數字，好的可以顯示8位或者更高，基于要求要將接受靈敏度控制，甚至可以顯示文字和圖象。　　可選擇的方案有：　　方案一：采用常用的數碼管組合。其特點具有電路結構比較簡單，使用方便，但如果要顯示精度高的數據比較繁瑣

34、。　　方案二：采用TFT彩屏顯示器。其特點使用方便，還能顯示一些圖象，功能相當齊全，但價格相對來說比較昂貴。 　　方案三：采用12864F液晶顯示器，其特點也是使用比較方便，雖然性能比TFT差一些，但價格比較合理，能顯示文字，對于本次設計來說夠用了，所以本系統就采用這款顯示器。　　第2章單片機外圍電路的設計方案

35、　　本系統中單片機的外圍模塊將分為五個小模塊進行闡述如圖2.1所示　　圖2.1單片機外圍設計總圖　　2.1微處理器AT89C52簡介　　AT89C52是一個低電壓，高性能COMS 8位單片機，片內含8K字節(jié)的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256字節(jié)的隨機存儲器存取

36、數據存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，它適合于許多較為復雜控制的應用場合。AT89C52有40個引腳，32個外部雙向I/O端口，同時內含2個外中端口，3個16位可編程定時計數器，2個全雙工串行通信口，2個讀寫線。下面簡單介紹其主要功能特性。　　2.1.1 要功能特性&l

37、t;p>　　AT89C52主要功能特性有　　兼容MCS51指令系統，內置8K字節(jié)的可反復擦寫Flash ROM；　　有32個雙向I/O口，并含256字節(jié)的片內RAM；　　有3個16位可編程定時/計數器中斷，時鐘頻率為0～24MHz；　　有2個外部中斷源，2個讀寫中斷

38、口線，共8個中斷源；　　含2個外部中斷源，2個讀寫中斷口線，共8個中斷源；　　具有低功耗空閑和掉電模式及軟件設置睡眠和喚醒功能。　　2.1.2 AT89C52各引腳功能　　AT89C52為40腳雙列直插封裝的8位通用微處理器，管腳如圖2.1.1所示，其主要管教有：XTAL

39、1（19腳）和XTAL2（18腳）為振蕩器輸入輸出端口，可外接12MHz晶振。RES為復位輸入端口，外接電阻電容組成的復位電路。VCC（40腳）和VSS（20腳）為供電端口，分別接+5電源的正負端。P0-P3為可編程通用I/O腳，其功能用途由軟件定義。AT89C52的管腳圖如圖2.2所示。　　各引腳功能如下：　　VC

40、C：電路的供電電壓。　　VSS：公共連接端電壓（負極）。　　RST：復位輸入端。　　XTAL1：振蕩器反相放大器及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。　　XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。　　ALE ：地址鎖存引腳。

41、　　EA ：外部訪問允許。　　圖2.2 AT89C52管腳圖　　2.2電源電路的設計　　單片機的電源設計要求要+5的電壓電源，所以要設計一款能輸出+5的直流電源，因為本設計要求要簡便耐用就行，所以我想采用一個7—12V的直流電源通過三端穩(wěn)壓器件7805輸出5V值的電源電壓，在通過濾波將電

42、壓供給單片機及液晶顯示屏使用。單片機電源部分原理圖如圖2.3所示。　　圖2.3 單片機電源部分　　2.3液晶電路設計　　本系統采用的是FYD12864型號的液晶顯示屏,它是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示

43、模塊：其顯示分辨率為128×64，內置8192個16×16點漢字，和128個16×8點ASCII字符集，利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示8×4行16×6點陣的漢字。也可完成圖形顯示。低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結構或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于

44、相同點陣的圖形液晶模塊。液晶外部電路如圖2.4所示。　　基本特性：　　1) 低電源電壓（VDD：+3.0V～+5.5V）　　2) 顯示分辨率：128×64點　　3）內置漢字字庫，提供8192個16×16點陣漢字（簡

45、繁體可選）　　4）內置128個16×8點陣字符　　5）2MHZ時鐘頻率　　6）顯示方式：STN、半透、正顯　　7）驅動方式：1/32DUTY，1/5RIAS　　8）視角方向：6點&l

46、t;/p>　　9）背光方式：側部高亮白色LED，功耗僅為普通LED的1/5—1/10　　10）通訊方式：串行、并口可選　　11）內置DC-DC轉換電路，無需外加負壓　　12）無需片選信號，簡化軟件設計　　13）工作溫度：0℃～+50℃</

47、p>　　圖2.4液晶外部電路　　2.3.1 12864的應用介紹及說明　　一、應用介紹　　1、使用前的準備　　先給模塊加上工作電壓，再按照上圖的連接方法調節(jié)LCD的對比

48、度，使其顯示出黑色的底影。此過程亦可以初步檢測LCD有無缺段現象。　　字符顯示　　FYD12864每屏可顯示4行8列共32個16×16點陣的漢字，每個顯示RAM可顯示1個中文字符或2個16×8點陣全高ASCII碼字符，即每屏最多可實現32個中文字或64個ASCII碼字符的顯示。FYD12864內部

49、提供128×2字節(jié)的字符顯示RAM緩沖區(qū)（DDRAM）。字符顯示是通過將字符顯示編碼寫入該字符顯示RAM實現的。根據寫入內容的不同，可分別在液晶屏上顯示CGROM（中文字庫）、HCGROM（ASCII碼字庫）及CGRAM（自定義字形）的內容。三種不同字符/字型的選擇編碼范圍為：0000～0006H（其代碼分別是0000、0002、0004、0006共4個）顯示自定義字型，02H~7FH顯示半寬ASCII碼字符，A1A0～F7F

50、FH顯示8192種GB2312中文字庫字型。字符顯示RAM在液晶模塊中的地址80H~9FH。字符顯示的RAM的地址與32個字符顯示區(qū)域有著一一對應的關系，其對應關系如表2.1所示：　　表2.1 芯片地址位　　3、圖形顯示　　先設垂直地址在設水平地址（連續(xù)寫入兩個字節(jié)的資料來

51、完成垂直與水平的坐標地址）　　垂直地址范圍AC5........AC0　　水平地址范圍AC5........AC0　　二、應用說明　　用FYD12864顯示模塊時應注意以下幾點:　　1、欲在某

52、一個位置顯示中文字符時,應先設定顯示字符位置,即先設定顯示地址,在寫入中文字符編碼.　　2、顯示ASCII字符過程與顯示中文字符過程相同.不過在顯示連續(xù)字符時,只須設定一次顯示地址,由模塊自動對地址加1指向下一個字符位置,否則,顯示的字符中將會有一個空ASCII字符位置.　　3、當字符編碼為2個字節(jié)時,應先寫入高位字節(jié),在寫入低位字節(jié).

53、;　　4、模塊在接受指令前,向處理器必須先確認模塊內部處于非忙狀態(tài),即讀取BF標志時BF需為"0",方可接受新的指令.如果在送出一個指令前不檢查BF標志,則在前一個指令和這個指令中間必須延遲一段較長的時間,即等待前一個指令確定執(zhí)行完成.指令執(zhí)行的時間請參考指令表中的指令執(zhí)行時間說明.　　5、"RE"為基本指令集與擴充指令集的選擇控制

54、位.當變更"RE"后,以后的指令集將維持在最后的狀態(tài),除非再次變更"RE"位,否則使用相同指令集時,無需每次均重設"RE"位.　　2.4燒錄程序電路　　本系統的燒錄電路是采用MAXIM公司的MAX接受/發(fā)送器是MAXIM公司特別為滿足EIA/TEA2232的

55、標準而設計的，它們具有功耗低、工作電源為電源、外接電容僅為0.1µF或1µF的電容，其價格低，可在一般需要串行通信的系統中使用。MAX232引腳C1+與C1-、C2+與C2-、V+與VCC、V-與GND之間的4個0.1µF的電容不可缺少,一般選用陶瓷介質的電容.　　MAX232可以用作單片機和單片機之間、單片機和PC機串行口之間的符合RS232串行接口電路.只要將待

56、進行串行傳輸的設備的發(fā)送和接受端相應的接上,編程即可。　　單片機有一個全雙工的串行通訊口,所以單片機和電腦之間可以方便地進行串口通訊。燒錄程序電路如圖2.5所示。　　圖2.5 燒錄程序電路　　2.5 鍵盤接口電路的設計　　鍵盤是最常見的計算機輸入設備，它廣泛應用于微型計算

57、機和各種終端設備上。計算機操作者通過鍵盤向計算機輸入各種指令、數據，指揮計算機的工作。計算機的運行情況輸出到顯示器，操作者可以很方便地利用鍵盤和顯示器與計算機對話，對程序進行修改、編輯，控制和觀察計算機的運行。　　本系統采用7位獨立式重用鍵來實現各種操作功能。由于按鍵數量較少，鍵盤與單片機CPU的連接采用了非編碼鍵盤接口。這種接口的優(yōu)點是鍵盤的掃描靠軟件實現，操作速度快，鍵盤結構、硬件電路和軟件

58、結構簡單，成本低，使用靈活。系統的鍵盤接口設計如圖所示。　　2.6其它外部電路　　AT89C52內部有一個用于構成片內振蕩器的高增益反向放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體可構成一個自激振蕩器。振蕩電路的連接方法見圖2.6所示。

59、　　89系列單片機在啟動時也需要復位使CPU及系統各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開始工作。AT89C52的上電復位和手動按鍵復位電路見圖2.6所示。　　圖2.6其余單片機外部連接　　圖2.7 單片機PCB　　圖2.8 單片機原理圖

60、 　　第3章 TEA5677外圍電路設計方案　　本系統的TEA5677外圍電路分三個模塊分別是電源模塊、高頻信號放大模塊和其它外部元件。TEA5677HN是一款低功耗立體聲收音IC，廣泛應用于手機、MP3、MP4播放器等便攜系統。接收頻率76MHz～108MHz(日本／美國／歐洲頻段選擇)，中頻頻率225kHz，采用鎖相

61、環(huán)調諧系統，帶有AGC電路，并可以使用軟件進行靜音和消除噪音。主要電性能指標：工作電壓：2.5V～5.0V，工作電流10mA，靈敏度15 µV，立體聲分離度30dB，信噪比60dB，輸出信號電平75 mV。總線通信界面I2C和3線總線可選，具有RF信號強度ADC輸出，軟件靜音。TEA5767HN采用HVQFN40封裝。TEA5677芯片總體模塊圖如圖3.1所示。　　圖3.1 TEA56

62、77芯片總體模塊圖　　3.1整體模塊電路設計　　此系統采用的是3.3V的電源，并通過磁珠及電容器件進行干擾抑制，注意磁珠FB應選用特征頻率為100MHZ、直流電阻低的貼片元件，這樣有利于對高頻噪聲進行抑制的同時又不使系統產生過多的直流損耗。22µF的電容最好選用鉭電容，2個0.1µF的電容可選用介電常數高、高頻性能好的陶瓷電容，這樣就

63、保證了整個FM Module的電源系統的穩(wěn)定。其中R-OUT和L-OUT為FM的音頻信號輸出.BUS-MODE是用來選擇CPU與FM Module串口通信的方式.DATA和CLK即為I2C通信的數據線和時鐘線,系統的CPU通過I2C接口即可對FM Module 進行控制.W/READ在該系統沒有使用,它只在BUS-MODE為邏輯高電平時才有效,此時FM Module通過W/READ,CLK,DATA與系統的CPU實現三線方式串行通信.B

64、US-ENABLE為總線使能信號,當BUS-ENABLE為邏輯低時使FM Module進入省電模式,該系統中把其直接拉高,是因為可以通過I2C接口控制其進入省電模式.　　3.2其它外部設計　　FM-ANT為FM Module的天線接口即射頻信號輸入腳,目前在此類消費電子產品中,天線大多采用耳機線代替,該產品也不例外J

65、3即為立體聲耳機接口,耳機左右聲道信號線上感應到的毫伏級的FM信號即可通過J3的腳進入到FM Module中.當然這么小的信號不會對耳機上的音質有什么影響,而且由于有3個0.22µH空心電感的隔離作用,FM的信號可以損耗很小地被FM Module接受.值得注意的是3個空心電感應該在電路板上緊靠耳機接口放置以增加接受的靈敏度,并且電感的直流阻抗應盡量小,這樣可減少音頻的功率損耗.3個電感的選用考慮到空心結構可能外形尺寸比較大,不

66、太適合于便攜式產品的應用,可選用陶瓷支架的電感.盡量不要選用非線性比較大的鐵氧體支架電感,因為這有可能影響耳機的音質.　　3.3接受電路的設計　　一個實際應用中調幅接受器的混頻器電路的主要功能是使信號自某一個頻率變換成另外一個頻率，實際上是一種頻譜線性搬移電路。它能將高頻載波信號或已調波信號進行的頻率將其變換為某一特定固定頻率的信號。而變換后的信號，它的

67、頻譜內部結構和調制類型保持不變，改變的僅僅是信號的載波頻率?；祛l電路的類型較多，常用的有模擬相乘混頻器、二極管平衡混頻器、環(huán)型混頻器、三極管混頻器等。　　3.3.1 接受電路的要求及總體方案　　圖3.2 接受電路方案圖　　從圖3.2中可以看出混頻電路主要有三條線路組成:分別將接受信號分10MHz到30MHz,

68、30MHz到76MHz,76MHz到108MHz;各個部分獨立工作。本地振蕩器產生穩(wěn)定的振蕩信號(設其頻率為f0)通過晶體管混頻電路和輸入的高頻調幅波信號(設其頻率為f1),由于晶體管的非線性特性,兩個信號混合后會產生f0+f1,f0-f1頻率的信號,然后通過高頻濾波網絡，取出f0+f1頻率的信號，調節(jié)好f0,f1的大小使其和為高頻頻率,即所需要的中頻信號10MHz-110MHz。　　3.3.2

69、 10MHZ到30MZH頻率的接受電路設計　　此電路主要有3和部分組成:本地振蕩器、晶體管變頻器電路和高頻濾網絡，各個部分獨立工作。　　本地振蕩電路:本地振蕩器是本設計電路的重要部分，同時也是超外差式接收機的主要部分。其主要作用是將直流信號變?yōu)楦哳l正弦信號，將產生的正弦高頻信號與輸入的高頻調幅信號相乘得到f0-f1,f0+f1的信號，其中f0為正弦信號

70、頻率，f1為調幅信號頻率，通過中頻濾波器得到高頻信號f0+f1。即本地振蕩器主要是產生一個和調幅信號相乘的高頻信號，通過信號相乘以得到新的頻率，若振蕩器不能夠穩(wěn)定工作，就會使產生的高頻信號不穩(wěn)，為此我們必須保證振蕩器的穩(wěn)定性，故這里采用高穩(wěn)定度的60MHz石英晶體振蕩器。　　變頻電路:變頻電路是混頻器的核心部件。變頻電路本質上說是實現頻譜搬移的電路，是一個六端網絡。它有兩個輸入電壓，輸入信號u2

71、和本地振蕩信號u1，其工作頻率分別為f1和f2；輸出信號為0µV，稱為中頻信號，其頻率是f0，f0=f1±f2。由此可見，變頻器在頻域上起著（加）減法器的作用。變頻電路有多種形式，如二級管式、模擬乘法器式和三極管式。本電路采用的是應用最廣泛的晶體三極管式變頻電路。　　中頻濾波網絡:在變頻器的輸出端不僅會輸出我們需要的高頻信號，同時也會輸出一些我們不需要的信號，如頻率為f0-f

72、1的中頻信號，另外也會出現一由于本振信號的失真以及電路的非線性引起的諧波信號，只有濾除這些信號才能得到我們想要的高頻信號，因此需要在變頻器的輸出端加一高頻濾波網絡，另外高頻濾波網絡還能夠對變頻器輸出的信號進行放大，以便于后續(xù)處理。　　至于30MHz到76MHz頻率的接受電路設計其實與10MHz到30MHz頻率的接受電路設計差不多,只是將60MHz石英晶體振蕩器換成30MHz.

73、　　3.3.3 76MHz到110MHz頻率的接受電路方案　　在軟件無線電臺走向成熟之前，現代大多數通信接收機和雷達接收機仍然采用一次或多次變頻的超外差式系統結構，將射頻信號的頻譜搬移到一個固定中頻上進行解調和處理。接收機的設計通常要比發(fā)射機復雜地多。在一個具體設計中，噪聲系數、線性失真、非線性失真、動態(tài)范圍都必須在考慮之列。因為攜帶信號的電磁波在空間傳播時，除了自由空間

74、損耗，還有各種自然因素造成的信號損失，如雨衰、地面障礙物等，所以信號到達接收機入口處的強度是動態(tài)變化的，這一點在移動通信中表現得尤為突出。為保證信號還原或處理結果的可靠性，在接收機中頻電路中通常都設計有自動增益控制(AGC)功能，使射頻信號在接收的中頻輸出穩(wěn)定在一個固定的電平上。　　耦合器從主中放中分出一部分中頻信號，經過檢波器檢波后變成直流信號。檢波輸出電壓與中頻輸出信號電平成正比。該電壓經過

75、直流放大器和驅動級，輸出一定的電壓或電流，送往可變衰減器(或可控增益放大器)，以達到控制增益的目的。傳統電路的缺點在于使用的器件多，電路復雜度高，占用空間大。在直流放大電路中還需要設置可調阻抗器件，調試費時費力，接收機中頻輸出的一致性難以保證。在AGC 環(huán)路中，可變衰減器(或可控增益放大器)對檢波電流或電壓是敏感的，必須保證檢波電流或電壓在所經過的路徑中不受外界的干擾，而現代接收機的設計日趨復雜，在接收機的小型化設計中，要實現這一點對于

76、設計工程師是一個挑戰(zhàn)。　　而現在有一款集成芯片能夠替代上面的復雜的電路:AD8367。　　AD8367型可變增益單端IF放大器使用X．AMP結構，具有良好的增益控制特性。由于片上集成有律方根檢波器，可實現單片閉環(huán)AGC。該器件帶有可控制線性增益的高性能45 dB可變增益放大器．并可在任意低頻到500 MHz的頻率范圍內穩(wěn)定工作。AD8367有以下主要特點

77、11I：單端輸入，輸出；輸入阻抗為200Ω。輸出阻抗50 Ω；3 dB帶寬為500 MHz；輸入端零電平時。輸出電平為電源電壓的一半，且可調；具有增益控制特性選擇和功耗關斷控制功能；片上集成有律方根檢波器．實現單片AGC應用；增益控制特性以dB成線性；可通過外部電容將T．作頻率擴展到任意頻率。AD8367的內部圖如圖3.3所示。　　該器件主要由可變衰減器、同定增益放大器和平方律檢波器組成。輸入端

78、可變衰減器的衰減量為45dB。其中包含了200Ω的單端梯形電阻網絡和高斯內插器。電阻網絡由9級每級衰減量為5dB的衰減網絡組成，每級梯形網絡對輸入信號加以固定分貝數(5 dB的整數倍)的衰減。由高斯內插器選擇衰減因子。增益控制電壓決定內插器所選擇的具體衰減網絡，例如當選擇第l級時，0dB衰減節(jié)點有效當選擇最后一級時。-45dB衰減節(jié)點有效。當衰減量不是5dB的整數倍時，在控制電壓的作用下，相鄰兩個衰減節(jié)點同時導通．通過離散節(jié)點衰減的加權

79、平均值來獲得與控制電壓相對應的衰減量。通過這種方式可獲得平滑、單調的衰減特性．并以dB為單位線性變化。AGC的設計思路和實現方案。　　圖3.3 AD8367的內部圖　　AGC的設計思路和實現方案:　　下圖3.4是采用AD8367芯片和利用反饋控制技術實現的自動增益控制電路，它有兩種工作模式:上升增益模式和下降增益

80、模式。　　圖3.4 AD8367的接線圖　　參考AD8367 的規(guī)格書, 輸入輸出阻抗為200Ω, 而要在特性阻抗為50Ω的系統電路中使用AD8367, 必須在輸入輸出端口進行阻抗匹配網絡設計。根據50Ω匹配規(guī)則, 選用的匹配網絡如圖4所示, 由于此匹配網絡采用了電阻匹配網絡, 所以輸入輸出都有衰減, 經測試結果得知輸入輸出各衰減約11.5dB, 如果采

81、用電容、電感進行匹配, 經測試結果得知衰減約6dB, 輸入輸出匹配電路如圖3.5所示。同時可以通過MODE管腳來設置上升增益模式和下降增益模式。　　圖3.5 輸入輸出匹配電路　　AD8367的增益控制電壓范圍是0～1V, 如果想設計成電壓控制增益( VGA ) , 則可以外加0～1 V的電壓控制電路, 本實驗是設計AGC, 可以利用AD8367的DETO

82、管腳來作為增益控制電壓, DETO管腳是接收強度指示標志, 它的輸出范圍在0～1V之間, 可以作為AGC的增益控制電壓。在實際應用電路中可設置開關來控制模式的選擇。如圖4 所示, 如果SW1向下, 則為AGC, 如果SW1向上, 則必須有外加的增益電壓控制電路來設計成VGA。 　　第4章音頻的輸出設計方案　　4.1 功率放大電路分類</p&g

83、t;　　很多系統需要對輸出信號進行放大,以便提高帶負載/驅動后級電路,因此要對其進行功率放大。功率放大電路種類繁多,按原理分可分為甲類/乙類推挽/丙類諧振功率放大器等,可由三極管或集成運放芯片實現,應根據不同的功率放大指標,選擇不同的方案。　　甲類功率放大器中,在輸入信號的一個完整的周期內三極管都是導通的,因而可保證無失真的電壓輸出,故甲類功率放大器有利于小信號的功率放大.

84、缺點是晶體管的靜態(tài)工作點較高,靜態(tài)損耗相對較大,效率比較低。　　丙類諧振放大器采用諧振網絡選頻進行功率放大,適合與對載波信號或高頻已調波信號進行選頻放大.缺點是諧振回路只能實現窄帶選頻。 　　當信號頻帶較寬時,可采用乙類推挽放大器。乙類推挽放大器由功率對管搭建而成。在輸入信號的一個周期內,兩管半周期輪流導通,減小了單個管子的靜態(tài)損耗,具有較高的輸出功

85、率與效率。同時由于電路的對稱性,可以在輸出負載端得到完整的雙極性波形。如圖4.1所示　　圖4.1 乙類推挽放大器　　此電路的前級由AD811組成同相放大器,放大倍數為AV=1+R3/R1。后級功率對管構成乙類功率推挽輸出形式,提供負載的驅動電流。通過D1/D2的電壓鉗位及微調電位器R2,可實現兩功率管的微導通及上下電路的完成對稱。

86、　　為保護晶體管及穩(wěn)定B點輸出電流,輸出級串接6.8Ω的小電阻,同時保證輸出信號波形對稱。　　經實驗測定,整個電路的輸出阻抗小于15Ω,通帶大于100MHz,且?guī)绕教?通帶波紋小于0.1dB;空載時可對0MHz～10MHz范圍內峰峰值為20V的正弦信號無失真輸出:輸出端接50歐姆負載時,無失真的最大輸出電壓峰峰值達到10V,并且在峰峰值為10V的輸出狀態(tài),頻率大于2MHz仍無

87、失真現象,效果良好.　　需要注意的是,同相放大電路中的AD811放大倍數不能太大,否則芯片會存在一定程序的發(fā)熱。　　AD811是美國模擬器件公司推出的一種寬帶電流反饋視頻運算放大器.增益G=+1時,-3dB帶寬140MHZ;增益G=+2時,-3dB帶寬120MHZ;增益G=+10時,-3dB帶寬100MHz;電壓轉換速率(即壓擺率)為2500V/

88、1;S.輸入阻抗為1.5MΩ,輸出阻抗為11Ω.采用±15V電源/負載為200Ω時,輸出的電壓峰峰值可以達到25V,有效強的后級驅動能力,因此常用與功率放大電路中。　　采用AD811實現的另一種簡單功率放大電路如圖所示,通過采用兩片AD811組成橋式功率放大,驅動后級負載。電力系統放大圖如圖4.2所示　　圖4.2 電力系統放大圖</p&g

89、t;　　在電子設計實驗中,較少涉及電力系統,因此對信號的功率放大要求不是很高,因此本人僅對系統中較常使用的簡單功率放大電路進行介紹。實際應用中的功率放大電路遠不會如此簡單。除了復雜的電路構成外,還涉及到環(huán)境因素對功率放大電路的影響等諸多因素。　　4.2 音頻放大電路分類　　本系統采用音頻功率放大器,常用的音頻放大器是LM386,該芯

90、片使用簡單,所用的外圍元件少,且可以在5V電壓工作,靜態(tài)功耗約為20mW,因而可以滿足電池供電的設計要求.LM386電壓增益由1腳和8腳之間的外接電阻和電容決定,電壓增益范圍可自行設計.其電路原理圖如圖4.3所示.立體聲解調放大后的信號由IN腳輸入到低頻放大器,并由OUT端驅動揚聲器。　　圖4.3 音頻放大原理圖　　R9,R14,C34和C14構成高通濾

91、波器,濾除解調信號中的高頻成分,R22用于調節(jié)音量,C16,C18和R24構成高通濾波器,對放大的音頻信號濾波,C38為隔直電容。R16為可變電容,控制放大倍數。本設計的放大倍數約為46dB。TEA5767芯片總原理圖如圖4.4所示。　　圖4.4 TEA5767芯片總原理圖　　第5章軟件系統的設計方案　　5.1

92、單片機C語言簡介　　隨著單片機技術的不斷開發(fā)，目前已有越來越多的人逐漸使用高級語言來進行軟件開發(fā)，其中以C語言為主，C語言由早期的編程語言BCPL發(fā)展演變而來。并用B語言編寫了著名的UNIX操作系統。1972-1973年，貝爾實驗室的C.M.Ritchie在B語言的基礎上設計出了C語言。　　C語言發(fā)展非常迅速，成為最受歡迎的語言之一，主要因為它具有強大

93、的功能?，F歸納起來C語言具有如下特點。　　1、C語言具有結構化控制語句。結構化語言的顯著特點是代碼及數據的分隔化，即程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此獨立。這種結構化方式可使程序層次清晰，便于維護及調試。　　2、C語言既有高級語言的特點，又有匯編語言的特點，它即可以像匯編語言一樣對位，字節(jié)和地址；這些計算機基礎工作單元進行操作；又能像其他高級語言一樣

94、，編寫出不依賴于特定的計算機硬件的程序，用C語言編寫的源程序具有很好的移植性。　　3、C語言功能齊全、生成代碼質量高、C語言具有各種各樣的數據類型，并引入指針概念，可使程序效率更高。用C語言編寫的程序，編譯后一般只比有豐富經驗的匯編編程人員編寫的匯編程序效率低10%。　　5.2 keil軟件介紹　　Keil是目

95、前最流行的MCS-51系列單片機的開發(fā)軟件,由美國keil software公司出品。通過keil軟件的集成開發(fā)環(huán)境可以對C語言源程序進行編譯;對匯編語言源程序進行匯編;對目標模塊和庫模塊進行連接以產生一個目標文件;生成HEX文件;對程序進行調試等。如圖5.1所示是keil軟件的界面。　　圖5.1 keil軟件的界面。　　5.3 系統軟件組成</

96、p>　　控制系統軟件模塊主要包括主監(jiān)控程序、頻率的搜索程序,AD轉化程序、鍵盤掃描程序、I2C程序、各初始化化程序等。下面介紹各軟件模塊的設計原理。　　5.4主監(jiān)控程序設計　　主監(jiān)控程序是整個系統程序的框架,它能完成人機對話功能并能實現系統的控制任務.在用戶操作鍵盤時,主監(jiān)控程序要對鍵盤操作進行解釋,然后調用相應的功能模塊、完

97、成相應的操作,最后還要通過顯示等方式給出執(zhí)行的結果.因此,主監(jiān)控程序要完成解釋鍵盤、調度執(zhí)行模塊的任務。設計主監(jiān)控程序的常用方法為"狀態(tài)轉移法"。　　5.4.1 "狀態(tài)轉移法"簡介　　"狀態(tài)轉移法"中的"狀態(tài)"來自控制系統中的一個概念。使用"狀態(tài)轉移法"設

98、計鍵控制程序時,它的運行過程是:當按下一個鍵或接受到一個命令后,程序將從一個"狀態(tài)"遷移到另一個"狀態(tài)",整個鍵控程序實際就是各狀態(tài)之間的跳動和遷移。在某一狀態(tài)下,每個按鍵只有一個含義;按下一個鍵時,鍵控程序均執(zhí)行一個功能子程序以完成相應的任務,同時轉移到下一個狀態(tài)。　　使用"狀態(tài)轉移法"設計的主監(jiān)控程序具有通用性強、修改方便、便于閱讀

99、等優(yōu)點。　　5.4.2 系統狀態(tài)圖的設計　　用"狀態(tài)轉移法"設計主監(jiān)控程序時,首先要根據鍵控系統的功能,確定按鍵的個數和每個鍵的功能。然后在確定"狀態(tài)"、或"狀態(tài)圖"。　　1.按鍵功能的定義&

100、lt;p>　　由系統鍵盤接口電路可知，按鍵K1、K2、K3、K4、K5、K6分別接AT89C52的P1^0、P1^1、P3^5、P2^1、P1^2、P2^2引腳。表5.1是系統對四個按鍵的功能定義：　　表5.1　　2.本系統的主控制流程如下所示：　　5.5 鍵盤掃描程序

101、設計　　鍵盤在單片機應用系統中是一個很關鍵的部件，它能實現向計算機輸入數據、傳送命令等功能。　　在設計鍵盤接口時，需著重解決以下幾個問題：1、軟件去抖動處理。2、鍵盤狀態(tài)的監(jiān)測方法。3、鍵盤編碼方法。4、鍵盤監(jiān)控程序的編制。以下對這幾個問題進行說明。　　5.5.1 抖動處理

102、;　　按鍵的觸點在閉合和斷開時均會產生抖動，這時觸點的邏輯電平是不穩(wěn)定的，如不妥善處理，會引起按鍵命令的錯誤執(zhí)行或重復執(zhí)行。　　現在一般均用軟件延時的方法來避開抖動階段，這一延時一般大于5MS。如果將讀鍵過程安排在定時中斷子程序中完成。則可以省去專門的延時子程序，利用兩次定時中斷的時間間隔來完成去抖處理。　　5.5.2 連擊處理&

103、lt;p>　　當某個鍵被按下時，對應的功能通過鍵盤解釋程序得到執(zhí)行，如果這時操作者還沒有釋放按鍵，則對應的功能就會反復被執(zhí)行。好象操作者在連續(xù)操作該鍵一樣，這種現象就稱為連擊。連擊在很多情況下是不允許的，它使操作者很難準確地進行操作。不過連擊現象加以合理利用，有時也能給操作者帶來方便。比如某些智能儀器中，因設置的按鍵數目較少，沒有數字鍵0～9，這時只能采用加一的方法來調整有關參數，當參數的調整比較大時，就需要按很多次調整鍵。如果這

104、時有連擊功能，我們只要按住調整鍵不放，參數就會不停地加一，調整到我們需要的參數時再放開按鍵，這會給操作帶來了不少方便。　　另外，計算機的處理速度很快，如果某按鍵允許連擊，在該按鍵來不及松手前，該鍵的功能可能被執(zhí)行了幾十次甚至幾百次，使人無法控制連擊的次數。因此，我們要對連擊速度進行限制。比如某按鍵不松開時可認為該鍵每秒只按下3～4次。系統通過在定時中斷中服務程序中增加軟件計數器來控制連擊速度。&

105、lt;/p>　　5.5.3 鍵盤掃描程序　　鍵盤掃描程序設計如下：　　while(1)　　{ temp= Frequency_Data;　　Lcd_Display(Frequency_Data);</

106、p>　　if(( k1 == 0)&&(k2||k3||k4||k5||k6) )　　{ DelayD(2);　　while(k1 == 0); 　　Search(Add_Freq);　　}

107、;　　if(( k2 == 0)&&(k1||k3||k4||k5||k6) )　　{ DelayD(2);　　while(k2 == 0);　　Search(Dec_Freq);　　}</

108、b>　　if(( k3 == 0)&&(k2||k1||k4||k5||k6) )　　{ DelayD(2);　　while(k3 == 0);　　Auto_Search(Add_Freq);

109、;　　} 　　if(( k4 == 0)&&(k2||k3||k1||k5||k6 )) 　　{ DelayD(2);　　while(k4 == 0);　　Auto_Search(Dec_Freq); <p

110、>　　} 　　if(( k5 == 0)&&(k2||k3||k4||k1||k6) )　　{ DelayD(2);　　while(k5 == 0);　　Search_small(Add_Freq);</p

111、>　　} 　　if(( k6 == 0)&&(k2||k3||k4||k5||k1) )　　{ DelayD(2);　　while(k6 == 0);　　Search_small(Dec_F

112、req); 　　}　　5.6 12864液晶顯示程序設計　　void Lcd_Display(unsigned long dis) 　　{ <p

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基于tea5677的寬帶調頻接收機的設計【畢業(yè)論文】

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