单工无线呼叫系统设计毕业设计

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1、毕业设计（论文）设计（论文）题目： 单工无线呼叫系统设计 下 达 日 期： 2012 年 12 月 3 日开 始 日 期： 2012 年 12 月 3 日完 成 日 期： 2013 年 1 月 18 日指 导 教 师： 学 生 专 业： 班 级： 学 生 姓 名： 教 研室主任： 学院附件二：陕西工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书 一、 设计（论文）内容及要求：（一）设计（论文）内容1. 设计一个单工无线呼叫系统，实现主站至从站间的单工语音及数据传输业务。（二）要求1. 撰写设计论文，提供电子版、纸质版。2绘制系统电路原理图，提供元器件明细表；3. 绘制系统程序流程图，提供程序清单；4.

2、绘制印制电路板图。包括主机、从机PCB图。5. 提供系统调试说明；二、 技术指标：1设计一个主站，传送一路语音信号，其发射频率在自行选择，射频信号带宽及调制方式自定，主站传送信号的输入采用话筒和线路输入两种方式2设计一个从站，其接收频率与主站相对应，从站必须采用电池组供电，用耳机收听语音信号3. 主、从站室内通信距离不小于5米，主、从站收发天线采用拉杆天线或导线，长度小于等于1米。4. 增加英文短信的数据传输业务，实现主站英文短信的输入发送和从站英文短信的接收显示功能；5. 从站数量可扩展 (可用1个从站模拟)，构成一点对多点的单工无线呼叫系统。要求从站号码可任意改变，主站具有拨号选呼和群呼功

3、能；三、 主要参考资料：1 王树本. 高频电子线路原理. 大连：大连理工大学出版社，2004年.3月.2 全国大学生电子设计竞赛组委会. 全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编. 北京：北京理工大学出版社，2005年.6月.3 谢自美. 电子线路设计实验测试. 武昌：华中科技大学出版社，2005年.8月.4 王文杰单片机应用技术发行地：冶金工业出版社，2011年.6月.5 李忠国单片机应用技能实训发行地：人民邮电出版社，2006年.11月.附件三：陕西工业职业技术学院毕业设计（论文）进程计划表序号起止日期计划完成内容实际完成情况检查签名112.0312.05系统总体方案选择212.0612.11搜

4、集、查阅相关资料312.1212.14单片机其接口电路设计412.1712.22单元电路选择与单元电路设计512.2412.28系统软件程序设计612.2901.04整机调试701.0701.10电路原理图绘制801.1101.14软件程序流程图绘制901.1501.16论文撰写1001.1701.18整理资料附件四： 指导教师评语： 指导教师签名： 毕业设计（论文）成绩： 毕业设计（论文）表现成绩： 毕业设计（论文）答辩： 1. 答辩组成员签名： 2. 答 辩 日 期： 年 月 日3答 辩 评 语：4 答 辩 成 绩： 毕业设计（论文）总成绩： 摘 要随着科学技术的发展，人们活动的领域日益扩

5、大。为了有效提高从事远距离控制系统的应用，单工无线呼叫系统应用而生。本论文设计了一款由主站和从站构成的单工无线呼叫系统。单工无线呼叫系统分发射和接收两大部分。发射部分采用锁相环式频率合成器技术， MC145152和MC12022芯片组成锁相环，将载波频率精确锁定在35MHz，由变容二极管V149和集成压控振荡器芯片MC1648实现对载波的调频调制；末级功放选用三极管9018，使其工作在丙类放大状态，提高了放大器的效率，输出功率达到设计要求。接收部分以超大规模AM/FM立体声收音集成芯片CXA1238S为主体，灵敏度、镜像抑制、信噪比等各项性能指标均达到设计要求；音频功率放大器采用集成芯片TDA

6、2822M，电压放大倍数最大为200。采用PT2262/2272编码/解码电路实现了数据传输业务以及对台号的选择等功能；音频输入和数据输入可自动转换；AT89S52作为整个系统的控制部分，程序设计采用C语言在KEIL51的编译器上编程实现；显示采用12864点阵型液晶显示。经测试，整机功能齐全，各项性能指标符合系统要求。整个系统采用人性化菜单设计，增强了系统易用性，传输距离不小于5米。关键词：单工呼叫，编/解码。AT89S52单片机、FM调制、单工simplex wireless-calling systemAbstractThe simplex wireless-calling system

7、 consists of two parts: transmit part and receive part.The transmit part adopts the phase-locked loop pattern of frequency synthesizing technology and uses the MC145152 and MC12022 chips to compose the phase-locked loop.It locks the frequency of the carrier-wave at 35MHz.The frequency modulation and

8、 the confection of the carrier-wave are realized by the capacity-changing diode V149 and the integration voltage-control oscillator MC1648 chip.The end power amplifier uses the audion 9018 to make it work in the third magnifying state,it improves the efficiency of the magnifier and the power of the

9、output reaches the design demand.The receive part uses the super cosmically AM/FM dimensional sound stereo radio reception integration chip CXA1238S as the main part.The sensitivity、the mirror-control restrain、the SNR and every capability index all reach the design demand.The audio frequency power a

10、mplifier adopts the integration chip TD2822M.The maximum voltage amplifying multiple is 200.It uses PT2262/2272 coding/decoding circuit to realize the data transmission operation as well as the platform-choosing function.The input of the audio frequency and the data can be automatically transformed.

11、 AT89S52 is used as the controlling part of the whole system.The design of the program adopts the C language to make it be programmingly realized in the translator.The display adopts 12864 lattice LCD to show.After tested,the whole machines function is very complete,every demand can be realized,the

12、receiving wave is stable,without evident distortion.The whole system applies humanistic designing of menu to strengthen its availability, and the transmission distance is no less than five meters. Key words: simplex calling; encode/decode; AT89S52 SCM, FM modulation, the single目录摘 要51. 总体设计方案81.1 设计

13、思路81.2 方案论证与比较81.3 系统组成142 单元硬件电路设计152.1 发射部分电路的设计152.1.1压控振荡器的设计152.1.2 锁相环电路设计162.1.3 功率放大电路设计182.2 接收部分电路的设计182.2.1 CXA1238S芯片182.2.2 高放选频回路202.2.3 本机振荡器212.2.4 中频窄带滤波器212.2.5音频功率放大器222.3 PT2262/2272编码/解码电路设计232.3.1 PT2262/2272芯片介绍232.3.2 PT2262/2272编码/解码电路242.4 抗干扰措施25软件和硬件测试流程3.1 软件设计和硬件设计的关系25

14、3.2 发射部分程序设计263.3 接收部分程序设计264 系统测试274.1 测试使用的仪器274.2 指标测试和测试结果274.2.1发射部分的指标测试和测试结果274.3 波形观察及距离测量284.4 结果分析28致谢28附录1 使用说明28附录2主要元器件清单29附录3电路原理图及印制板图30附录4部分程序清单381. 总体设计方案1.1 设计思路题目要求设计一个单工无线呼叫系统，实现主站至从站间的单工语音及数据传输业务。设计分发射和接收两大模块，方框图如图1.2.1所示。发射部分采用数字频率合成技术，由变容二极管和集成压控振荡器芯片实现振荡频率的电压控制及对载波的调频调制；加入由频率

15、合成芯片、高速分频器、运算放大器和晶体振荡器等组成的数字锁相环路，使输出频率稳定度达到与参考晶振同等水平；收音电路以超大规模AM/FM立体声收音集成芯片为主体，用一个固定的电压值控制振荡器的振荡频率，使其接收频率与发射频率对应。采用编码解码电路实现题目所要求的一点对多点、主站具有拨号选呼和群呼功能以及数据传输业务的功能；显示部分利用液晶显示模块，显示呼叫方式、业务类型以及英文短信内容。为了尽量增加传输距离和降低系统的波形失真，必须采取有效的措施。图1.2.1 系统基本框图1.2 方案论证与比较1）调制体制的方案论证与选择方案一：采用调频体制。它由三部分组成，即频率合成器、音频处理器和FM波的缓

16、冲放大器。频率合成器的作用是产生一个振荡频率稳定度极高的FM信号，它是调制器的核心部件；音频处理器的作用是将各种各样的音频信号经过处理后，变成输出阻抗和电平基本一样的信号，再将这些信号加至压控振荡器的变容二极管上；射频缓冲放大器起缓冲、放大、匹配和滤波的作用。方案二：采用调幅体制。一般调幅发射机的组成框图如图1.2.2所示，其工作原理是：载波振荡器产生标准的载波信号，一路是线路输入和话筒输入的语音信号经语音放大后在AM调制器中进行幅度调制；另一路是呼叫信号或英文短信进入基带信号放大与整形电路后与载波信号进行幅度调制；调制后，功放级将调制后的信号的功率放大到所需发射的功率，再经天线发射出去。 图

17、1.2.2 调幅发射组成框图方案选择：本系统可以采取调幅体制或调频体制。调频系统与调幅系统相比，具有较强的抗干扰能力。本系统采用调频体制，数据收发也采用2FSK方案（2）载波信号产生电路的设计方案论证与选择方案一：PLL频率合成。用MC145152和VCO电路进行频率合成，采用闭环控制。故存在反馈，能得到精度和稳定度很高的频率信号。图1.2. 频率合成原理框图方案二：采用LC振荡电路。比如西勒振荡电路，具体电路图如图1.2.3所示。该电路较易起振，输出振荡频率和振幅也较为稳定，波形好，调谐范围也比较宽。电路的振荡频率为，但其调试比较复杂。图1.2. 西勒振荡电路方案选择：载波信号发生器是主机发

18、射部分的重要组成部分，应能产生等幅高频正弦信号，其振荡频率应十分稳定。方案二的电路比方案一的电路简单，但是其短期频率稳定度差；而采用频率合成法产生的高频振荡信号的频率稳定度接近晶振的频率稳定度；且失真度很小。故本设计采用方案一。（3）接收模块的设计方案论证与选择方案一：采用CXA1238作为接收机电路的核心IC。CXA1238是索尼公司在20世纪80年代后期正式推出的集调幅、调频、锁相环、立体声解码等电路为一体的AM/FM立体声收音集成电路。它的电源电压适应范围宽：210V范围内电路均能正常工作，且具有立体声和调谐指示LED驱动电路以及FM静噪功能等。FM专业收音电路常采用大规模集成IC CX

19、A1019、CXA1238等大规模集成芯片来实现。方案二：采用CXA1019作为接收机电路的核心IC。CXA1019是日本索尼公司研制的单片大规模接收机电路，它包含了AM/FM收音机从天线输入、高频放大、混频、本振到中频放大、检波直至低频（音频）功率放大的所有功能。除此之外，还具有调谐指示，电子音量控制等一些辅助功能。方案选择：上述两种方案实现的功能基本相同，但CXA1238具有耗电小、调整简单等优点；且它的宽电压适应范围和立体声指示及静噪功能也是CXA1019所力所不能及的。故选用方案一。因CXA1238内部带解调电路，可以对语音及数据调制后的信号进行解调。（4）数据传输的设计方案论证与选择

20、单工无线呼叫系统要求一点对多点传送，且主站具有拨号和群呼功能，同时增加英文短信的数据传输业务；从主站输入的英文短信经转换后形成连串的数字信号，这就需要把这数字信号调制发射出去，并且在接收端应把调制信号解调并加以识别显示出来；发射部分预置从站号码发送或群发，接收部分则只有相应的台号接收。方案一：采用二进制振幅键控（ASK）调制与解调法。ASK有乘法器实现法和键控法两种实现方法，乘法器实现法的原理方框图如图1.2.6所示，其数字信号与载频为fc的余弦信号进行混频得到调制信号；振幅键控信号解调有两种方法，即同步解调法和包络解调法，同步解调方框原理如图1.2.7所示。图中uASK(t)信号经过带通滤波

21、器抑制来自信道的带外干扰，相乘器进行频谱反相搬移，以恢复基带信号。低通滤波器用来抑制相乘器产生的高次谐波干扰，解调的相干载波用2cos2fct。图1.2.6 ASK调制器框图图1.2.7 ASK同步解调方框图方案二：采用微控制器和PT2262/2272组成的编码/解码电路。PT2262/2272是一对CMOS工艺制造的低功耗低价位带地址、数据编码/解码功能，是目前在无线通讯电路中作地址编码识别和数据传输最常用的芯片之一。PT2262/2272发射接收电路原理框图分别如图1.2.8和图1.2.9所示。在发射端，微控制器对PT2262的地址位进行预置（即设定台号的代码），同时输入短信内容，通过微控

22、制器进行短信编码后产生相应的数据去预置PT2262的数据位后，再调制发射出去；接收端，把接收到的信号进行解调放大后，送至PT2272，解码后在数据位产生对应的数据，通过微控制器进行短信解码后在液晶上显示所发送的短信内容。图1.2.8 采用PT2262编码电路的发射原理框图图1.2.9 采用2272解码电路的接收原理框图方案选择：上述两种方案都可以发送并且接收数字信号，但它们的原理不同，方案一是采用数字调制，而本设计发射部分的主体是频率合成技术，数字调制则无法把数字信号调制发射出去；方案二采用常用的PT2262/2272编码/解码电路，可靠性高，且与系统兼容；综上所述，本设计采用方案二。（5）自

23、动控制模块的设计方案论证与选择单工无线呼叫系统的自动控制部分直接关系到系统 “智能化”与“自动化”的实现，其控制方案的拟定，考虑了以下两个方面。发射和接收的控制方框图分别如图1.2.10和图1.2.11所示。图1.2.10 发射部分控制方框图图1.2.11 接收部分控制方框图方案一：采用FPGA（现场可编程逻辑门阵列）作为系统的控制核心。由于FPGA具有强大的资源，使用方便灵活，易于进行功能扩展，特别是结合了EDA，可以达到很高的效率。系统的多个部件如频率测量电路，键盘控制电路，显示控制等都可以集成到一块芯片上，大大减小了系统的体积，并且提高了系统的稳定性。方案二：基于单片机技术的控制方案。相

24、对于FPGA的并行处理方式，单片机是通过对程序语句的顺序执行来建立与外部设备的通信和完成其内部运算处理，从而实现对信号的采集、处理和输出控制。它最主要的特点是其串行处理特性。方案选择：上述两种控制方式除了在处理方式和处理能力(速度)上的差异外，在实现的效果以及复杂程度等方面也有显著的区别。FPGA将器件功能在一块芯片上，相对于单片机外围电路较少，集成度高。而单片机技术比较成熟，开发过程中可以利用的资源和工具丰富、价格便宜、成本低。鉴于本设计中，仅单片机的资源已经能满足设计的需求，而FPGA的高速处理的优势在这里却得不到充分体现；因此本设计的控制方案模块拟选用上述基于单片机技术的方案二。单片机采

25、用Atmel公司生产的AT89S52，实现对收发模块的控制。1.3 系统组成系统主要分为发射和接收两大模块，经过方案比较与论证，发射和接收部分的组成框图分别如图1.2.15和图1.2.16所示。其中发射部分的集成电路MC1648、MC145152、MC12022、低通滤波器和晶振构成锁相环频率合成器、音频处理器、数据编码器、单片机进行数据处理、按键处理、LCD驱动。接收部分由收音模块、音频输出模块、数据接收模块以及控制模块四大部分组成，单片机起控制作用。由于电路中既有数字电路又有高频电路，需将高频地和数字地分开以及高频电路用金属屏蔽隔离，以减小交叉调制等干扰。图1.2.15 发射部分组成框图

26、图1.2.16 接收部分组成框图2 单元硬件电路设计2.1 发射部分电路的设计2.1.1压控振荡器的设计压控振荡器主要由压控振荡器芯片MC1648、变容二极管V149以及LC谐振回路构成。MC1648需要外接一个由电感和电容组成的并联谐振回路。为达到最佳工作性能，在工作频率时要求并联谐振回路的QL100。电源采用+5V的电压，一对串联变容二极管背靠背与该谐振回路相连，调整加在变容二极管上的电压大小，使振荡器的输出频率稳定在35MHz。图2.1.1为压控振荡器电路图。图2.1.1 压控振荡器电路图压控振荡电路由芯片内部的VT8、VT5、VT4、VT1、VT7和VT6，10脚和12脚外接LC谐振回

27、路（含V149）组成正反馈（反相720）的正弦振荡电路。VCO的芯片管脚3为缓冲输出，一路供前置分频器MC12022，一路供放大后输出。该芯片的5脚是自动增益控制电路（AGC）的反馈端。将功率放大器输出的电压Vout1通过一反馈电路接到该脚，可以在输出频率不同的情况下自动调整输出电压的幅值并使其稳定，由于本设计的频率固定在35MHz，且其反馈幅度不大，因此5脚直接接地。2.1.2 锁相环电路设计压控振荡器的输出频率受自身参数、控制电压的稳定性、温度、外界电磁干扰等因素的影响，往往是不稳定的。因此可以加入自动相位控制环节，即锁相环，来稳定发射频率。发射频率经反馈，与晶振产生的标准信号做比较，在锁

28、相环的跟踪下，发射频率始终向标准信号逼近，最终被锁定在标准频率上，达到与参考晶振同样的稳定度。锁相环电路MC145152是大规模集成锁相环，集鉴相器、可编程分频器、参考分频器于一体，分频器的分频系数可由并行输入的数据控制，其内部框图如图2.1.5所示。图2.1.5 MC145152内部框图（1）参考分频参考晶振从OSCin、OSCout接入，芯片内部的R参考分频器提供8种不同的分频系数，对参考信号进行分频。R值由RA0，RA1，RA2设定，如表2.1.1所示。本设计中，参考晶振为10.24MHz，所以取RA0RA1RA2101时，即R1024，对晶振频率进行1024分频。表2.1.1 MC14

29、5152参考分频器分频系数选择表RA200001111RA100110011RA001010101R864128256512102411602048（2）可编程分频由于发射部分的频率高达35MHz，MC145152的电路无法对其直接分频，必须先用ECL电路的高速分频器进行预分频，把频率降低，然后由MC145152继续分频，得到一个参考频率相等的频率，并进行鉴相。为使分频系数连续可调，可编程分频电路采用的是吞咽脉冲计数法，它由ECL（非饱和型逻辑电路）的高速分频器MC12022及MC145152内部的A减法计数器，N减法计数器构成。如图2.1.6所示。单片机图2.1.6 吞咽脉冲计数器原理图MC

30、12022有64和65两种分频系数。M为其控制端（从MC145152的9脚输出，输入MC12022的6脚）。M为高电平时，MC12022以P165为分频系数，M为低电平时则以P64为分频系数。N 和A是可预置数的减法计数器，由并行输入口分别预置6位的A值和10位的N值。PD为数字鉴相器。fo为压控振荡的输出频率（即发射频率）。因此给MC145152的N9N0和A5A0口预置相应的数值，这就实现了对发射频率的控制。（3）鉴相模拟鉴相器对输入其中的两个信号进行相位比较，一个是由稳定度很高的标准晶振经过分频得到的，另一个是由压控振输出频率经分频反馈回来的，这两个信号通过鉴相器，也就是经过一个模拟乘法

31、器后得到一个相位误差信号。再经过一个低通滤波器，取出其中的误差信号，滤去其高频成分，将其直流成分用来调整压控振的输出频率。本设计采用的鉴相器集成在MC145152中，它是一种新型数字式鉴频/鉴相集成电路，具有鉴频和鉴相功能，不需要辅助捕捉电路就能实现宽带捕捉和保持。2.1.3 功率放大电路设计电路如图2.1.7所示。功放管为9018，采用感性负载，输出幅度较大。丙类功放的基极电压-VEE是利用发射极电流的直流分量IE0在射极电阻RE2上产生的压降来提供的。当放大器的输入信号t为正弦波时，集电极的输出电流ic为余弦脉冲波。利用谐振回路L2C2的选频作用获得输出基波电压c1、电流ic1。集电极基波

32、电压 图2.1.7 功率激励电路2.2 接收部分电路的设计2.2.1 CXA1238S芯片CXA1238S的电源电压适应范围宽，210V范围内电路均能正常工作；它具有立体声指示LED驱动电路以及FM静噪功能等等。其内部结构原理图如下图2.2.1所示。天线接收到的信号经过87108MHz的带通滤波器，由18脚（FM天线输入）进入芯片内部，通过选频网络将选出的电台信号送入芯片内部的FM前置放大器，进行前置放大后与本振进行混频，得到10.7MHz的中频频率。22脚外接的VD1、VD2、C8、C9、C10、VC1、L1等元件是FM本振调谐回路。20脚外接的VD3、VD4、C11、C12、C13、VC2

33、、L2等元件是FM高放调谐回路。10.7MHz中频频率由16脚输出，然后接到10.7MHz的陶瓷滤波器上。经过了陶瓷滤波器的信号已经被滤除了带外杂波，由13脚的中频输入端引入。在芯片内部进行中频放大和鉴频。鉴频后的信号分为两路，一路由12脚驱动调谐指示电路，外接发光二级管D2（当接收信号最大时，LED显示最亮）；另一路由IC内的直流放大器放大后进行自动混合和FM静噪。经检波后的立体声复合信号（或单声道信号），由IC内直流放大器放大、滤波后变换成 AFC控制电压、由10脚输出并通过一个100K的电阻反馈至23脚，用于抑制内接变容二极管的等效电容，以达到修正FM本振频率，进行频率跟踪的目的。立体声

34、复合信号经放大后，分别送到IC内的立体声解调器、鉴相器1和鉴相器2。鉴相器1、压控振荡器（VCO）和分频器组成锁相环路。VCO产生的76KHz振荡信号，经过二分频后变成38KHz的立体声解调开关信号，送至解调放大器。再经过二分频，并移相90后的19KHz信号与复合信号中的19KHz导频信号在鉴相器1中进行相位比较，并输出一个误差电压，由外接低通滤波器R1、C3、C5滤除高频成分后，控制VCO的振荡频率和相位，达到环路锁定。VCO的自由振荡频率可以通过 27脚外接微调电位器RP1调整，从而调整跟踪导频信号的捕捉范围。C1为去耦电容。鉴相器2的作用是检出立体声/单声道开关控制信号。当分频后的19K

35、Hz信号和输入导频信号频率相同，相位差最小时，输出正电压最大，经低通滤波器滤波（2、3脚外接电容C7）和直流放大后打开“立体声/单声道”开关，并且驱动4脚外接立体声指示（发光二极管D1）。最后把解调、放大后的立体声信号分左、右两路分别从两个声道的输出口（5、6脚）输出。信号通过去加重网络进行去加重处理后，送到用于音量调节的数字电位器X9511，经过音频放大后，进而驱动扬声器发声。由于本系统没有涉及到调幅，所以芯片中的14脚（AM中频输入）、15脚（波段选择）、19脚（AM天线输入）和24脚（AM本振）均接电容到地。具体电路见附录。图2.2.1 CXA1238内部结构方框图2.2.2 高放选频回

36、路输入选频回路，简称输入回路，它的作用是从空间的各种无线电波中选出所接收频段的信号，并完成天线与高频放大器之间的匹配，使所接收的信号得到最大能量的传播。本设计要求接收部分所接收的频率值为35MHz，输入选频回路电路原理图如图2.2.4所示。在CXA1238S的20脚接上一个LC槽路，调节可变电容的值得到所需要的频率。如图中所示，其频率由式2.2.2计算。 （2.2.2）取C1=20pF，L=0.59H，又f=35MHz ，C2max=20pF，得到可调电容值：C2=520pF图2.2.4 选频回路电路原理图2.2.3 本机振荡器该电路用于产生本地振荡信号，它始终比电台信号高出10.7MHz。振

37、荡电路的形式一般有变压器耦合式振荡电路、电感三点式振荡电路、差动振荡式振荡电路和电容三点式振荡电路。本设计收音部分采用的本振电路和选频回路电路一致，原理相同，只是参数不同，如C2值不变，由式2.2.4计算可得，L=0.36H。电路原理图见图2.2.2。输出接至CXA1238的22脚，即FM本振输入。2.2.4 中频窄带滤波器本设计中使用的是三端陶瓷滤波器。在锆钛酸铝陶瓷片的一个面上被覆两个银层作输入和输出的电极，另一面被覆一块银层作公共电极，经直流高压极化后，具有压电效应。若将交流电压加在陶瓷片的输入端上，陶瓷片将做相应的机械振动。这种机械振动能产生交流电势，从另一端子输出。一定的片子形状大小

38、，具有一个固有机械振动频率。如果外加交流电压的频率等于陶瓷片的固有机械振动频率时，压电效应最强，输出最大，其它频率则传输系数减小。因此其作用和谐振回路相同，具有滤波特性。它的体积小巧，谐振频率稳定，接入电路后不需要再作调整，而且选择性好。其衰耗特性曲线如下图2.2.5所示：图2.2.5 10.7MHz陶瓷滤波器衰耗特性曲线陶瓷滤波器的基本形状决定了它的谐振频率。用于调频中频10.7MHz用的陶瓷片大约为67mm左右，厚0.2mm左右。陶瓷滤波器矩形系数好，故应接在混频级上，它可以先将干扰信号滤掉，提高双信号选择性。同时陶瓷滤波器相当于集中滤波器，使后级可少用调谐中放，改用直接耦合放大。陶瓷滤波

39、器本身不需要调节，使调频中放调解容易得多。2.2.5音频功率放大器前置放大器的输出功率很小，推动不了扬声器，因此对前置放大器的输出信号还要进行功率放大，以得到足够的不失真输出功率。本设计中音频功率放大器采用集成芯片TDA2822M,它的工作电压范围较宽，最高可使用到12V。功率有效值為2W 工作温度最低:-40C到 150C。带宽:0.12MHz 兩個放大器，负载阻抗為8ohm ，输出功率為1W 其电路原理图如图2.2.6所示。立体声解调放大后的信号由RIN和RIN脚输入到低频放大器。并由LOUT和LOUT端驱动扬声器发声。图2.2.6 音频功率放大电路图2.3 PT2262/2272编码/解

40、码电路设计2.3.1 PT2262/2272芯片介绍PT2262是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262最多可有12位(A0A11)三态地址端引脚(悬空、高电平和低电平)，任意组合可提供531441地址码，PT2262最多可有6位(D0D5)数据端引脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。其外形图和管脚排列图如下图所示：表2-1 PT2262芯片引脚说明名称管脚说明A0A1118、1013地址管脚，用于进行地址编码，可置为“0”、“1”、“f”(悬空)D0D578、1013数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉18电

41、源正端()9电源负端()TE14编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效OSC116振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率OSC215振荡电阻振荡器输出端17编码输出端(正常时为低电平) 2.3.2 PT2262/2272编码/解码电路PT2262发射芯片地址编码输入有“1”、“0”和“开路”三种状态，数据输入有“1”和“0”两种状态。由各地址、数据的不同接脚状态决定，编码从输出端Dout输出。Dout输出的编码信号是调制在载波上的，通过改变15脚（OSC1）和16脚（OSC2）之间所接的电阻阻值的大小，即可改变17脚输出时钟的频率；6个数据位（D0D5）由单片机（P20P25）预

42、置，同时6个地址码也由单片机（P00P05）预置；17脚输出的信号通过左声道加入至压控振荡器（MC1648）进行调制发射出去。PT2272的暂存功能是指当发射信号消失时，PT2272的对应数据输出位即变为低电平。而锁存功能是指，当发射信号消失时，PT2272的数据输出端仍保持原来的状态，直到下次接收到新的信号输入。PT2262和PT2272的电路原理图分别如图2.3.3和2.3.4所示。图2.3.3 PT2262编码电路P3.2图2.3.4 PT2272解码电路 2.4 抗干扰措施本系统既有低频信号，又有中频和高频信号；既有模拟信号，又有低频基带的数字（脉冲）信号和锁相环生成的各种频率的数字（

43、脉冲）信号。它们互相交调会形成频谱很宽的内部干扰信号，加上外部各类干扰信号，特别是50Hz的市电干扰信号，是无时不有，无孔不入。这些干扰信号不仅影响音频信号的传输质量，更重要的还会影响主从站的呼叫，英文短信的传输质量，甚至造成呼叫出差错和英文短信出错误。因此，抗干扰措施必须做得很好才能保证语音信号高质量传送和呼叫信号、英文短信无误传送。 将发射机调制器之前音频输入级加以屏蔽，防止50Hz市电干扰和数字（脉冲）信号干扰。 电源隔离。模拟部分和数字部分的电源单独供电，如共用一个直流稳压电源，必须采用电感和电容去耦合。 地线隔离。地线一般要粗，甚至大面积接地，除了元器件引线、电源走线、信号线之外，其

44、余部分均作为地线。同时模拟地要与数字地分开。 模数隔离。模拟部分会受数字部分的脉冲干扰影响，必须将数字部分和模拟部分分开排版，并拉开一定的距离。 数数隔离。本系统采用了锁相环，会产生各种频率的脉冲信号。呼叫信号和英文短信也是数字信号，这两类数字信号要相互隔离，前者会干扰后者，造成呼叫或英文短信传递出差错，后者会干扰前者分频错误，从而影响它正确锁定。 加装屏蔽线。例如线路输入线、话筒输入线。接收机鉴频/鉴相器至音频放大器之间的引线，均要加装屏蔽线。3软件和硬件测试流程3.1 软件设计和硬件设计的关系硬件设计和软件设计是电子设计中必不可少的内容，为了满足设计的功能和指标的要求，我们必须在开始设计的

45、时候就要考虑到硬件和软件的协调；不然不是造成硬件资源的浪费就是增加软件实现时困难和复杂程度，甚至造成信号的断层，即使硬件和软件能单独使用，却不能使它们组成的系统工作。故在设计的过程中必须考虑软硬件的处理能力以及它们的接口是否兼容，实现软硬件的信号过渡。其次设计时硬件之间应尽可能减小联系，只要把必要的信号线相连则可。这样做的优点是：首先，调试时可以减少很多不必要的麻烦，因为电路是相对独立的，故在调整电路参数值时其影响和干扰就小，在满足发射和接收模块的要求后可单独对控制模块进行调整；再者，当出现问题时检查电路就容易缩小问题的范围，使得排错效率高。由于硬件的分离，在软件的调试时就可以单独针对控制模块

46、。3.2 发射部分程序设计发射部分的程序主要可分为按键处理模块、液晶显示模块、数据处理模块以及字符转换模块四大部分。主要程序流程图如图3.2.1所示。程序清单见附录4。图3.2.1 发射部分程序流程图3.3 接收部分程序设计接收部分的程序主要是完成液晶显示、按键处理以及台号的转换等功能。主要程序流程图如图3.3.1所示。程序清单见附录4。图3.3.1 接收部分程序流程图4 系统测试4.1 测试使用的仪器ADS7062SA 数字存储示波器KH1603C信号发生器UNI-T 数字万用表4.2 指标测试和测试结果4.2.1发射部分的指标测试和测试结果发射部分的测试分两步进行。一是观察，它是定性测试：

47、观察输出波形的失真和对称性，所用的仪器为40MHz以上的GDS-820C数字存储示波器，正确的观察是测量的前提，因所有其他的测试都是在输出波形对称，且不失真的条件下进行的 二是在接好语音部分电路时接通电源在麦克风前放歌，然后用收音机在一边接收当接收到你放的那首歌时而且是最清晰的。4.3 波形观察及距离测量波形观察采用TDS1012型100MHz的数字存储示波器，通过RS-232串口，在TDSPCS1软件中截取波形，由于软件本身存在缺陷以及串口传送中存在数据的失真，故波形相对实际显示时存在一定的误差。经示波器观察输出波形与输入波形无较明显的失真现象 4.4 结果分析在设计过程中，由于发射部分锁相

48、环电路在对载波分频以及晶振分频时产生了不少谐波成分，对短信发送的准确度产生了很大的影响，通过分析并对电路加以改进，使得误码率达到了最低限度。对频率准确度产生影响的原因可能是选取的晶振理论值为10.24MHz，晶振的分频系数为1024倍，而实际上晶振的实际值与理论值还是存在一定的差距，所以必然对频率的稳定度和准确度有影响。同时空气中存在不可避免的电磁干扰，并且由于时间以及环境的原因无法在屏蔽室内进行收音，对接收部分的指标和接收效果也有影响。致谢本文是在田老师的指导下完成的，感谢老师这么久以来对我在学业上的悉心指导和生活上无微不至的关怀，我所取得的每一点成绩和进步都凝聚了老师对我的教诲和心血。导师

49、严谨求实的治学态度、脚踏实地的工作作风、敏锐的思想给我留下了深刻的印象，成为我一生中一笔宝贵的财富，使我终生受益。在此深表感谢。附录1 使用说明发射部分主要是对按键的操作，表5.1.1为按键功能定义图。表5.1.1 按键功能定义图ENTzsle70ClearSPtmf81，ung92。voha3CALLwpib4DATAxqjc5NO.yrkd6其中，CALL键为呼叫方式选择，DATA为业务类型选择，NO.为从台地址选择，ENT为确认键，Clear为清屏键。当系统要发送语音信号时，先按DATA键选择业务类型为语音，再按确认键；要发送短信时，先按DATA键选择业务类型为短信，输入短信内容，再按确

50、认键发送；系统要群发或单发时，先按CALL键选择呼叫方式为群发或单发，如果是单发，则再按NO.键，再输入台号，其后按ENT确认即可。接收部分有一个四位拨盘开关，0000为群收，1000为一号台，0100为二号台，1100为三号台，0010为四号台，1010为五号台，0110为六号台，1110为七号台，0001为八号台。附录2主要元器件清单主要元器件清单见表1所示。表1 主要元器件清单序号名称或型号数量备注封装1MC1451521压控振荡器DIP 2MC16481鉴相器DIP 3MC120221高速分频DIP4LM3862音频放大DIP5AT89S522单片机DIP6TDA2822M1运放DIP

51、7CXA12381收音芯片DIP8V1492变容二极管910.7MHz陶瓷滤波器1滤波器3脚1012M晶振311话筒112耳机113继电器114PT22621编码器DIP15PT2272-M61解码器DIP附录3电路原理图及印制板图1、电路原理图电路原理图分发射部分调制电路图（见附录2图1）、发射部分按键控制电路图（见附录2图2）、接收部分收音电路图（见附录2图3）、接收部分控制电路图（见附录2图4）。（a） 压控振荡器电路（b） 发射部分电源电路（c） 锁相环电路附录3图1 发射部分调制电路图附录3图2 发射部分按键控制电路图（a） 音频功率放大电路（b） 收音电路图附录3图3 接收部分收音

52、电路图附录3图4 接收部分控制电路图2、部份印制板图附录3图1 发射部分调制部分印制板图附录3图2 发射部分控制部分印制板图附录3图3 接收部分收音部分印制板图附录3图4 接收部分控制部分印制板图附录4程序清单部分程序清单：/*按键定义*/*1-39字符键 */*36键：呼叫方式选择 state2*/*41键：业务类型选择 */*42键：从台选择 */*43键：确认键 */*44键：清零 */*45键：退格键 */*/#include#define uchar unsigned char#define te P0_1#define p30 P3_0#define p31 P3_1#define

53、 p32 P3_2#define p33 P3_3#define p34 P3_4#define p35 P3_5#define p36 P3_6#define p00 P0_0#define std P3_7#define clk P1_7uchar code zifu14=群呼;uchar code zifu24=选呼;uchar code zifu34=短信;uchar code zifu44=语音;uchar code zifu510=业务类型：;uchar code zifu610=呼叫方式：;uchar code zifu739=0123456789abcdefghijklmnop

54、qrstuvwxyz ,.;uchar zifu818=36,36,36,36,36,36,36,36,36,36,36,36,36,36,36,36,36,36;uchar state,state1,state2,state3,state4;uchar address1=0;bit keyon,keyoff;bit key1 ,key2 ,key3 ,key4 ,key5 ,key6 ,key7 ,key8 ,key9 ,key10,key11,key12,key13,key14,key15,key16,key17,key18,key19,key20,key21,key22,key23,ke

55、y24,key25,key26,key27,key28,key29,key30,key31,key32,key33,key34,key35,key36,key37,key38,key39,key40,key41,key42,key43,key44,key45,key46,key47,key48,key49;void delay(uchar v)while(v!=0)v-;delay1(unsigned int v)while(v-) delay(200); /*通过串行方式对液晶进行写操作*/void write(uchar com,bit rs) /当rs=1时，写数据；当rs=0时，写指令

56、uchar i=0;uchar data1;data1=com;std=1;for(i=0;i5;i+) /同步数据，发送5个1; clk=0; clk=1; std=0; clk=0; clk=1; std=rs; clk=0;clk=1; std=0; clk=0; clk=1;for(i=0;i4;i+)if(data1&0x80) std=1; else std=0; clk=0; clk=1;data1=data11; std=0;for(i=0;i4;i+) clk=0; clk=1; for(i=0;i4;i+)if(data1&0x80) std=1; else std=0;

57、clk=0; clk=1;data1=data11; std=0;for(i=0;i4;i+) clk=0; clk=1; delay(100); /*液晶初始化*/void initial_lcd(void) write(0x30,0);write(0x01,0);write(0x06,0);write(0x0c,0);/*按键扫描*/void key_scan()keyon=0;delay(250);delay(250);delay(250);delay(250);delay(250);delay(250);delay(250);delay(250);delay(250);delay(250);P1=0xbf;if(p36=0)if(state3=1)keyon=1;keyoff=1;key1=1; if(p35=0)if(state3=1)keyon=1;keyoff=1;key2=1; if(p34=0)if(state3=1)keyon=1;keyoff=1;key3