單工無線呼叫系統(tǒng)2

1、2.3.1.1 主站控制單片機(jī)小系統(tǒng)電路該小系統(tǒng)以spce061a 單片機(jī)為核心，小系統(tǒng)電路原理如圖 2.5 所示。外圍電路包括：44 鍵盤，如圖 2.4 所示，題目中發(fā)揮部分第1 項(xiàng)群呼、單呼等命令以及09 十個(gè)數(shù)字的輸入由該鍵盤來完成；rt12864 點(diǎn)陣液晶構(gòu)成人機(jī)接口，可顯示英文、漢字、圖標(biāo)、圖形等，并具有背光支持，以構(gòu)成友好人機(jī)界面，來顯示各種數(shù)據(jù)及接收到的短信，j3 為液晶屏接口；紅外鍵盤，本系統(tǒng)中紅外鍵盤采用的是rm-200e 萬能電視遙控器，它的功能是輸入26 個(gè)英文字母和10 個(gè)數(shù)字，按順序分別是發(fā)送鍵、刪除鍵、a、b、c、d、e、f，同時(shí)a、b、c、d、e、f又是可以通過4

2、4 鍵盤上的“切換2”轉(zhuǎn)為輸入0 到9 的數(shù)字；紅外接收頭（j7），接收來自紅外遙控器的數(shù)據(jù)（寫短信）送入單片機(jī)處理并在液晶屏上顯示。調(diào)節(jié)rp1可以改變液晶顯示的對比度。2.3.1.2 dtmf 雙音頻編碼器dtmf 雙音頻編碼器是用頻率合成的方法來產(chǎn)生dtmf 信號的，它的基準(zhǔn)時(shí)基采用晶體振蕩器，具有頻率穩(wěn)定和精確度高、體積小、重量輕等特點(diǎn)在電路中，iob0iob7 為單片機(jī)送來的控制信號，hm9187 輸出的雙音頻組合共有16 種情況，因此單片機(jī)送來的控制的信號亦共有16 種情況，系統(tǒng)則利用這16 狀態(tài)來完成指令和短信的發(fā)送過程。原理如下：spce061 a 單片機(jī)先將要發(fā)送的四位二進(jìn)制碼

3、（共有16 種狀態(tài)）經(jīng)相應(yīng)轉(zhuǎn)換，變?yōu)閷m9187 的控制碼，雙音頻編碼器將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為兩個(gè)頻率的音頻信號送至鎖相環(huán)進(jìn)行fm 調(diào)制，由天線發(fā)出，接收機(jī)經(jīng)fm 解調(diào)后，恢復(fù)出雙音頻信號，通過雙音頻譯碼器得到原有的數(shù)字信號送單片機(jī)處理。英文字符共有26 個(gè)加上09 十個(gè)數(shù)字以及相應(yīng)的控制指令，16 種狀態(tài)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們利用合理的編碼方案解決了這一問題，這部分內(nèi)容將在系統(tǒng)軟件介紹中詳細(xì)敘述。2.3.1.4 鎖相頻率合成器為了保證發(fā)射頻率的穩(wěn)定，系統(tǒng)采用鎖相環(huán)電路來產(chǎn)生35.328mhz 的載頻。鎖相頻率合成器原理圖如圖 6.7。（注意圖中的“to rf mul”指的是接到rf 的放大模塊）q1

4、、c2、d1、d2、l2 等構(gòu)成壓控振蕩器，當(dāng)c2 左端的直流電平發(fā)生變化，變?nèi)荻O管d1、d2 的容值發(fā)生變化，振蕩器中心頻率發(fā)生變化；u2 及其外圍元件構(gòu)成了二階有源環(huán)路濾波器，該電路的性能直接影響到環(huán)路是否能夠入鎖；因?yàn)閙c145151 最高工作頻率為30mhz，不能滿足題目要求，所以我們在電路中加入了前置分頻器對rf 反饋信號進(jìn)行16 分頻后再送入鎖相環(huán)芯片u1（mc145151），u1 內(nèi)部集成了參考分頻器和可編程分頻器，其參考頻率由晶振y 振蕩分頻后產(chǎn)生，外部輸入從其1 腳輸入，通過改變撥碼開關(guān)s1 的狀態(tài)從而改變n0n13 的值使得可編程分頻器的數(shù)值發(fā)生變化，從而改變環(huán)路的鎖定頻

5、率。晶振選用4.096mhz，取fvco =35.328mhz，p=16，晶振頻率4.096 mhz，r 計(jì)數(shù)器取2048 次分頻，于是n 的取值1104，n13 至n0 為（00010001010000）。r 計(jì)數(shù)器，n 計(jì)數(shù)器，各管腳接地為邏輯0，懸空為邏輯1。2.3.1.4 話筒放大電路由于mic 出來的幅度不夠，不足以使振蕩電路產(chǎn)生足夠大的頻偏，所以我們用ne5532 運(yùn)放做為前置放大器，放大倍數(shù)為10 倍，實(shí)測效果良好，放大器電路圖如圖2.3.1.5 高頻功率放大電路由于pll 振蕩器出來的幅度達(dá)不到要求，而且?guī)ж?fù)載能力不強(qiáng)，所以我們在后面加上高頻功率放大器和一級射隨器，增加頻率的穩(wěn)

6、定度和提高輸出功率。原理圖如圖2.2 接收機(jī)設(shè)計(jì) 圖2.2 接收機(jī)框圖接收機(jī)方框圖如圖2.2，硬件連接圖如圖 2.3，由主控單片機(jī)、調(diào)頻接收芯片（cxa1691）及其外圍電路、雙音頻譯碼電路、音頻功放、液晶顯示終端等模塊構(gòu)成。接收機(jī)采用四節(jié)1.5v 電池串聯(lián)供電。2.3.2 從機(jī)部分電路設(shè)計(jì)2.3.2.1 調(diào)頻接收電路模塊采用索尼公司的收音機(jī)專用芯片cxa1691 作高保真寬頻接收機(jī)，采用雙調(diào)諧回路增強(qiáng)接收機(jī)的選擇性，其接收性能非常優(yōu)越。芯片4 腳為直流音量控制端，改變該腳的電位高低就可以改變輸出音量的大小。通過調(diào)節(jié)該電位器改變其雙音頻信號輸出電壓的幅值，使解碼器mt8870 能很準(zhǔn)確地解碼。

7、它完全杜絕了采用傳統(tǒng)音量控制電路因電位器不良而引起喇叭中嚓嚓聲的通病，使得其輸出的音頻信號的電壓很穩(wěn)定。如圖out1 為輸出雙音頻信號，送至mt8870，out2 為音頻輸出信號，經(jīng)控制開關(guān)后直接驅(qū)動耳機(jī)。2.3.2.2 從站控制單片機(jī)小系統(tǒng)從站仍以spce061a 單片機(jī)為控制核心器件，利用3 位撥碼開關(guān)實(shí)現(xiàn)對從站號碼的任意設(shè)置。使用rt12864 點(diǎn)陣液晶構(gòu)成人機(jī)接口界面，收到短信或被呼叫均在液晶屏上顯示。電路原理如圖所示，圖中j12 為雙音頻解碼后的四位二進(jìn)碼元輸入端，j6 為rt12864 點(diǎn)陣液晶屏接口。蜂鳴器用來產(chǎn)生收到短信號的提示音。spce061a 單片機(jī)iob7 口用來控制繼

8、電器，從而控制耳機(jī)的通斷，耳機(jī)平時(shí)處于斷開狀態(tài)，當(dāng)從站被呼叫時(shí)，單片機(jī)發(fā)出指令接通揚(yáng)聲器。實(shí)現(xiàn)主站對從站的呼叫。2.3.2.3 mt8870 雙音頻信號譯碼模塊的電路如圖所示，將從高保真調(diào)頻接收機(jī)接收到的dtmf 信號進(jìn)行解碼。由于mt8870 的編碼方式和hm9187 的編碼方式完全一致，所以用mt8870 配合編碼部分使得系統(tǒng)的整和性很強(qiáng)，軟件編程變得更加的簡單。當(dāng)雙音頻信號來到時(shí)，被mt8870 解碼后，mt8870 的15 腳std 會由低電平向高電平跳變，經(jīng)反向后向單片機(jī)申請中斷，解碼輸出的二進(jìn)制碼由q1q4 輸出后送給單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)處理，實(shí)際運(yùn)用電路圖中j1 是來自接收機(jī)的雙音頻編

9、碼信號，j3 是經(jīng)過mt8870 解碼后的4 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出端及譯碼器中斷輸出端。24 軟件設(shè)計(jì)：上電時(shí)，主機(jī)初始化成群呼數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)，等待輸入從機(jī)的地址，選通以后自動切換到語音發(fā)送狀態(tài)，當(dāng)要發(fā)送短信時(shí)，從遙控器上輸入待發(fā)送的字符并在顯示屏上顯示出來，當(dāng)按下發(fā)送鍵后把編碼好的短信數(shù)據(jù)逐一發(fā)送出去。主機(jī)軟件設(shè)計(jì)流程圖如下：2.4.2 從機(jī)軟件設(shè)計(jì)上電時(shí)從機(jī)初始化成待機(jī)狀態(tài)，等待本機(jī)地址的輸入，如果接收到的地址跟本機(jī)地址相同或者接收到的是群呼地址則轉(zhuǎn)換到工作狀態(tài)，打開指示燈和后級輸出，當(dāng)接收到結(jié)束碼時(shí)，關(guān)閉指示燈和后級輸出。從機(jī)程序流程圖如圖所示：2.4.3 編、解碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說明由于雙音頻只有1

10、6 種編碼方式，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了發(fā)送英文字母和控制指令的要求，因此采用一定的編碼方式，在發(fā)送過程中采用兩次發(fā)送作為一個(gè)字符或指令的編碼，先發(fā)送高4 位然后再發(fā)送低4 位。在接收端將兩次接收到的數(shù)據(jù)拼成一個(gè)完整的碼，再根據(jù)編碼顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)或執(zhí)行相應(yīng)的指令。數(shù)據(jù)信令幀結(jié)構(gòu)如下：接收端接收到連續(xù)的兩個(gè)4 位數(shù)據(jù)后如果第一位為1 的則認(rèn)為后面的3 位數(shù)據(jù)為高位數(shù)據(jù)，如果第一位為0 則認(rèn)為后面的3 位數(shù)據(jù)為低位數(shù)據(jù)，那么整個(gè)系統(tǒng)的編碼容量為26 個(gè)。從而滿足了編制英文字母和控制指令的個(gè)數(shù)，保證了在整個(gè)通訊中不會沖突。7.5 重要源程序 #include global.h#include io.h#incl

11、ude ad9858.hvoid setclock(unsigned int fosc,unsigned int divriteforcup);void system_init();unsigned int gflag;/=/主函數(shù)/=int main()system_init();_asm(irq on);/開中斷while(1)*p_watchdog_clear = 0x0001;/=void system_init()/初始化系統(tǒng)時(shí)鐘和時(shí)基setclock(49,1);*p_timebase_setup=c_tmb1_8hz;/初始化ioset_porta_out(0xfff0);set

12、_portb_out(bit10);set_portb_in(bit7);set_porta(0x10);set_portb(0x0000);/初始化中斷/初始化全局變量gflag = 0;/初始化人機(jī)接口設(shè)備/初始化其他外設(shè)setlmx2316();/=void setclock(unsigned int fosc,unsigned int divriteforcup) unsigned int osc,div; switch(fosc) case 24:osc=0x0000;break;case 20:osc=0x0020;break; case 32:osc=0x0040;break; case 40:osc=0x0060;break; case 49:osc=0x0080;break; switch( divriteforcup) case 1:div=0x