無線數(shù)字對講系統(tǒng)

1、目 錄目 錄II摘 要IAbstractII第1章 引言11.1無線對講機的特點及發(fā)展狀況11.2無線對講機的分類11.3無線對講機的重要指標21.4方案比較與選擇41.4.1 基于nRF401無線數(shù)字對講系統(tǒng)的設(shè)計41.4.2 基于RDS功能的對講系統(tǒng)的設(shè)計5第2章 發(fā)射模塊設(shè)計72.1 發(fā)射模塊硬件設(shè)計72.1.1聲音采集電路的設(shè)計72.1.2音頻放大器72.1.3 FM發(fā)射電路設(shè)計82.1.4 單片機控制電路的設(shè)計112.1.5 鍵盤控制電路132.1.6 射頻放大電路142.2 發(fā)射部分軟件設(shè)計152.2.1 QN8027的源程序152.2.2 鍵盤操作源程序212.2.3單片機控制Q

2、N8027的源程序242.2.4 I2C總線源程序29第3章 接收模塊設(shè)計343.1接收模塊硬件設(shè)計343.1.1 FM接收電路設(shè)計343.1.2 單片機控制電路的設(shè)計343.1.3音頻放大電路的設(shè)計353.2 接收部分軟件設(shè)計363.2.1 QN8025的源程序363.2.2 12864源程序442.2.3 單片機控制QN8025的程序512.2.4 I2C總線的源程序54第4章 對講系統(tǒng)功能實驗與調(diào)試594.1 用戶切換59 4.2 系統(tǒng)調(diào)試61結(jié) 論65參考文獻66致 謝67附 錄68摘 要無線對講機作為一種簡單的通信工具，由于它不需要中轉(zhuǎn)和地面的交換機站的支持，就可以進行移動通信。目前

3、廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、保安、野外工程等領(lǐng)域的小范圍通信工程中。無線數(shù)字對講機技術(shù)是很多無線移動通信技術(shù)的基礎(chǔ)，目前應(yīng)用廣泛的蜂窩式移動電話技術(shù)，就是在無線雙工對講機的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來的新興現(xiàn)代通信技術(shù)。很好的熟悉掌握無線對講機內(nèi)部的電路的工作原理和測試、調(diào)整技術(shù)，對今后從事通信工程領(lǐng)域的技術(shù)工作，無疑是十分重要的。本文主要講述了無線數(shù)字對講系統(tǒng)的基本原理，本系統(tǒng)主要設(shè)計一個基于RDS功能的調(diào)頻數(shù)字對講機。采用嵌入式處理器芯片STC89C52RC控制FM發(fā)射芯片QN8027實現(xiàn)立體聲的發(fā)射，通過PC機發(fā)送信息給調(diào)頻發(fā)射芯片QN8027，然后通過QN8027將信息無線發(fā)射出去供QN8025接收，并通過液

4、晶顯示屏LCD12864顯示信息，且通過4*4的矩陣鍵盤來控制發(fā)射機發(fā)射的頻率和接收機的開關(guān)機，完成語音通信。關(guān)鍵詞：調(diào)頻發(fā)射、調(diào)頻接收、用戶切換、完成語音通信Abstract Interphone is an simple communication equipment. With Wireless Interphone We can complete mobile communication service without the support of the transfer station . Wireless Interphone has been used wildly in th

5、e field of production and so on .The technology of frequency division doplex wireless interphone is the base of our modern mobile communication systems . In this thesis ,I build a model for a receiver system of a wireless interphone .And I explain how to chose the frequency of the carrier .how to ch

6、ange the frequency of the signal and how to select the way to enlarge the signal power. In my thesis , the receiver system is based on the technology of superheterodyne .There are 7 parts in this system ,they are: receiving antenna receiving band pass filter.high frequency power amplify.the first fr

7、equency mixing circuit the second frequency mixing circuit. low frequency amplify .power surce circuit The main design based on a RDS function FM transmitter system. Using the embedded processor chip STC89C52RC control FM transmitting chip QN8027 to realize the stereo transmitter, through the PC to

8、send information to the FM chip QN8027, and then the information is transmitted by QN8027 for the receiverQN8025, and display the information through the LCD12864 screen, and through the 4*4 matrix keyboard switch to control the frequency of the transmitter and the receiver.Key word: FM send、FM acce

9、pt、user change、finish voice communication第1章 引言1.1無線對講機的特點及發(fā)展狀況對講機( Tranceiver)又叫步話機(Walkie-Talkie、Two-wayradio)它作為一種便攜式無線移動通信產(chǎn)品，最早使用于第二次世界大戰(zhàn)的軍隊通信。從1948年摩托羅拉推出全球第一臺商用無線對講機， 到90年代歐、美等國家和地區(qū)相繼開放家用對講機市場，對講機已廣泛使用在公共安全、交通運輸(鐵路、機場、港口)、建筑、制造、水利、電力、林業(yè)、旅游、酒店、服務(wù)等各種領(lǐng)域。對講機一般分為專業(yè)和家用兩種類型。所謂專業(yè)對講機，是指運用在專門領(lǐng)域內(nèi)(例如公安、鐵路

10、、軍隊等)的對講機。由于應(yīng)用環(huán)境的相對惡劣，專業(yè)對講機在使用溫度范圍，頻率穩(wěn)定度，抗干擾性等電性能指標方面有更嚴格的要求，并且結(jié)構(gòu)要經(jīng)過雨水、灰塵、鹽霧、撞擊等方面的可靠性測試。它的發(fā)射功率一般為1-5w，直接傳輸距離為3-8公里。若經(jīng)過中轉(zhuǎn)臺(基站)系統(tǒng)，則可達數(shù)十公里。專業(yè)對講機的使用要經(jīng)過政府有關(guān)部門的批準國家用對講機無論指標和使用都比較寬松，它的發(fā)射功率小于0.5W屬于免執(zhí)照使用。我國也在2001年11月為家用對講機開放了409MHz的頻點資源。在對講機的使用操作中，到今天還主要使用PTT (Push To Talk)鍵，即雙向同頻單工工作方式。同頻單工的優(yōu)點是:第一、設(shè)備相對簡單。第

11、二、組網(wǎng)方便，在場強覆蓋范圍內(nèi)，本系統(tǒng)的任意兩個移動臺都可使用同一頻率通話，且第三方也能插入通話，通播和電話會議方式交易實現(xiàn)。第三、收發(fā)信機交替工作，所以不會造成發(fā)射對接收的干擾。第四、不發(fā)話時發(fā)射機不工作，功耗小。用一句話來說，對講機就是一按即通，迅速溝通。對講機通信的另一特點就是不產(chǎn)生通話費用，這也使得即使在公眾GSM. CDMA數(shù)字移動通信特別發(fā)達的今天，對講機的使用市場幾十年來仍然得到穩(wěn)定的發(fā)展。在對講機的功能和實現(xiàn)技術(shù)方面，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)、微處理器技術(shù)的應(yīng)用，對講機的性能和功能都具有了質(zhì)的進步。無線對講機己由傳統(tǒng)的點對點通信，發(fā)展到了現(xiàn)在所具有的集群通信功能。1.2無線對講機

12、的分類無線對講機技術(shù)是很多無線移動通信技術(shù)的基礎(chǔ)，目前應(yīng)用較廣泛的蜂窩式移動電話技術(shù)，就是在無線雙工對講機的基礎(chǔ)上，發(fā)展起來的新興現(xiàn)代通信技術(shù)。很好的熟悉掌握無線對講機內(nèi)部電路的工作原理和測試、調(diào)整技術(shù)，對今后從事通信工程領(lǐng)域的技術(shù)工作，無疑是十分重要的。對講機的電路形式較多，主要可按以下方式進行分類。從調(diào)制方式上可分為調(diào)幅式和調(diào)頻式對講機調(diào)幅式指用調(diào)制信號的幅度特性改變載波的幅度變化規(guī)律的調(diào)制方式。調(diào)頻式指用調(diào)制信號的頻率特性改變載波的頻率變化規(guī)律的調(diào)制方式。從通信工作方式上，單工式機和雙工式對講機可分為單工式Simplex Communication、半雙工式Half duplex Com

13、munication 和雙工式Full duplex Communication。 單工式Simplex Communication 對講機同一時間內(nèi)，只能工作在一種狀態(tài)下、即：接收或者發(fā)射狀態(tài)而不能同時處于收發(fā)狀態(tài)，單工對講機工作時，要不停的切換開關(guān)來控制收發(fā)狀態(tài)，所以使用起來不太方便。單工機根據(jù)頻率使用情況，又分為同頻單工機（或稱單頻機）和異頻單工機（或稱雙頻機、準雙工機、半雙工機）。同頻單工機是指發(fā)射和接收都工作在同一頻率上。其優(yōu)點是：僅使用一個頻率工作，它能最有效地使用頻率資源，由于是收發(fā)信機間斷工作，線路設(shè)計相對簡單、價格也較便宜。缺點是：雙方要輪流說話，即對方講完之后，我方才能講話

14、。使用起來不如打電話那樣方便、習(xí)慣。但從頻率資源的利用來講，單工機是主流機型。異頻單工機只是在有中轉(zhuǎn)臺的無線電通信系統(tǒng)中才有使用?，F(xiàn)在很多單工機既能同頻工作又能異頻工作。而雙工式Full duplex Communication 對講機，可以收發(fā)電路同時工作，使用起來如同普通電話機一樣，應(yīng)用起來比較方便，但由于雙工對講機電路復(fù)雜，造價高，耗電量大等缺點，所以應(yīng)用較少。這種發(fā)射機和接收機分別在兩個不同的頻率上（兩個頻率差有一定要求）能同時進行工作的雙工機也稱為異頻雙工機。而單工式對講機，則由于它造價低，體積小，耗電低等優(yōu)點，被大量應(yīng)用。目前市面上常見到的對講機大多屬于單工調(diào)頻式。1.3無線對講機

15、的重要指標對講機工作性能的優(yōu)劣，常用以上幾項電氣參數(shù)來表示，其指標內(nèi)容含意如下：靈敏度：接收機在接收信號時，是不是靈敏，主要是指它接收微弱的信號能力,如果接收機能在極微弱的信號下良好的工作，并能夠輸出己定功率、性能良好的解調(diào)信號，那么這部接收機就具有較高的靈敏度。反之就是靈敏度低。衡量靈敏度的單位常用場強值的毫伏或微伏為單位。因此、靈敏度是衡量接收機接收微弱信號能力的重要指標。選擇性：接收機工作時，要在眾多的信號中把有用的信號選擇出來，這種選擇信號的能力稱為接收機的信號選擇性。接收機在工作時，它所要接收的信號頻率附近，常常會同時存在很多的干擾信號。這些干擾信號有強有弱。如果接收機能在很強的干擾

16、信號情況下，選擇出自己的有用信號，那它的信號選擇性就很高。反立，如果連很弱的干擾也無法抑制掉，那它的選擇性能就很低。選擇性能的指標，一般用接收電路對通頻帶以外信號的衰減量計量單位為db。限幅靈敏度：限幅靈敏度是指，當接收機的中放的輸出信號出現(xiàn)限幅時，所需的最小輸入信號電壓值稱為限幅靈敏度。限幅靈敏度的高低，和接收機的高放、中放電路的電壓增益有直接的關(guān)系。它和靈敏度指標一樣，也是衡量接收機接收微弱信號能力的重要指標。頻率穩(wěn)定度：對講機電路中發(fā)射及接收的頻率是否穩(wěn)定，直接關(guān)系到能否正常通信。一般對講機的頻率穩(wěn)定度主要由晶體的品質(zhì)來決定，同時也受工作電壓、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度等因素的影響。頻率穩(wěn)定度的

17、高低，一般用指數(shù)來表示，指數(shù)的絕對值越大，表示穩(wěn)定度越高。調(diào)制頻偏：調(diào)制頻偏或者稱頻偏量，是指調(diào)制信號(音頻)對載波信號頻率(fo)調(diào)制后使載波的中心頻率產(chǎn)生的頻率偏移量。調(diào)制頻偏可以用相對量百分比來表示。也可以用絕對量正負值來表示。靜態(tài)工作電流：對講機的靜態(tài)工作電流，是指對講機的接收電路，在無通話的待機狀態(tài)下，所消耗的電流量。由于一般對講機都采用電池供電。靜態(tài)電流越小。對講機的待機時間就越長。靜態(tài)工作電流的高低，用電流值來表示，單位為mA。高頻輸出功率：高頻輸出功率也稱載波輸出功率。它是指發(fā)射機將高頻載波送往發(fā)射天線上的高頻發(fā)射功率。是對講機的一個重要性能指標。發(fā)射機輸出功率的大小，直接關(guān)系

18、到對講機通信距離的遠近。高頻輸出功率的大小。一般用功率瓦特來表示。輸出功率的測量，一般要用專業(yè)的高頻功率計來測量。發(fā)射機工作效率：發(fā)射機工作效率是指發(fā)射電路，將電路將所消耗的電源直流功率，轉(zhuǎn)換為高頻發(fā)射功率的效率?；蛘叻Q發(fā)射有用功率和電路實際消耗功率之比。發(fā)射機工作效率的高低，一般用百分比來表示，即：電源消耗功率比高頻輸出功率。它們的比值越小，表示能源轉(zhuǎn)換效率越高。音頻輸出功率：音頻輸出功率是指，對講機解調(diào)信號輸出的最大不失真功率值。一般測量音頻輸出功率時，均以啦叭兩端所獲得的1KHz正弦波電壓為準，當所測量的音頻信號波形沒有明顯失真時，進行測量。測量方法和一般交流功率測量一樣。1.4方案比較

19、與選擇1.4.1 基于nRF401無線數(shù)字對講系統(tǒng)的設(shè)計nRF401是Nordic公司研制的單片UHF無線收發(fā)芯片，工作在433MHz ISM（Industrial, Scientific and Medical）頻段。它采用FSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)，抗干擾能力強，并采用PLL頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性好，發(fā)射功率最大可達10dBm，接收靈敏度最大為105dBm，數(shù)據(jù)傳輸速率可達20Kbps，工作電壓在+35V之間。nRF401無線nRF401無線收發(fā)芯片所需外圍元件較少，并可直接接單片機串口。nRF401芯片內(nèi)包含有發(fā)射功率放大器（PA）、低噪聲接收放大器（LNA）、晶體振蕩器（OSC）、鎖相環(huán)（P

20、LL）、壓控振蕩器（VCO）、混頻器（MIXFR）、解調(diào)器（DEM）等電路。在接收模式中，nRF401被配置成傳統(tǒng)的外差式接收機，所接收的射頻調(diào)制的數(shù)字信號被低噪聲效大器放大，經(jīng)混頻器變換成中頻，放大、濾波后進入解調(diào)器，解調(diào)后變換成數(shù)字信號輸出（DOUT端）。在發(fā)射模式中，數(shù)字信號經(jīng)DIN端輸入，經(jīng)鎖相環(huán)和壓控振蕩器處理后進入到發(fā)射功率放大器射頻輸出。由于采用了晶體振蕩和PLL合成技木，頻率穩(wěn)定性極好；采用FSK調(diào)制和解調(diào)，抗干擾能力強。50的單端天線通過差分轉(zhuǎn)換匹配網(wǎng)絡(luò)連接到nRF401的ANT1和ANT2引腳。使用nRF401的ANT1和ANT2引腳是接收時低噪聲接收放大器LNA的輸入，以

21、及發(fā)送時發(fā)射功率放大器PA的輸出。連接nRF401的天線可以以差分方式連接到nRF401，一個50的單端天線也可以通過一個差分轉(zhuǎn)換匹配網(wǎng)絡(luò)連接到nRF401。環(huán)形天線nRF401，整個環(huán)形天線可以做在PCB上，對比傳統(tǒng)的鞭狀天線或單端天線，不僅節(jié)省空間和生產(chǎn)成本，機構(gòu)上也更穩(wěn)固可靠，圖1.1 基于nRF401無線收發(fā)設(shè)計的框圖。前置放大nRF401話筒功效單片機圖1.1 基于nRF401無線數(shù)字對講系統(tǒng)設(shè)計的框圖1.4.2 基于RDS功能的對講系統(tǒng)的設(shè)計調(diào)頻發(fā)射部分：與QN8025接收機模塊配對的是以QN8027芯片為中心的發(fā)射模塊，可以實現(xiàn)音頻和RDS的發(fā)射。單片機我們使用開發(fā)板，這樣解決了

22、我們編寫軟件時沒有硬件的問題，并且開發(fā)板每個管腳可以用跳線引出，接線方便。QN8027是一顆高性能、低能耗、全功能的立體聲調(diào)頻發(fā)射單芯片，主要適用于便攜式音頻和視頻播放器、汽車配件、手機及GPS個人導(dǎo)航設(shè)備等。QN8027集成了完整的FM發(fā)射、空臺掃描，以及天線自動調(diào)諧等功能。先進的數(shù)字架構(gòu)使變量輸入增益可編程，可選預(yù)加重，提供了精確的MPX 立體聲編碼，基于PLL的低噪聲調(diào)制以及純凈的頻譜。QN8027憑借其體積小巧，所需外部元件數(shù)量少，并且支持多個時鐘頻率，很容易被集成到多種小型低功耗便攜式應(yīng)用中。QN8027集成了穩(wěn)壓器使它可以直接連接電池，并提供高電源紋波抑制比可以更高效地抑制噪聲。具

23、有低功耗待機模式，能充分延長電池使用時間。所有管腳都有靜電保護。QN8027應(yīng)用高可靠性的CMOS制程制造。調(diào)頻接收機：在眾多的FM接收模塊中我們選擇使用QN8025芯片為中心的模塊。QN8025是一個高度數(shù)字化的低中頻芯片，允許外部信號進行調(diào)整。 接收射頻信號首先由一個低噪聲放大器，然后向下轉(zhuǎn)換為一個中間頻率傳給正交混頻器。為了改善音質(zhì)，抑制噪音，正交混頻器可被編程在高端或低端注入。每個通道使用濾波器抑制干擾信號。它還可以接收RDS信息，內(nèi)容可以通過LCD顯示。高功率32負載音頻輸出，直接耳機駁接，無需外接音頻放大，圖1.2 基于QN8027、QN8025無線收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計框圖。FM射頻放大8

24、027前置放大話筒單片機揚聲器音頻功放8025單片機圖1.2 基于QN8027、QN8025無線數(shù)字對講系統(tǒng)設(shè)計框圖綜上比較兩種方案，考慮系統(tǒng)的便攜性，效率以及成本問題nRF401雖然可以符合設(shè)計要求，所需外圍較少，可直接與串口相接，但是QN8025開發(fā)板每個管腳可以用跳線引出，接線方便,QN8027應(yīng)用高可靠性的CMOS制程制造,更加適合本設(shè)計的要求，因此采用方案二來實現(xiàn)這個系統(tǒng)。第2章 發(fā)射模塊設(shè)計2.1 發(fā)射模塊硬件設(shè)計2.1.1聲音采集電路的設(shè)計在語音目標探測識別系統(tǒng)中，從語音信號探測識別的硬件部分出發(fā)，它主要依靠語音傳感器對語音進行感應(yīng)、采集、處理、提取特征及識別。在語音測量和評價中

25、所使用的傳感器稱為傳聲器，俗稱話筒或麥克風(fēng)（Microphone）它能接受聲波并將其轉(zhuǎn)化為特定的電信號及其他的后續(xù)處理電路，可以用于語音測量、語音通信、錄音、廣播等等場合。語音傳感器的種類很多，可以根據(jù)換能原理、聲場作用方式、電信號傳輸方式、指向性以及用途來分類。語音傳感器的輸出形式有源極輸出接法和漏極輸出接法，如圖2.1所示。（A）源極輸出接法 （B）漏極輸出接法圖2.1 語音傳感器的輸出形式 2.1.2音頻放大器語音信號放大器主要負責(zé)把語音傳感器輸出的弱信號進行盡可能地?zé)o失真地放大，達到A/D轉(zhuǎn)換器所要求的值，為了盡可能少地引入放大器本身的噪聲，這里選用了低噪聲運放CPAMP作為放大器件。

26、首先確定所需的放大倍數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)得到在聲波信號最強時駐極體聲傳感器輸出的最大幅值約為8mv，由于后面A/D轉(zhuǎn)換器的參考電壓為4.096v，所以最后確定最大放大倍數(shù)： 采用兩級放大，第一級50倍，第二級10倍，為了能適應(yīng)各種不同的環(huán)境場合，對放大器的增益設(shè)計成在一定范圍內(nèi)可調(diào)，這里選為50500倍，電路如圖4.2所示，通過調(diào)節(jié)R5就能改變其增益。圖2.2 聲音前置放大電路圖2.1.3 FM發(fā)射電路設(shè)計QN8027是一個高性能、低能耗、全功能的立體聲調(diào)頻發(fā)射單芯片，主要適用于便攜式音頻和視頻播放器、汽車配件、手機及GPS個人導(dǎo)航設(shè)備等。QN8027集成了完整的FM發(fā)射、空臺掃描，以及天線自動調(diào)

27、諧等功能。QN8027憑借其體積小巧，所需外部元件數(shù)量少，并且支持多個時鐘頻率，很容易被集成到多種小型低功耗便攜式應(yīng)用中。QN8027集成了穩(wěn)壓器使它可以直接連接電池，并提供高電源紋波抑制比可以更高效地抑制噪聲。具有低功耗待機模式，能充分延長電池使用時間。所有管腳都有靜電保護。QN8027應(yīng)用高可靠性的CMOS制程制造。QN8027共有10個管腳， ANT管腳接天線的連接電路，L_LN和R_LN分別接左、右音頻接入電路，音頻信號經(jīng)過放大、預(yù)加重等處理，變成可以發(fā)射的信號，VCC接電源電路，GND接地，DATA與CLK管腳與微控制器芯片管腳相連，接收I2C串行總線傳送的數(shù)據(jù)和時鐘信號。在QN80

28、27芯片中，有19個可供用戶使用的控制寄存器，每個寄存器都有其特有的功能，其中寄存器CID1、CID2和STATUS是只可以讀取信息的寄存器，而其他寄存器只可寫入。下面是控制寄存器的基本介紹：表一：用戶寄存器概述寄存器名稱控制功能00hSYSTEM設(shè)置設(shè)備模式, 復(fù)位01hCH1頻道檢索低8字節(jié)02hGPLT音頻控制, 導(dǎo)航頻率偏差增益 03hREG-XTLXCLK 引腳控制04hREG-VGATX 模式輸入阻抗, 晶振頻率設(shè)置05hCID1設(shè)備 ID 序號06hCID2設(shè)備ID序號07hSTATUS設(shè)備狀態(tài)指標08hRDSD0RDS 數(shù)據(jù)字節(jié) 009hRDSD1RDS數(shù)據(jù)字節(jié)10AhRDSD

29、2RDS數(shù)據(jù)字節(jié)20BhRDSD3RDS數(shù)據(jù)字節(jié)30ChRDSD4RDS數(shù)據(jù)字節(jié)40DhRDSD5RDS數(shù)據(jù)字節(jié)50EhRDSD6RDS數(shù)據(jù)字節(jié)60FhRDSD7RDS數(shù)據(jù)字節(jié)710hPACPA 輸出功率控制11hFDEV指定所有 TX 頻率偏差12hRDS指定RDS 頻率偏差, RDS 模式選擇其中寄存器SYSTEM的第2位用來作為RDS發(fā)射準備信號，而第0和第1位作為頻道檢索的高2位，其頻道的頻率設(shè)置為（76+CH*0.05）MHZ。寄存器RDS0-RDS7是芯片的RDS的數(shù)據(jù)字節(jié)，用來傳送數(shù)據(jù)。QN8027主要特性如下：1.支持全球FM波段發(fā)射2.76MHz108MHz全波段調(diào)，步長50

30、/100/200kHz3.50/75µs 預(yù)加重4.易于集成，小封裝 3 x 3 x 0.95mm MSOP10，僅需要兩個外部元件5.天線自動調(diào)諧，GPS和手機通訊頻段的低雜散6.對 TDMA (GSM/GPRS)突發(fā)噪音的強抗干擾性能，支持多種晶振頻率， I2C及3線控制接口，低功耗，7.0 mA FCC 輸出電平7.集成了穩(wěn)壓器，可直連電池，省電IDLE和待機模式，高性能 FM 發(fā)射機 (FMT)8. 65dB 立體聲信噪比, 0.04% THD，最大119 dB Vp RF 輸出電平，34dB 調(diào)節(jié)范圍9. 自動輸入音頻傳感，60秒內(nèi)沒有音頻輸入，PA自動關(guān)斷，支持

31、美國和歐洲的數(shù)據(jù)服務(wù)：包括TMC（交通信息頻道）圖2.3 QN8027內(nèi)部FM圖2.1.4 單片機控制電路的設(shè)計單片微型計算機簡稱單片機，是一種典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母縮寫MCU表示，它不是完成某一邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成在一個芯片上。單片機作為計算機發(fā)展的一個重要分支領(lǐng)域，已經(jīng)滲透到我們生活的各個方面，電話、手機、計算器、電子玩具、家用電器、掌上電腦以及鼠標等電子產(chǎn)品中都含有單片機。單片機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，容易實現(xiàn)模塊化；可靠性高，可工作到106 107小時無故障；處理功能較強，速度快；低電壓，低功耗；控制功能強，

32、環(huán)境適應(yīng)能力強。MC51單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、時鐘電路、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示。圖2.4是STC89C52控制QN8027電路。驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)圖如圖2.4所示。本系統(tǒng)中采用從MC51單片機發(fā)展起來的STC89C52型號單片機，是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，其最高頻率時鐘為80 MHz, Fl

33、ash存儲器為8 KB, RAM為512 bit, E2PROM為2 KB, 可反復(fù)擦寫編程。時鐘電路和復(fù)位電路都經(jīng)過特殊處理，12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可以任意選擇。STC89C52RC型號單片機擁有40個管腳，P0端口（P0.0P0.7，3932引腳）是一個漏極開路的8位雙向輸入/輸出端口，作為輸出端口，每個引腳能驅(qū)動8個TTL負載，對端口P0寫入“1”時，可以作為高阻抗輸入，在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線，此時，P0口內(nèi)部上拉電阻有效。 P1端口（P1.0P1.7，18引腳）、P2端口（P2.0P2.7，2128引腳）和P3端口（P

34、3.0P3.7，1017引腳）都是帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1、P2、P3端口的輸出緩沖器可以驅(qū)動4個TTL輸入，對端口寫入“1”時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口，當作為輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。此外，P3.0和P3.1還可以分別作為串行輸入口和串行輸出口，P3.6和P3.7端口還可以分別作為外部數(shù)據(jù)存儲器的寫和讀選通。STC89C52內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端，時鐘可以由內(nèi)部振蕩方式或外部振蕩方式產(chǎn)生，內(nèi)部振蕩方式有XTAL1和XTAL

35、2外接諧振電路，構(gòu)成內(nèi)部振蕩方式的自激振蕩器，并能產(chǎn)生時鐘脈沖；外部振蕩方式是把外部的時鐘信號引入單片機，外部振蕩信號由XTAL1端引入，而XTAL2端懸浮，這種方式常用于多片單片機系統(tǒng)，以時相互的時鐘信號保持同步。RST引腳是復(fù)位信號的輸入端，復(fù)位信號是高電平有效，其有效時間應(yīng)持續(xù)24個振蕩周期(即二個機器周期)以上。在STC89C52RC片內(nèi)存儲器中，0000H-1FFFH  共8K單元用來作為程序存儲器，80HFFH共128個單元位特殊功能寄存器（SFR），并非所有的地址都被定義，從80HFFH共128個字節(jié)只有一部分被定義，還有相當一部分沒有定義，對沒有定義的單元讀寫將是無效

36、的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫入的數(shù)據(jù)也將丟失。00H-7FH共128個字節(jié)包括工作寄存器組0、工作寄存器組1、工作寄存器組2、工作寄存器組3、可位尋址區(qū)和用戶RAM堆棧區(qū)，用來存放運算結(jié)果和其他數(shù)據(jù)。STC89C52主要特性如下： 1、增強型8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051，6時鐘/機器周期和12時鐘/機器周期可以任意選擇， 2、工作電壓：5.5V3.3V（5V單片機）/3.8V2.0V（3V單片機） 3、工作頻率范圍：040MHz，相當于普通8051的080MHz，實際工作頻率可達 48MHz 4、用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié) 5、集成了512字節(jié)RAM 6、通用I/O口（32個

37、），復(fù)位后為：P0、P1、P2、P3是準雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻。 7、ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片 8、具有EEPROM功能 9、具有看門狗功能 10、共3個16位定時器/計數(shù)器。即定時器T0、T1、T2 11、外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 12、通用異步串行口（UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART 13

38、、工作溫度范圍：-40+85（工業(yè)級）/075（商業(yè)級） 14、PDIP（ Plastic Dual In-Line Package）塑料雙列直插式封裝STC89C52RC單片機的工作模式：掉電模式：典型功耗<0.1A,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序。空閑模式：典型功耗2mA。正常工作模式：典型功耗4mA7mA。圖2.4 STC89C52控制QN8027電路2.1.5 鍵盤控制電路 鍵盤電路與STC89C52RC單片機的P0（）口管腳相連（如圖2.5），構(gòu)成4*4的矩陣鍵盤，它由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上，1個4*4的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成1個16個按鍵

39、的鍵盤。而當有按鍵按下時，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線的電平?jīng)Q定。列線的電平如果為低，則行線電平為低；列線的電平如果為高，則行線的電平亦為高。本系統(tǒng)采用的是LCD12864型號的液晶顯示屏，LCD12864型號的液晶顯示屏是一種具有2線或3線串行、4位/8位并行多種接口方式，內(nèi)部包含國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊，其顯示的分辨率為128×64, 內(nèi)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(gòu)成全中文人機交互圖形界面。此液晶顯示屏可以顯示8×4行16×16點陣的漢字。

40、同時也可完成圖形顯示，與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不僅硬件電路結(jié)構(gòu)或程序顯示簡潔，而且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊USB轉(zhuǎn)串口電路是計算機與單片機相連接的電路，通過USB轉(zhuǎn)串口電路，計算機可以發(fā)送數(shù)據(jù)給單片機，達到數(shù)據(jù)傳送的目的。圖2.5鍵盤電路與STC89C52RC單片機構(gòu)成的矩陣鍵盤2.1.6 射頻放大電路RA30H4047M是30-watt RF MOSFET放大器在12.5-volt操作400-范圍470-MHz移動無線電模塊.電池可以直接連接到漏增強型MOSFET晶體管.沒有門電壓(VGG到只有一小漏電流流動=0V),瀝干的RF輸入信號衰減到60 dB.隨著柵極

41、電壓的增加,輸出功率和漏電流隨著周圍4V（最?。〇艠O電壓輸出功率和大幅消耗電流增加.額定輸出功率可用4.5V（典型值）和5V（最高）.在VGG=5V,典型門電流的是1 mA.非線性FM調(diào)制模塊設(shè)計,但也可以通過設(shè)置靜態(tài)漏電流與柵極電壓和控制輸出功率與輸入功率線性調(diào)制.特點 Enhancemen模式MOSFET晶體管(IDD0 VDD=12.5V, VGG=0V) Pout>30W,T>40% VDD=12.5V, VGG=5V, Pin=50mW寬帶頻率范圍：400-470MHz低功耗控制電流 IGG=1mA (typ)在VGG=5V模塊尺寸：66 x 21 x 9.88 mm線性

42、操作可以通過設(shè)置靜態(tài)漏電流與柵極電壓和輸出功率控制與輸入功率圖2.6是FM射頻放大電路圖2.6是FM射頻放大電路2.2 發(fā)射部分軟件設(shè)計2.2.1 QN8027的源程序/*QN8027.h*/#ifndef _QN8027_H_#ifndef _QN8027_H_#include <stdio.h>#include "string.h"#define uint unsigned int#define uchar unsigned char/*一級指令*/#define clear 0#define turn_on 1#define turn_off 2#defi

43、ne action_on3 #define action_off 4#define send_rds5#define change_fm6/*從機開關(guān)二級指令*/#define area11#define area22#define area33#define area44#define area55#define area66#define area77#define area88#define area99#define area_all10#define area_single11/*從機動作二級指令*/#define show_time07#define ding_shi6#defin

44、e yu_cun5#define man_set4#define feng_mq3#define ji_dq2#define zhi_sd1uchar COM;uchar DATA;bit com_flag=0; /命令標志位bit get_over=0; /字符接收結(jié)束標志位uchar getc; /字符臨時緩沖變量uchar uart_count=0;/串口接收字符個數(shù)統(tǒng)計變量uchar idata buffer35=1,2,3,4,'0' /串口數(shù)據(jù)緩存數(shù)組uint open_area=0;/記錄打開的區(qū)；/定義操作QN_8027數(shù)據(jù)區(qū)unsigned char idat

45、a QN8027_Send9;unsigned char idata QN8027_Read9; void QN8027_delay(unsigned int count);void QN8027_Init(void);void QN8027_Write_Freq(unsigned int Frequnt);void power(unsigned int del);void RDS_init();void check(void);void wr_RDS(uchar *p );void wr_RDS_date(uchar *p);void send_rds_data(uchar adr,ucha

46、r *p);void send_com(uchar com_0,uchar com_1,uchar device);#endif/*函數(shù)功能：定義軟件延時函數(shù)名：QN8027_delay入口參數(shù)：count出口參數(shù)：無*/void QN8027_delay(unsigned int count)unsigned int i,j;for(i=count; i>0; i-)for(j=111; j>0; j-);/*函數(shù)功能：初始化QN8027模塊函數(shù)名：QN8027_Init入口參數(shù)：無出口參數(shù)：無*/void QN8027_Init(void) QN8027_Send0x00 =

47、0x00; QN8027_Send0x01 = 0x81; I2C_Data_Write(0x58, &QN8027_Send0, 2); QN8027_delay(500); QN8027_Send0x00 = 0x03; QN8027_Send0x01 = 0x20; /xt1,xt2 QN8027_Send0x02 = 0x29; I2C_Data_Write(0x58, &QN8027_Send0, 3); QN8027_Send0x00 = 0x00; QN8027_Send0x01 = 0x41; I2C_Data_Write(0x58, &QN8027_S

48、end0, 2); QN8027_Send0x00 = 0x00; QN8027_Send0x01 = 0x41; I2C_Data_Write(0x58, &QN8027_Send0, 2); QN8027_delay(500);/*QN8027_Send0x00 = 0x18; QN8027_Send0x01 = 0xE4; I2C_Data_Write(0x58, &QN8027_Send0, 2); QN8027_Send0x00 = 0x1B; QN8027_Send0x01 = 0xF0; I2C_Data_Write(0x58, &QN8027_Send0

49、, 2);*/ QN8027_Send0x00 = 0x01; QN8027_Send0x01 = 0x1c; QN8027_Send0x02 = 0xB9; I2C_Data_Write(0x58, &QN8027_Send0, 3); QN8027_delay(300); QN8027_Send0x00 = 0x00; QN8027_Send0x01 = 0x22; I2C_Data_Write(0x58, &QN8027_Send0, 2);/*函數(shù)功能：向QN8027模塊寫入一個頻率，手動設(shè)置頻率函數(shù)名：QN8027_Write_Freq入口參數(shù)：Frequnt 需要寫

50、入的頻率出口參數(shù)：無*/void QN8027_Write_Freq(unsigned int Frequnt) QN8027_Send0x00 = 0x00; QN8027_Send0x02 = (Frequnt - 7600)/5; QN8027_Send0x01 = (Frequnt - 7600)/5 >> 8)|0x20; I2C_Data_Write(0x58, &QN8027_Send0, 3);void power(unsigned int del)uchar temp;I2C_selset_Read(0x58,0x10,&temp,1); QN80

51、27_Send0x00 = 0x1b; QN8027_Send0x01 = temp&0x80|(127-del*8);/wr_int(0,3,QN8027_Send0x01); I2C_Data_Write(0x58, &QN8027_Send0, 2);Delay_1ms(1);I2C_selset_Read(0x58,0x00,&temp,1);QN8027_Send0x00 = 0x00; QN8027_Send0x01 = temp&0xdf; /1101 1111 I2C_Data_Write(0x58, &QN8027_Send0, 2);Delay_1ms(1);QN8027_Send0x00 = 0x00; QN8027_Send0x01 = temp|0x20; /0010 0000 I2C_Data_Write(0x58, &QN8027_Send0, 2);wr_string(2,2,"功率");wr_string(5,2,"級");wr_int2(4,2,15-del);void RDS_init() QN8027_Send0x00 = 0x12; /RDS 1110 0100 35khz QN8027_Se