集成FM無線廣播功能的兩用USB聲卡的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、集成FM無線廣播功能的兩用USB聲卡的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要針對(duì)電腦主板集成聲卡無法實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量音頻信號(hào)的輸出與錄入及聲卡功能單一的情況，利用外置USB聲卡實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)音頻信號(hào)輸出與錄入，并通過在USB聲卡上集成FM立體聲無線廣播功能，從而實(shí)現(xiàn)小范圍的廣播與音樂分享，達(dá)到一卡多用的目的。本課題采用德州儀器公司的PCM2912編解碼芯片和BH1417F芯片實(shí)現(xiàn)USB音頻信號(hào)的采集和立體聲調(diào)頻廣播功能，并通過單片機(jī)配合1602液晶顯示器實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射頻率及工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示。該系統(tǒng)具有多頻段立體聲廣播、高保真音頻輸出、攜帶靈活方便、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：USB聲卡 BH1417F 音頻 音質(zhì)THE DESIGN

2、AND IMPLEMENTATION OF A MULTI-PURPOSE USB SUOND CARD WHICH INTEGRATION FM RADIO FUNCTIONABSTRACTFor the existing situation of the motherboard integrated sound card cant achieve the high quality audio signal of the input and output，I use the external USB sound card to make it come true, and we can re

3、alize the broadcasting and sharing music on a small scale area by integrating FM radio on the USB sound card. Texas Instruments Companys PCM2912 codec chip and BH1417F chip is used in this issue, because they can realize the collection of USB audio signal and the function of FM stereo broadcasting,

4、also, the real time display of emission frequency and operating mode can be realize by coordinating the single chip computer and 1602LCD. This system has many advantages, like multi band stereo broadcast、output of high fidelity audio、easy to carry、high reliability and so on.Keywords: USB sound card

5、BH1417F Audio Tone quality目錄第一章 緒論11.1 本課題的提出及意義11.2 聲卡的研究現(xiàn)狀11.3 本課題的研究?jī)?nèi)容1第二章 聲卡硬件電路的設(shè)計(jì)22.1 USB聲卡的設(shè)計(jì)要求及硬件框圖22.2 音頻編解碼模塊的設(shè)計(jì)與制作32.2.1 編解碼模塊工作原理32.2.2 元器件的選型42.2.3 PCB板的設(shè)計(jì)與制作52.4 無線發(fā)射模塊的其設(shè)計(jì)與制作72.4.1 BH1417F芯片的原理72.4.2 FM發(fā)射電路設(shè)計(jì)82.4.3 PCB板的設(shè)計(jì)與制作92.5 單片機(jī)液晶顯示模塊的設(shè)計(jì)與制作112.5.1 功能及其原理112.5.2 功能實(shí)現(xiàn)原理圖112.5.3 PCB

6、板的設(shè)計(jì)與制作12第三章 聲卡軟件的設(shè)計(jì)133.1 系統(tǒng)流程圖133.2 功能及原理13第四章 聲卡的綜合調(diào)試14第五章 總結(jié)15致謝17參考文獻(xiàn)18附錄119第一章 緒論1.1 本課題的提出及意義目前的計(jì)算機(jī)內(nèi)部的集成聲卡一般集成在主板上，位于主板的高速數(shù)字電路的環(huán)繞中， 會(huì)受到強(qiáng)烈的高頻干擾，從而導(dǎo)致聲卡的音質(zhì)普遍不佳。本課題的研究的USB聲卡，通過外接于機(jī)箱外或筆記本外的USB接口，不僅電磁環(huán)境優(yōu)越，還可以跟據(jù)需要選擇優(yōu)質(zhì)的解碼芯片，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的音頻信號(hào)輸入或輸出。其次，為解決目前外接聲卡功能單一的情況，在USB聲卡上集成FM無線廣播功能，可隨時(shí)切換到FM廣播模式，可通過帶FM功能的

7、手機(jī)或耳機(jī)收聽，從而實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的廣播或音樂共享。1.2 聲卡的研究現(xiàn)狀1996年，以英特爾為首的五個(gè)PC廠商英特爾、創(chuàng)新、NS、德州儀器與雅馬哈共同提出了Audio Codec 97（簡(jiǎn)稱AC97）的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。目前市面上幾乎幾有的聲卡都支持AC97標(biāo)準(zhǔn)。AC97雖然各方面的技術(shù)都很完善，但是AC97是為節(jié)省成本而制定的。長(zhǎng)期以來AC97音頻芯片都是集成在主板上，幾乎可以視為是主板廠商免費(fèi)附送的，而正是由于主板廠商不能從音頻芯片上獲利，因此也不重視，基本沒有更新技術(shù)。而對(duì)音質(zhì)影響更大的則是由于主板CODEC芯片周圍電子元件的用料、走線和復(fù)雜的電磁環(huán)境。目前市場(chǎng)上也有不少外置獨(dú)立聲卡，但卡功能

8、都比較單一。因此，就有了以下本課題的研究。1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容通過USB總線傳輸音頻數(shù)據(jù)，把電腦主板上音頻編解碼的工作轉(zhuǎn)移到USB總線上，通過外置USB編解碼芯片，使編解碼芯片得以脫離電腦主板復(fù)雜的布線及電磁環(huán)境，減少對(duì)模擬音頻輸出信號(hào)的干擾。此外，在外置USB解碼模塊電路板的設(shè)計(jì)上，通過數(shù)模電路分離及數(shù)模單獨(dú)屏蔽，達(dá)到減少數(shù)字電路對(duì)模擬電路的干擾和抑制天線效應(yīng)的目的，進(jìn)一步提高音頻質(zhì)量。另外在聲卡上集成FM無線發(fā)射功能。音頻解碼芯片解碼后得到的音頻信號(hào)可通過耳機(jī)輸出，也可同時(shí)輸出給BH1417F無線發(fā)射芯片，利用BH1417的鎖相環(huán)調(diào)頻立體聲發(fā)射功能，不僅能穩(wěn)定地輸出無線音頻，還可以調(diào)節(jié)

9、廣播頻率，實(shí)現(xiàn)小范圍的廣播或音樂分享，做到一卡多用。第二章 聲卡硬件電路的設(shè)計(jì)2.1 USB聲卡的設(shè)計(jì)要求及硬件框圖設(shè)計(jì)要求：（1）符合USB設(shè)備的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議以及USB音頻類設(shè)備的特殊定義、規(guī)范、協(xié)議。符合微軟推薦的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，即只需有windows自帶的USB音頻設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序USBAudio即可正常工作，可實(shí)現(xiàn)在不同的電腦即插即用；（2）具備音頻輸出和錄音功能，可直接接耳機(jī)使用，也可接麥克風(fēng)進(jìn)行錄音；（3）輸出功率能推動(dòng)市面上主流的16歐姆電阻的耳機(jī)及32歐姆的高阻抗耳機(jī)；（4）具備FM立體聲無線調(diào)頻廣播功能，并且有線和無線模式可隨意切換；（6）具備1602液晶顯示器，可實(shí)時(shí)顯示無線

10、廣播的頻率及工作狀態(tài)；下圖為本次設(shè)計(jì)的USB聲卡的硬件框圖：圖2.1 硬件框圖2.2 音頻編解碼模塊的設(shè)計(jì)與制作2.2.1 編解碼模塊工作原理PCM2912是由德州儀器設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一款USB接口音頻編解碼芯片，該芯片內(nèi)部不但集成了可增益立體聲耳機(jī)放大器，還集成了具有低噪聲輸入可編程增益的麥克風(fēng)放大器，其中DAC輸出信號(hào)增益范圍為0 dB到-76 dB，錄音ADC輸入信號(hào)增益范圍為-12 dB到30dB。這就使得外圍電路省掉了由運(yùn)算放大器構(gòu)成的低通濾波放大電路，可做到在實(shí)現(xiàn)更多功能的情況下把模塊做得更小。右圖為PCM2912的外形及引腳定義圖：圖2.2 PCM2912外形及引腳定義它具有以下特性：

11、（1）采用集成化USB接口設(shè)計(jì)，符合全速USB2.0規(guī)范及微軟推薦的USB拓展設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，完全支持Windows操作系統(tǒng)的即插即用功能；（2）集成了可增益立體聲耳機(jī)放大器和具有低噪聲輸入可編程增益的麥克風(fēng)放大器，支持回放和錄音功能；（3）獨(dú)立的USB數(shù)據(jù)時(shí)鐘發(fā)生器，支持系統(tǒng)（外部）時(shí)鐘輸入；（4）基于Windows操作系統(tǒng)的聲音控制功能，可直接由windows音頻管理器控制聲音的回放、錄音及聲音大?。唬?）可驅(qū)動(dòng)32歐姆高阻抗耳機(jī)。下圖為PCM2912編解碼模塊的工作原理圖。圖2.3 PCM2912編解碼模塊工作原理圖左邊USB接口用于連接電腦端USB總線，USB接口有4根線，外邊兩根為電源

12、線和中間兩根為信號(hào)線。本模塊采用USB2.0標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，理論傳輸速度可以達(dá)到480Mbps?？梢詽M足無損音樂解碼所需的帶寬。上圖中接31引腳所接D2為編碼狀態(tài)指示燈和32引腳的D1為解碼狀態(tài)標(biāo)志燈。當(dāng)芯片工作在解碼狀態(tài)時(shí)，D1指示燈亮；當(dāng)芯片工作在編碼狀態(tài)時(shí)，D2指示燈亮。芯片的第17引腳為話筒的偏置電壓端（約為0. 75V），對(duì)于駐極體話筒，需要通過該引腳接一電阻為其提供偏置電壓，對(duì)于動(dòng)圈式話筒，則不需要使用該引腳。考慮到目前應(yīng)用最廣泛的麥克風(fēng)為駐極體話筒，所以本次設(shè)計(jì)為17引腳外接了電阻，為駐極體麥克風(fēng)提供了偏置電壓。2.2.2 元器件的選型由于PCM2912芯片的體積非常小，其封裝形式為貼

13、片封裝，大小約為7mm*7mm。另外由于我們希望模塊盡量小，以便搭配筆記本使用時(shí)可以方便隨身攜帶，因此本次選用元器件要求在滿足性能的基礎(chǔ)上盡量選用小尺寸元件?；谝陨弦?，除了個(gè)別特殊要求，本次盡可能地選用了0603封裝的貼片元器件。另外，電路設(shè)計(jì)中有幾種器件的選擇要作特別考慮：編解碼指示燈采用紅綠二極管各一個(gè)。綠色二極管為解碼指示燈，紅色二極管為編碼指示燈。電路中C6和C16兩個(gè)輸出藕合電容對(duì)輸出模擬信號(hào)的穩(wěn)定性起著關(guān)鍵作用，而且其要求容量及穩(wěn)定性要求較高。因此這里選用的是220uF的鉭電解電容，以保證輸出的音質(zhì)。USB電源端與芯片電源端之間串入了一個(gè)磁珠用于濾波。這里選用磁珠是因?yàn)榇胖闉V波

14、的效果比一般的電感要好。電感的感抗由電感量和信號(hào)的頻率決定，為了讓電感能夠在較寬頻率范圍起到濾波作用，需要很大的電感量，由此帶來的問題是電感的體積也會(huì)很大，但磁珠卻能克服這個(gè)問題，它不但體積小，而且在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)能保持較高的阻抗，非常適合本模塊的需求。所以，這里選用了1uH的磁珠。最后，考慮到開關(guān)、耳機(jī)、麥克風(fēng)及USB接口經(jīng)常需要插拔或按動(dòng)，為了使焊接更加牢固，這里選用了直插形式的封裝。2.2.3 PCB板的設(shè)計(jì)與制作（1）原理圖繪制：本次PCB板的制作使用的是Altium Designer軟件。關(guān)于編解碼模塊工作原理圖請(qǐng)見圖2.3。為了適應(yīng)手工焊接，本次所畫的PCB封裝相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)封裝作

15、了部分調(diào)整，主要是把焊盤長(zhǎng)度的值調(diào)大了。（2）布線：在布線開始之前先對(duì)布線規(guī)則進(jìn)行設(shè)定非常重要，本次PCB的線間距離設(shè)定為10mil，電源線寬18mil，其它線寬為12mil。雖然本次設(shè)計(jì)的整個(gè)模塊電路規(guī)模不大，但是輸出音頻信號(hào)的電路如果稍不注意，很可能會(huì)引入噪聲、因此設(shè)計(jì)電路板時(shí)，必須嚴(yán)格遵循PCB電路板設(shè)計(jì)的基本原則。（3）敏感音頻電路設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)及注意事項(xiàng)數(shù)模電路分離：我們知道數(shù)字電路的信號(hào)傳輸是以高低電平來表示1、0這些信號(hào)的，它只有兩個(gè)值，不是1就是0，因此，只要數(shù)字電路不受到巨大的干擾，傳輸?shù)男盘?hào)是不會(huì)改變的。而模擬信號(hào)是一個(gè)連續(xù)的信號(hào)，即使只是受到微小的干擾，它的值就會(huì)發(fā)生變化，變

16、化的大小則視受干擾的程度不同而不同。更重要的是在編解碼電路中，數(shù)字信號(hào)由于快速變化會(huì)對(duì)模擬信號(hào)產(chǎn)生干擾，它相對(duì)于模擬信號(hào)而言是一種干擾源。因此在設(shè)計(jì)中要盡可能地減少數(shù)模之間的干擾。本次為了減少數(shù)模干擾，采用了數(shù)模電路分離布局的方法。把模擬電路與數(shù)字電路兩種電路分開放置，模擬電路在專門劃分的模擬區(qū)內(nèi)布線，數(shù)字信號(hào)在專門劃分的數(shù)字區(qū)內(nèi)布線。采用這種隔離方置的方法，使得數(shù)字信號(hào)的回路不會(huì)經(jīng)過模擬信號(hào)區(qū)，從而減少對(duì)模擬電路的干擾。如右圖，數(shù)字電路相關(guān)的元器元器件及線路布局在左邊，而模擬電路相關(guān)的元器件及線路則布局在右邊，如此布局可大副減少數(shù)模干擾。圖2.4 數(shù)模分離示意圖數(shù)字地模擬地分割橋接：想要抑制

17、數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬信號(hào)的干擾，在PCB設(shè)計(jì)中要嚴(yán)格遵守的兩個(gè)基本原則：第一個(gè)是盡量減小電流的環(huán)路面積，以使信號(hào)能夠通過盡可能小的環(huán)路返回，不至于形成一個(gè)環(huán)狀天線，即我們通常所說的天線效應(yīng)。第二個(gè)原則是系統(tǒng)只采用一個(gè)參考面，即電路板中只保留一個(gè)地平面。如上圖，把數(shù)字電路和模擬電路的地分割開，然后再進(jìn)行橋接，這樣無論在數(shù)字電路區(qū)還是在模擬電路區(qū)，地平面都能夠提供一個(gè)最短的電流回流路徑，這樣做不但使電流環(huán)路的面積減小了，有效防止天線效應(yīng)的產(chǎn)生，還能避免數(shù)字地中流過的電流對(duì)模擬電路產(chǎn)生干擾。（4）PCB板完成圖圖2.5 編解碼模塊PCB板正反面圖右圖為PCB板設(shè)計(jì)完成后的正反面圖片，PCB板大小為：長(zhǎng)5c

18、m寬3cm：（5）實(shí)物經(jīng)過打樣，然后焊接得到實(shí)物。由于焊接過程比較簡(jiǎn)單，此處不再詳述。右圖為焊接完成后的實(shí)物圖。其大小約為：長(zhǎng)7cm寬3cm，比普通U盤稍大。圖2.6 USB編解碼模塊實(shí)物2.4 無線發(fā)射模塊的其設(shè)計(jì)與制作2.4.1 BH1417F芯片的原理BH1417F是一款集立體聲FM、頻率合成和RF放大器等功能于一體的大規(guī)模專用調(diào)頻發(fā)射集成電路。它工作于87-108MHz頻段，與簡(jiǎn)單的外圍電路配合使用，可發(fā)射FM無線音頻信號(hào)，配合普通的調(diào)頻立體聲接收機(jī)就可實(shí)現(xiàn)無線調(diào)頻立體聲傳輸。BH1417F芯片由5部分組成：音頻預(yù)處理電路；基頻產(chǎn)生電路；鎖相環(huán)電路；頻率設(shè)定電路；調(diào)頻發(fā)射電路。右圖為B

19、H1417F芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖：圖2.7 BH1417F芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖BH1417F具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）將預(yù)加重電路、限幅電路、低通濾波電路一體化，音頻信號(hào)的質(zhì)量比分立元件的電路有很大改進(jìn)；（2）采用鎖相環(huán)鎖頻，發(fā)射的頻率非常穩(wěn)定；（3）采用4路高低電平進(jìn)行頻率設(shè)定，可設(shè)定14個(gè)頻點(diǎn)，不但適用范圍廣，而且使用非常方便。BH1417F芯片通過調(diào)節(jié)D0、D1、D2、D3引腳的高低電平改變發(fā)射頻率，在87-108MHz調(diào)頻廣播頻段中，共有14種頻段可以選擇。頻段分為低段和高段，每部分可以設(shè)置7個(gè)頻點(diǎn)，由于不同頻段的硬件電路參數(shù)有所差別 ，因此一般的電路設(shè)計(jì)中只能從兩個(gè)頻段中二選一。本設(shè)計(jì)

20、選用的是高頻段。下表為D0、D1、D2、D3引腳電平狀態(tài)與各頻點(diǎn)的對(duì)應(yīng)表：表2.1 頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)表序號(hào)D0D1D2D3頻率1LLLL87.7 MHz2HLLL87.9 MHz3LHLL88.1 MHz4HHLL88.3 MHz5LLHL88.5 MHz6HLHL88.7 MHz7LHHL88.9 MHz-HHHL停振8LLLH106.7 MHz9HLLH106.9 MHz10LHLH107.1 MHz11HHLH107.3 MHz12LLHH107.5 MHz13HLHH107.7 MHz14LHHH107.9 MHz-HHHH停振2.4.2 FM發(fā)射電路設(shè)計(jì)下圖為FM發(fā)射電路原理圖。圖2.8 F

21、M發(fā)射電路原理圖立體聲信號(hào)的右聲道通過1引腳輸入，左聲道通過22引腳輸入。第2，3，20，21這四個(gè)引腳與外部的電容結(jié)合，對(duì)立體聲信號(hào)起到低通濾波、預(yù)加重和調(diào)制的作用，調(diào)制后的復(fù)合信號(hào)通過第5引腳輸出。第15，16，17，18引腳通過調(diào)節(jié)電平高低用于控制頻率。輸出后的信號(hào)可以根據(jù)需要直接接到發(fā)射天線上進(jìn)行發(fā)射，或者輸入到射頻功率放大器進(jìn)行放大后發(fā)射，射頻功率越大，發(fā)射距離越遠(yuǎn)。2.4.3 PCB板的設(shè)計(jì)與制作本次FM無線發(fā)射模塊同樣采用貼片元器件制作。但與編解碼模塊不同的是，由于BH1417F芯片的封裝體積比起PCM2912芯片更大，因此決定無線模塊上的電阻電容都采用體積比0603封裝稍大的0

22、805封裝形式，并增大其貼片焊盤的長(zhǎng)度，以便利于手工焊接。本次使用雙層板制作無線模塊，因此在PCB兩面均可以布線 。由于無線模塊使用的元器件體積規(guī)格稍大，因此決定把線寬也設(shè)定得大一些。最終的設(shè)定是PCB的線間距離設(shè)定為10mil，電源線寬18mil，其它線寬為16mil。下圖為PCB板設(shè)計(jì)完成后的正反面圖片，PCB板大小為：長(zhǎng)8cm寬6.5cm：圖2.9 無線模塊PCB正反面經(jīng)過打樣、焊接得到實(shí)物。由于焊接過程比較簡(jiǎn)單，此處不再詳述。右圖為焊接完成后的實(shí)物圖。圖2.10 FM無線模塊實(shí)物2.5 單片機(jī)液晶顯示模塊的設(shè)計(jì)與制作2.5.1 功能及其原理由于BH1417F芯片具有14個(gè)頻率點(diǎn)可調(diào)節(jié)，

23、雖然本次設(shè)計(jì)只選用了高頻段，但也有7個(gè)頻率點(diǎn)，所以，為了更加方便直觀地表示頻率點(diǎn)，必須把頻率點(diǎn)用數(shù)碼管或液晶顯示器顯示出來。考慮到除了顯示頻率點(diǎn)的數(shù)字“0123456789”外，還有停振狀態(tài)的“Stop”、不支持的頻率“Unsupported”等提示信息要顯示，而數(shù)碼管只能顯示數(shù)字因此排除了數(shù)碼管，決定使用LCD1602液晶顯示器。其外觀如右圖：圖2.11 LCD1602外觀本次的顯示模塊使用89C51單片機(jī)配合LCD1602液晶顯示器實(shí)時(shí)顯示FM無線發(fā)射模塊的工作狀態(tài)。通過89C51單片機(jī)的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3四個(gè)端口實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)BH1417F芯片D0、D1、D2、D3的狀態(tài)，

24、再在顯示器上輸出頻率或其它狀態(tài)提示。2.5.2 功能實(shí)現(xiàn)原理圖下圖為功能實(shí)現(xiàn)原理圖：圖2.12 顯示模塊原理圖2.5.3 PCB板的設(shè)計(jì)與制作本次設(shè)計(jì)的顯示模塊除了自身的電路外，為了使各模塊整體性更強(qiáng)，還作為1602液晶顯示器及FM無線模塊的承載板，并在其上預(yù)留了螺絲孔位，從而使1602顯示器及FM無線模塊都可以安裝在這塊板上。由于顯示模塊本身電路的元器件不多，再加上面積不小，因此在元器件的選擇上直接選用了最常用的直插式元器件。圖2.13 顯示模塊PCB板正反面圖右圖為顯示模塊PCB板的正反面圖：第三章 聲卡軟件的設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)流程圖開始寫指令寫入第一行數(shù)組廣播頻率及狀態(tài)判斷寫指令寫入第二行

25、數(shù)組（頻率或狀態(tài)）1602顯示第一行字符1602顯示第二行字符圖3.1 流程圖3.2 功能及原理本程序主要是利用死循環(huán)的原理，利用單片機(jī)不斷地掃描BH1417F芯片D0、D1、D2、D3四個(gè)端口，通過這四個(gè)端口的不同狀態(tài)得出不同的頻率值，D0、D1、D2、D3與頻率的對(duì)應(yīng)情況見表2.2。然后單片機(jī)通過控制LCD1602把狀態(tài)直觀地顯示出來，并且通過實(shí)時(shí)掃描得到的狀態(tài)信息能夠?qū)崟r(shí)地更新顯示到液晶顯示器上。在狀態(tài)顯示方面，本次程序設(shè)計(jì)根據(jù)BH1417F芯片的工作情況，總共可以顯示9種工作狀態(tài)除了正常工作的7種頻率占去7個(gè)狀態(tài)外，還包括了停振情況的“Broadcast Stop”狀態(tài)以及其它情況的“

26、Unsupported”狀態(tài)。第四章 聲卡的綜合調(diào)試本次作品的調(diào)試分為編解碼模塊調(diào)試、無線發(fā)射模塊調(diào)試、顯示模塊調(diào)試、軟件調(diào)試及整體組合調(diào)試，總共五個(gè)調(diào)試部分。編解碼模塊在調(diào)試上非常順利，作品焊接完成后接上windows電腦，電腦即自動(dòng)識(shí)別并安裝驅(qū)動(dòng)程序，解碼輸出及編碼輸入功能都正常工作。無線模塊的調(diào)試中遇到了很多問題，因?yàn)閺囊婚_始焊接完成后模塊就處于無法工作的狀態(tài)，起初以為是和發(fā)射電路密切相關(guān)的電感問題，但是經(jīng)過更換了10來次電感和多次的調(diào)節(jié)后，情況并沒有好轉(zhuǎn)。而使用萬用表對(duì)模塊的各個(gè)電路和元件進(jìn)行測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)，電源電壓及電路電壓都正常，天線上也有10V左右的交流電壓。后又經(jīng)過半個(gè)月斷斷續(xù)續(xù)的

27、調(diào)試，始終沒有找出原因，于是決定實(shí)物的制作上先使用購(gòu)買的模塊進(jìn)行代替。顯示模塊的調(diào)試中也出現(xiàn)了不少插曲。電路焊接完成后，燒入已經(jīng)在開發(fā)板上調(diào)試過的程序，但LCD1602顯示器卻只有背光亮，并沒有顯示字符。調(diào)節(jié)控制背光的可調(diào)電阻也沒有作用。開始以為是單片機(jī)P0口的上拉排阻問題，于是更換了排阻，但問題依舊。之后把晶振換掉后電路才恢復(fù)正常，可能是焊接時(shí)的溫度過高把晶振燒壞了。軟件調(diào)試中，在編譯這一步就遇到一個(gè)問題，程序編譯出來后大小超過了單片機(jī)芯片內(nèi)部所能存放的程序大小，導(dǎo)致無法燒錄。經(jīng)查資料后找出了原因。由于程序中使用uchar指令定義了不少數(shù)組，而uchar定義的數(shù)組會(huì)占用RAM的空間，單片機(jī)內(nèi)

28、部只有128Byte的RAM，非常有限。但由于單片機(jī)內(nèi)部有4Kbyte的ROM，如果改用uchar code指令對(duì)數(shù)組進(jìn)行定義，則可把數(shù)組定義在ROM上，不需占用RAM，從而使得內(nèi)存降到了要求范圍內(nèi)。圖4.1 USB聲卡各模塊組合效果圖最后把各個(gè)模塊組合到一起后進(jìn)行調(diào)試一切都很順利，沒有出現(xiàn)異常情況，無線發(fā)射距離也達(dá)到20米以上，在此功率下屬于正常范圍。右圖為USB聲卡各模塊組合后的效果圖：第五章 總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)從開題到如今初稿完成已經(jīng)歷時(shí)將近5個(gè)月，其間所花的時(shí)間和工作量都比預(yù)想的多。由于是自擬題目的，所以從一開始就對(duì)設(shè)計(jì)有一個(gè)比較清晰的思路，但過程卻是非常曲折。通過本次設(shè)計(jì)，切實(shí)證明了在US

29、B聲卡上集成FM廣播功能的可行性。同時(shí)，在實(shí)物上我們從音頻編解碼模塊上通過有線傳輸確實(shí)能得到優(yōu)質(zhì)的音頻信號(hào)，并且無線分享的功能也得以實(shí)現(xiàn)，雖然通過無線傳輸方式得到的音質(zhì)無法與有線傳輸相比，但它讓我們多了一種方便快捷的分享途徑，并且在某些情況下也可當(dāng)個(gè)人的小范圍電臺(tái)使用，具有非常強(qiáng)的靈活性。不過，從本次設(shè)計(jì)的實(shí)物上我們也可以看到，實(shí)現(xiàn)多功能的靈活性也付出了不少代價(jià)。首先是無線模塊及與其相配合的顯示模塊體積相對(duì)于編解碼模塊來說非常大，并且需要外接電源，當(dāng)然，外接電源可以通過改進(jìn)轉(zhuǎn)而由USB接口供電，這個(gè)具體怎么改進(jìn)，在此暫不作詳細(xì)討論。設(shè)計(jì)期間也遇到過不少問題，下面為畢業(yè)設(shè)計(jì)期間遇到的幾個(gè)主要問題

30、。第一個(gè)遇到的問題就是編解碼模塊貼片封裝的電容電阻非常不好焊接，一個(gè)不到黃豆十分之一大小的0603元件，不但肉眼看不到型號(hào)，得用放大鏡才能看清電阻大小，再者由于太小，無法用手拿著焊接，最后是買了一個(gè)眉毛夾用于固定0603元件。當(dāng)然，對(duì)于這個(gè)問題應(yīng)該說是有得有失，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)上有考慮過專門針對(duì)這個(gè)問題調(diào)整了焊盤長(zhǎng)度，因此多花點(diǎn)時(shí)間還是能夠把電容電阻一一焊接好，并且最終做出的成品體積控制得非常好。第二個(gè)問題是制作無線模塊時(shí)，出現(xiàn)少數(shù)元器件購(gòu)買不到的情況。解決方法是采用功能參數(shù)基本相同的元件替代。不過最終無線模塊還是調(diào)試失敗了，經(jīng)過半個(gè)月的調(diào)試都沒成功，為了不影響后面的進(jìn)度，只得改變計(jì)劃，轉(zhuǎn)而采用現(xiàn)成

31、的無線模塊。這一環(huán)節(jié)的問題對(duì)后面的制作影響非常大，導(dǎo)致電路作了很大的改動(dòng)。第三個(gè)問題是由上面第二個(gè)問題而引出的。原本計(jì)劃只用一個(gè)USB接口給所有模塊直接提供5V供電，但由于購(gòu)買的無線模塊只能9V供電，因此不得已把顯示模塊也改為9V供電。當(dāng)然，編解碼模塊還是由USB直接供電的。第四個(gè)問題是軟件設(shè)計(jì)上遇到的，一開始采用我們平時(shí)最常用的unsigned char來定義數(shù)組，導(dǎo)致編譯出來的程序大小超過128Byte，無法燒入89C51單片機(jī)。在這個(gè)問題上第一個(gè)想到的是換用內(nèi)存為256Byte的89S52單片機(jī)，但實(shí)際上內(nèi)存也太小了，第二個(gè)想法是拓展外接內(nèi)存，但硬件設(shè)計(jì)已經(jīng)基本定型，不到萬不得已最好不改

32、動(dòng)。最后是采用了自己從來沒使用過的內(nèi)存優(yōu)化方法，采用unsigned char code指令定義數(shù)組，可以把原本定義于RAM上的數(shù)組定義在ROM上，從而節(jié)省89C51單片機(jī)內(nèi)部?jī)H有的128Byte RAM空間。雖然找到這個(gè)方法花去了大量時(shí)間查找資料，但實(shí)際應(yīng)用比想像中的要容易很多。第五個(gè)問題則是顯示模塊在焊接完成后供電正常卻無法工作，排查問題時(shí)是把已焊接好的元器件獨(dú)一替換下來，直到最后替換掉晶振后電路板才恢復(fù)正常。推測(cè)其原因，可能是晶振原本就是壞的，也可能是焊接時(shí)溫度太高導(dǎo)致晶振損壞，后者可能性居多。以上為設(shè)計(jì)作品期間遇到的主要問題，至于其它就不一一列舉。畢業(yè)設(shè)計(jì)期間老師給的幫助是非常大的，由

33、于畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于我們應(yīng)屆生來說還是第一次，而這其中又有非常多要注意的細(xì)節(jié)。無論是排版還是內(nèi)容要點(diǎn)，老師的指導(dǎo)對(duì)于這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中細(xì)節(jié)的完善起到了關(guān)鍵作用。致謝本科的四年匆匆而過，這四年有太多的留戀，也有不少的遺憾。這是人生一個(gè)最重要的階段，雖然往事已去，但一切都會(huì)深深地印在腦海中。在此就做一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)吧！首先感謝惠州學(xué)院。四年前我選擇了惠大，從踏進(jìn)惠州學(xué)院的大門起，我就喜歡上惠州學(xué)院和惠州了。四年之后的今天，我站在岔口需要再作選擇，或許我不會(huì)留在惠州，但母校潛移默化的影響，對(duì)母校深深的眷戀，卻將同樣長(zhǎng)久地伴隨我們。第二個(gè)要感謝的是恩師。由于老師眾多，在此就不一一列舉了，不過必須重點(diǎn)謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)

34、的指導(dǎo)老師-謝老師。作為我們班以前微機(jī)原理科目的老師，由于從一開始就被謝老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度打動(dòng)了，所以畢業(yè)設(shè)計(jì)開始選題的時(shí)候就選了她的課題。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，由于有的同學(xué)在外工作，只有周末才有空回學(xué)校，謝老師用本該是她假期的時(shí)間回學(xué)校指導(dǎo)我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)的情景還依然記得。在論文的寫作過程中，從資料的收集、論文的架構(gòu)到細(xì)節(jié)的修改，謝老師無不悉心指導(dǎo)。在此，向?qū)煴硎居芍缘母兄x，謝謝您，謝老師！第三個(gè)要感謝的是同窗好友們。感謝你們陪我渡過了美好的四年，以及大學(xué)四年和做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予的幫助。最后要感謝的是百忙中抽出時(shí)間審閱本論文的各位老師，以及本文所參考文獻(xiàn)的各位作者，在此表示由衷的感謝！參考文獻(xiàn)1

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38、_1=P11;sbit P1_2=P12;sbit P1_3=P13;uchar code table_broadcastband=" Broadcast Band "/定義數(shù)組uchar code table_1=" 106.7MHz "uchar code table_2=" 106.9MHz "uchar code table_3=" 107.1MHz "uchar code table_4=" 107.3MHz "uchar code table_5=" 107.5MHz &q

39、uot;uchar code table_6=" 107.7MHz "uchar code table_7=" 107.9MHz "uchar code table_stop=" Broadcast Stop "uchar code table_unsupport=" Unsupport " void delay_50ms(uint t) /12M晶振下延時(shí)50ms函數(shù) uint j; for(;t>0;t-) for(j=6245;j>0;j-);void delay_50us(uint t) /12

40、M晶振下延時(shí)50us函數(shù) uchar j; for(;t>0;t-) for(j=19;j>0;j-);void write_com(uchar com)/寫指令 e=0;rs=0;rw=0;P0=com;delay_50us(10);e=1;delay_50us(20);e=0;void write_data(uchar dat)/寫數(shù)據(jù) e=0;rs=1;rw=0;P0=dat;delay_50us(10);e=1;delay_50us(20);e=0;void init(void) /初始化函數(shù) delay_50us(300);write_com(0x38);delay_50

41、us(100);write_com(0x38);delay_50us(100);write_com(0x38);write_com(0x38);write_com(0x08);write_com(0x01);write_com(0x06);write_com(0x0c);void main() /主函數(shù) uchar j;init(); /初始化while(1)delay_50ms(50); write_com(0x80); /寫指令，寫入第一行 for(j=0;j<16;j+) write_data(table_broadcastbandj); delay_50us(20); /顯示第1個(gè)頻率LLLH 106.7MHz if(P1_0=0)&&(P1_1=0)&&(P1_2=0)&&(P1_3=1) write_com(0x80+0x40); /寫指令，寫入第二行 for(j=0;j<16;j+) write_data(table_1j); delay_50us(200); /顯示第2個(gè)頻率 HL