基于单片机控制的数码调频发射机.docx
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基于单片机控制的数码调频发射机
河南大学物理与电子学院
开放实验室单片机设计报告
基于单片机控制的数码调频发射机
设计人：
开放实验室入室人员
目录
0前言1
1系统组成与功能1
1.1系统组成1
1.1.1AT89C51单片机1
1.1.2FM8000-B模块2
1.1.324c02模块3
1.1.4四位一体七段数码管3
1.2系统功能4
2系统原理4
2.1系统仿真图4
2.2扩展仿真图5
2.3实物照片5
3程序流程图6
4具体程序代码7
5结论9
6扩展部分设计心得9
参考文献9
基于单片机控制的数码调频发射机
0前言
调频发射机作为一种简单的通信工具，由于它不需要中转站和地面交换机站支持，就可以进行有效的移动通信，因此深受人们的欢迎。
目前它广泛的用于生产、保安、野外工程等领域的小范围移动通信工程中。
在国内，发射机及其附件，从技术上看并不是很先进。
但发射机从设计、材料、技术、生产到检测，都是非常专业化的，即使是生产比发射机更先进的电子生产商，也并不见得在发射机的生产上显得专业，每个行业与其它行业都存在着差异，差异的不同就是行业间专业的不同。
虽然，国产发射机的发展历史有二十多年的历史，但是真正的发展却是这几年，充足的资金投入，先进的生产设备和积极的市场、营销体制，都使多年来不变的市场格局发生了较大的变化和调整。
其中，深圳的科立讯、好易通、三威是目前发射机研究和制造商中规模较大的企业[1]。
在本学期的单片机在项目设计中，我们两个人一组共同讨论并设计出了一种基于单片机控制的数码调频发射机。
而且设计出了实际的成品，经过调试后能实现预期的功能，同时我们两个人在能实现其基本功能的基础上进行了一定程度的功能扩展。
1系统组成与功能
1.1系统组成
本系统主要有AT89C51单片机、按键键盘、FM8000-B芯片、24c02存储芯片、四位一体七段数码管等元件组成。
1.1.1AT89C51单片机
AT89S51具有如下特点：
40个引脚，8kBytesFlash片内程序存储器，256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）
图1-1AT89C51引脚图
电路，片内时钟振荡器。
此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。
空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位[2]。
引脚图如图1-1所示。
1.1.2FM8000-B模块
发射模块是一片高性能调频发射模块，其中主要包含一个立体声发射模组。
该发射组采用先进的数字频率合成及无线射频技术。
集成音频放大、FM立体声调制、VCO压控振荡、PLL数字频率合成、I2C总线控制、AP射频输出于一体。
具体的模块引脚图如图1—2所示。
图1—2FM8000引脚图
1.1.324c02存储芯片
CAT24WC01/02/04/08/16支持I2C总线数据传送协议。
I2C总线协议规定任何将数据传送到总线的器件作为发送器，任何从总线接收数据的器件为接收器。
数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。
主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据发送或接收的模式，通过器件地址输入端A0A1和A2可以实现将最多8个24WC01和24WC02器件，4个24C04器件,2个24C08器件和1个24WC16器件连接到总线上。
芯片引脚图如图1-3所示。
图1—324c02管脚图
1.1.4四位一体七段数码管
本设计用到四位一体的七段数码管1个，其原理与单个的数码管显示原理
是一样的。
四位一体的数码管共12个引脚。
A-dp八个引脚对应八根数据线，控
图1—4数码管内部结构及引脚图
制显示的字形。
DIG1-DIG2四个引脚为公共端，控制当前显示字形的位别，为扫描法显示提供了方便，有效减少了数码管占用的单片机引脚数。
下面便是一个共阴的四位数码管的内部结构图。
引脚排列依然是从左下角的第一只管脚开始，以逆时针方向依次为1-12脚，数码管内部结构及引脚参见图4—1[4]。
1.2系统功能
本设计的主要功能是用单片机来控制调频发射机来工作，而且其具体的发射频率也由单片机控制，用户可以直接通过电路中的相关按键来改变发射频率，同时四位一体七段数码管上显示当前的发射频率。
扩展后的系统增加了存储功能，即通过电路中的“存入”按键操作将当前发射频率存入存储芯片，再通过“读出”按键操作将已存储的发射频率调用作为新的发射频率，且数码管同步显示。
根据存储芯片的容量，该功能最多可实现256个频率的存入和调用，但为了实现已存储频率的循环调用，将可存储的发射频率个数设置为较小定值（本系统设置为5）。
2系统原理
本系统设计的主要原理是用单片机来控制FM8000模块、数码管显示模块和24c02存储模块的工作。
其中FM8000模块集中了发射的所有电路，当用户通过键盘输入数字时，单片机将检测到相应的按键的按下与否，来确定输入的频率是多少，接下来通过单片机的I/O把程序转换后的相应数据分别传送到对应模块，实现对各模块的控制功能。
2.1系统仿真图
FM8000模块基本控制的仿真图具体见图2—1所示。
图2—1系统仿真图，FM8000不能仿真，仿真程序其他部分
2.2扩展仿真图
增加了24C02及更多功能按键后的扩展仿真图具体见图2—2所示。
图2—2扩展仿真图，FM8000不能仿真，仿真程序其他部分
2.3实物照片
具体的实物照片如图2—3所示。
图2—3实物照片，发射频率92.2MHz
3程序流程图
4部分程序源代码
#include
#include//包含_nop_（）
#include
#include
voidsenddata（）//存储数据函数
{
delay10ms（）;
z=（uchar）（count*2）;
write_add_（m,z）;
m=m+1;
if（m==5）
{
m=0;
}
delay（）;
while（K5==0）;
}
voidreceivedata（）//调出数据函数
{//程序太长不宜写在报告中，完整程序请
delay10ms（）;//联系QQ154401855（或154401856）下载
z=read_add_（n）;
count=z*0.5;
delay（）;
P0=0;
SetCH（）;
n=n+1;
if（n==5）
{
n=0;
}
while（K6==0）;
}
voidmain（）//主函数
{
count=40;
x24c02_init（）;//初始化24C02
while
（1）
{
display（）;
if（K2==0）
{
addfreq（）;
}
if（K1==0）
{
decfreq（）;
}
if（K4==0）
{
fastadd（）;
}
if（K3==0）
{
fastdec（）;
}
if（K5==0）
{
senddata（）;
}
if（K6==0）
{
receivedata（）;
}
}
}
5结论
通过本学期单片机项目设计的学习与动手制作，本设计基本上实现的预定功能，但在此基础上还可以根据不同的需求做相应的扩展,比如可以设计实现与计算机的通信，用计算机来控制频率的大小等。
由于个人的知识有限，设计本身可能有不足之处，比如发射距离不太远，还有待进一步改进。
6扩展部分软件设计心得
扩展部分主要依托于24c02存储芯片，该芯片封装后外部引脚较少，故硬件电路的设计简单易行，主要由合作者朱自清制作完成，由他另文论述。
由于本人编程能力有限，相关程序编写方面，破费周折，也因此获得了更多的宝贵经验和教训，现总结如下：
1、该芯片与FM8000发射芯片的数据传输方式相似，均采用I2c总线数据传输协议，但具体的基本函数（如初始化、开始、停止等）的时序不尽相同，故程序编写时应格外注意，否则时序的错误将导致芯片的读写功能不能正常实现；
2、通过相关按键改变频率时，联系各模块相关子程序的全局变量count值的改变幅度设置要合理。
必须在确保count最大值不超过芯片存储单元8bit限制的前提下,使发射频率在FM8000功能允许范围内，尽可能取到更多的值。
3、诸如变量类型设定和数据类型转换之类的细节问题，虽然微小，但对整个程序功能的顺利实现也至关重要。
参考文献
[1]何立民.单片机应用技术选编[M]，北京：
北京航空大学出版社，1998;
[2]何立民.单片机中级教程[M]，北京：
北京航空大学出版社，1998;
[3]郭天祥.51单片机C语言教程[M],北京：
机械工业出版社，2008;
[4]阎石主.数字电子技术基础[M]，北京：
高等教育出版社，1998。
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