基于BH1415的無線話筒設(shè)計

1、課程名稱：單片機原理實驗題目：無線話筒擴音系統(tǒng)院系班級：XXXXXX姓名：XXX學(xué)號：xxxxxxxx目錄摘要2一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)31模擬調(diào)頻發(fā)射模塊的論證與選擇32 主控MCU的論證與選擇33音頻接收模塊的論證與選擇4二、系統(tǒng)理論分析與計算41話筒模塊三極管的分析42電源模塊分析43 FM鎖相環(huán)發(fā)射電路分析4三. 電路與程序設(shè)計51 電路設(shè)計52 程序設(shè)計7四、測試方案與結(jié)果7五、程序7摘要無線話筒擴音系統(tǒng)為在兩節(jié)1.5V干電池供電的情況下，采用模擬調(diào)頻的方式，在88MHz108MHz范圍內(nèi)實現(xiàn)音頻的無線傳輸。本系統(tǒng)由話筒，BH1415調(diào)頻發(fā)射模塊，單片機控制模塊，收音機接收模塊，功率放大和混音器

2、模塊，電源模塊組成。音頻由駐極體話筒采集，在經(jīng)過放大后，輸入BH1415進行預(yù)加重和限幅，頻率調(diào)制發(fā)射模塊是用變?nèi)荻O管直接調(diào)頻，再通過50cm天線發(fā)射出去。無線話筒的頻率由矩陣按鍵直接設(shè)置，并通過LCD屏幕進行人機交互的顯示。關(guān)鍵詞：無線話筒、BH1415、模擬調(diào)頻發(fā)射、混音擴聲一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)硬件部分主要包括STC89C52控制模塊、聲音采集模塊，BH1415調(diào)頻發(fā)射模塊、直流升壓供電模塊、接收模塊、液晶顯示模塊。聲音采集模塊使用駐極體話筒將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號，在BH1415中進行預(yù)加重和限幅后控制變?nèi)荻O管調(diào)頻，其中心頻率由51單片機控制，并有鎖相環(huán)進行頻率穩(wěn)定，經(jīng)晶體管9018進行

3、放大后發(fā)射出去。接收模塊使用兩臺收音機改制，通過TDA2030進行音頻放大，無線話筒電源采用2節(jié)1.5V干電池通過3V升5V電源模塊驅(qū)動，并有LCD顯示。1模擬調(diào)頻發(fā)射模塊的論證與選擇方案一：使用分立元件組裝調(diào)頻發(fā)射模塊，雖然可采用的電路很多，各種指標(biāo)均可通過改善電路達到要求，靈活性非常大，但電路復(fù)雜，參數(shù)難以調(diào)節(jié)，不利于模塊的搭建和調(diào)試。方案二：使用BA1404調(diào)頻立體聲發(fā)射集成電路，此電路將立體聲調(diào)制、FM調(diào)制和RF放大器等功能集成在一個芯片上。僅僅需要很少的外圍元件就能獲得良好的立體聲調(diào)頻信號。其對于一般的調(diào)頻發(fā)射已經(jīng)夠了，但由于缺少鎖相環(huán)電路，容易跑頻，且額外增加的鎖相環(huán)電路較為復(fù)雜，

4、難以調(diào)試。方案三：采用BH1415調(diào)頻立體聲發(fā)射集成電路，此集成電路除了有BA1404所擁有的功能外，還具有鎖相環(huán)電路，使得其中心頻率高度穩(wěn)定，且發(fā)射頻率可在88MHz到108MHz范圍內(nèi)任意可調(diào)。 綜合以上三種方案，選擇方案三。2 主控MCU的論證與選擇方案一：選擇 MSP430F5529單片機控制。該單片機為德州儀器公司所產(chǎn)，性能較好，引腳多，其內(nèi)部有12位的AD，但網(wǎng)上沒有較豐富的相關(guān)例程，而本系統(tǒng)需要使用的軟件資源比較簡單，只需完成數(shù)控部分、鍵盤輸入及顯示輸出，無需采用此芯片。方案二：選擇 STC89C52單片機控制。STC89C52RC是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位

5、微控制器，具有8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但是做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，有現(xiàn)成的最小系統(tǒng)版，而由于有為了增加發(fā)射功率所用的直流升壓模塊，因此可以使用2節(jié)1.5V電池驅(qū)動。綜合以上兩種方案，選擇方案二。3音頻接收模塊的論證與選擇方案一：使用分立元件組成超再生式收音機，并使用混音電路將兩套收音模塊輸出的音頻信號進行混音放大，其電路組成靈活，但電路復(fù)雜，參數(shù)難以調(diào)節(jié)，而且進行調(diào)頻收音時，較難實現(xiàn)對特定頻率的接收。方案二：直接采用成品的收音機改制為接收模塊，同時

6、使用音頻放大器TDA2030實現(xiàn)功率放大和混音。其穩(wěn)定性較好，同時成品收音機比較容易實現(xiàn)對特定頻率的收音。綜合以上兩種方案，選擇方案二。二、系統(tǒng)理論分析與計算1話筒模塊三極管的分析 搭建一個簡單的電路，測量出在沒有放大的情況下，駐極體話筒的振幅為1mVrms，根據(jù)發(fā)射模塊輸入信號的要求，信號<0.1Vrms,故需要信號對放大。經(jīng)過計算，采用s9014晶體管及相應(yīng)的外圍元件,具有較為良好的信號輸出且不失真。2電源模塊分析為達到題目要求，發(fā)射模塊的發(fā)射功率必須足夠大，要提高發(fā)射模塊功率，處了調(diào)整電路外，還可以增大電壓，我們采用了3V-5V直流升壓模塊，同時此模塊還可以驅(qū)動單片機控制系統(tǒng)。3

7、FM鎖相環(huán)發(fā)射電路分析FM鎖相環(huán)發(fā)射電路采用穩(wěn)定頻率的鎖相環(huán)系統(tǒng)，這一部分由高頻振蕩器、高頻放大器及鎖相環(huán)頻率合成器組成。調(diào)頻調(diào)制由變?nèi)荻O管組成的高頻振蕩器實現(xiàn)，高頻振蕩器是一個鎖相環(huán)的VCO，聲音信號通過它直接進行調(diào)頻調(diào)制。高頻振蕩器是由第9腳外部的LC回路與內(nèi)部電路組成，振蕩信號經(jīng)過高頻放大器從11腳輸出，同時輸送到鎖相環(huán)電路進行比較后從第7腳輸出一個信號對高頻振蕩器的值進行修正，確保頻率的穩(wěn)定。一旦頻率超過鎖相環(huán)設(shè)定的頻率，第7腳輸出的電平變高，以降低頻率；如果低于設(shè)定頻率，它將輸出的電平變低，以提高頻率；頻率相同時，它的電平不變。圖2.1 FM鎖相環(huán)發(fā)射電路原理框圖三. 電路與程序設(shè)

8、計1 原理圖圖3.1 主控系統(tǒng)BH1415調(diào)頻發(fā)射模塊總電路圖如下，與圖中不同的是，由于找不到相應(yīng)的器件，因此我們將達林頓管2SD2改為9014，變?nèi)荻O管KV-1471E改為BB910，仍能較好的完成鎖相。同時為了提高發(fā)射功率，我們在11腳輸出耦合電容后增加了一級9018組成的共射放大電路，同時加入了為匹配阻抗的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。同時我們并未采用左右雙聲道混音調(diào)制，而是采用了單聲道輸入電路。圖3.2 調(diào)頻發(fā)射總電路圖混音放大電路如下，我們使用了TDA2030音頻功率放大器將兩個輸入信號進行混音和放大，最后輸出足夠的功率。圖3.3 混音放大模塊2 程序設(shè)計本題目主要為通過矩陣鍵盤設(shè)置頻率大小，并與

9、BH1415通信，同時在鍵盤上顯示出頻率大小作為人機交互界面。圖3.4 主程序流程圖四、測試方案與結(jié)果我們通過調(diào)頻發(fā)射測試，發(fā)現(xiàn)在將天線長度調(diào)至50cm時，接收模塊可以達到10m的要求，但并不能發(fā)射的更遠，這是與發(fā)射功率，發(fā)射天線及接收機靈敏度分不開的。但是可以做到在88MHz108MHz內(nèi)任意頻點設(shè)置發(fā)射頻率，最小間隔為100KHz，這樣，無線話筒就可以避免本地電臺和相互之間的干擾了。 作品照片五、程序#include<reg52.h>#include<intrins.h>#include<stdlib.h>#define uint unsigned in

10、t#define uchar unsigned char#define RdCommand 0x01 #define PrgCommand 0x02#define EraseCommand 0x03#define Error 1#define Ok 0#define WaitTime 0x01/*/sbit CS = P1 5; /片選sbit SID = P16; /數(shù)據(jù)輸入端口sbit SCLK = P14; /同步串行時鐘sbit PSB= P1 7; /串并行數(shù)據(jù)傳輸選擇端口sbit dula = P26;sbit wela = P27;/鎖存器需要關(guān)閉sbit beep=P24;/蜂

11、鳴器sbit DA=P10; /數(shù)據(jù)輸入端口 sbit CK=P11; / 時鐘 sbit CE=P12; /使能sbit monolamp=P13; /立體聲指示燈uchar bdata condata=0x08; /1415控制高五位，開機為立體聲狀態(tài)sbit mono=condata3; uchar data concommand2; /*/uchar bu=1;uchar a,b,c,d,e,m;uchar s1,s2,s3,s4,aa=1;uint s=0; uchar en,flag=0;uchar temp;uchar key;uchar code dis="頻率: 0

12、00.0MHz"uchar code dis1="大連理工炸天幫*"/* 延時x毫秒函數(shù) */void delay_xms(uchar x)uchar i,j;for(i=0;i<x;i+)for(j=0;j<110;j+);/*BH1415F*/*控制字合成函數(shù)*/void command()concommand1=s/256;concommand0=s%256;concommand1=concommand1+condata;/*寫入一個字節(jié)函數(shù)*/void write(uchar val)uchar i;CE=1;for(i=8;i>0;i-

13、)DA=val&0x01;/_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();CK=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();CK=0;val=val/2;CE=0;/*控制字寫入1415函數(shù)*/void w_1415()write(concommand0);write(concommand1);/*頻率刷新*/void fup()command(); w_1415(); /* 寫指令 */void write_command(uchar command_data)uchar i,i_data;SCLK=0;CS=1;i_data=0xf8;fo

14、r(i=0;i<8;i+) SID=(bit)(i_data&0x80); SCLK=0; SCLK=1; i_data=i_data<<1; i_data=command_data;i_data&=0xf0;for(i=0;i<8;i+) SID=(bit)(i_data&0x80); SCLK=0; SCLK=1; i_data=i_data<<1; i_data=command_data;i_data=i_data<<4;for(i=0;i<8;i+) SID=(bit)(i_data&0x80); S

15、CLK=0; SCLK=1; i_data=i_data<<1; CS=0;delay_xms(1);/* 寫數(shù)據(jù) */void write_data(uchar data1) uchar i,i_data;SCLK=0;CS=1;i_data=0xfa;for(i=0;i<8;i+) SID=(bit)(i_data&0x80); SCLK=0; SCLK=1; i_data=i_data<<1; i_data=data1;i_data&=0xf0;for(i=0;i<8;i+) SID=(bit)(i_data&0x80); SC

16、LK=0; SCLK=1; i_data=i_data<<1; i_data=data1;i_data=i_data<<4;for(i=0;i<8;i+) SID=(bit)(i_data&0x80); SCLK=0; SCLK=1; i_data=i_data<<1; CS=1;delay_xms(1);/* 顯示位置設(shè)置 */void lcd_postion(uchar X,uchar Y)uchar pos;if(X=0) X=0x80;if(X=1) X=0x90;if(X=2) X=0x88;if(X=3) X=0x98;pos=X+

17、Y;write_command(pos);void lcd_init()PSB=0; write_command(0x30); write_command(0x0c); delay_xms(5);write_command(0x01); delay_xms(5); /*寫數(shù)字更新函數(shù)*/void renew()lcd_postion(0,3);a=s/1000+48;write_data(a);b=(s%1000)/100+48;write_data(b);c=(s%100)/10+48;write_data(c);d='.'write_data(d);e=s%10+48;wr

18、ite_data(e);delay_xms(50);/*按鍵檢測*/void keyscan(void) P3=0xfe; temp=P3; temp=temp&0xf0; if(temp!=0xf0) delay_xms(10); if(temp!=0xf0) temp=P3; switch(temp) case 0xee: key=0;en=1;m=1; break; case 0xde: key=1;en=1;m=2; break; case 0xbe: key=2;en=1;m=3; break; case 0x7e: key=3;en=0; break; while(temp

19、!=0xf0) temp=P3; temp=temp&0xf0; beep=0; delay_xms(5); beep=1; P3=0xfd; temp=P3; temp=temp&0xf0; if(temp!=0xf0) delay_xms(10); if(temp!=0xf0) temp=P3; switch(temp) case 0xed: key=4;en=1;m=4; break; case 0xdd: key=5;en=1;m=5; break; case 0xbd: key=6;en=1;m=6; break; case 0x7d: key=7;en=0; bre

20、ak; while(temp!=0xf0) temp=P3; temp=temp&0xf0; beep=0; delay_xms(5); beep=1; P3=0xfb; temp=P3; temp=temp&0xf0; if(temp!=0xf0) delay_xms(10); if(temp!=0xf0) temp=P3; switch(temp) case 0xeb: key=8;en=1;m=7; break; case 0xdb: key=9;en=1;m=8; break; case 0xbb: key=10;en=1;m=9; break; case 0x7b:

21、key=11;en=0; break; while(temp!=0xf0) temp=P3; temp=temp&0xf0; beep=0; delay_xms(5); beep=1; P3=0xf7; temp=P3; temp=temp&0xf0; if(temp!=0xf0) delay_xms(10); if(temp!=0xf0) temp=P3; switch(temp) case 0xe7: key=12;en=0; break; case 0xd7: key=13;en=1;m=0; break; case 0xb7: key=14;en=0;aa=0; break; case 0x77: key=15;en=0; break; while(temp!=0xf0) temp=P3; temp=temp&0xf0; beep=0; delay_xms(5); beep=1; /*主函數(shù)*/void main()uchar i;i=0;TMOD=0x01;TH0=(6553