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1、2.3.1.1 主站控制单片机小系统电路该小系统以SPCE061A 单片机为核心，小系统电路原理如图 2.5 所示。外围电路包括：44 键盘，如图 2.4 所示，题目中发挥部分第1 项群呼、单呼等命令以及09 十个数字的输入由该键盘来完成；RT12864 点阵液晶构成人机接口，可显示英文、汉字、图标、图形等，并具有背光支持，以构成友好人机界面，来显示各种数据及接收到的短信，J3 为液晶屏接口；红外键盘，本系统中红外键盘采用的是RM-200E 万能电视遥控器，它的功能是输入26 个英文字母和10 个数字，按顺序分别是发送键、删除键、A、B、C、D、E、F，同时A、B、C、D、E、F又是可以通过4
2、4 键盘上的“切换2”转为输入0 到9 的数字；红外接收头（J7），接收来自红外遥控器的数据（写短信）送入单片机处理并在液晶屏上显示。调节RP1可以改变液晶显示的对比度。2.3.1.2 DTMF 双音频编码器DTMF 双音频编码器是用频率合成的方法来产生DTMF 信号的，它的基准时基采用晶体振荡器，具有频率稳定和精确度高、体积小、重量轻等特点在电路中，IOB0IOB7 为单片机送来的控制信号，HM9187 输出的双音频组合共有16 种情况，因此单片机送来的控制的信号亦共有16 种情况，系统则利用这16 状态来完成指令和短信的发送过程。原理如下：SPCE061 A 单片机先将要发送的四位二进制码
3、（共有16 种状态）经相应转换，变为对HM9187 的控制码，双音频编码器将数字信号转换为两个频率的音频信号送至锁相环进行FM 调制，由天线发出，接收机经FM 解调后，恢复出双音频信号，通过双音频译码器得到原有的数字信号送单片机处理。英文字符共有26 个加上09 十个数字以及相应的控制指令，16 种状态是远远不够的，我们利用合理的编码方案解决了这一问题，这部分内容将在系统软件介绍中详细叙述。2.3.1.4 锁相频率合成器为了保证发射频率的稳定，系统采用锁相环电路来产生35.328MHz 的载频。锁相频率合成器原理图如图 6.7。（注意图中的“TO RF MUL”指的是接到RF 的放大模块）Q1
4、、C2、D1、D2、L2 等构成压控振荡器，当C2 左端的直流电平发生变化，变容二极管D1、D2 的容值发生变化，振荡器中心频率发生变化；U2 及其外围元件构成了二阶有源环路滤波器，该电路的性能直接影响到环路是否能够入锁；因为MC145151 最高工作频率为30MHz，不能满足题目要求，所以我们在电路中加入了前置分频器对RF 反馈信号进行16 分频后再送入锁相环芯片U1（MC145151），U1 内部集成了参考分频器和可编程分频器，其参考频率由晶振Y 振荡分频后产生，外部输入从其1 脚输入，通过改变拨码开关S1 的状态从而改变N0N13 的值使得可编程分频器的数值发生变化，从而改变环路的锁定频
5、率。晶振选用4.096MHz，取fvco =35.328MHz，P=16，晶振频率4.096 MHz，R 计数器取2048 次分频，于是N 的取值1104，N13 至N0 为（00010001010000）。R 计数器，N 计数器，各管脚接地为逻辑0，悬空为逻辑1。2.3.1.4 话筒放大电路由于MIC 出来的幅度不够，不足以使振荡电路产生足够大的频偏，所以我们用NE5532 运放做为前置放大器，放大倍数为10 倍，实测效果良好，放大器电路图如图2.3.1.5 高频功率放大电路由于PLL 振荡器出来的幅度达不到要求，而且带负载能力不强，所以我们在后面加上高频功率放大器和一级射随器，增加频率的稳
6、定度和提高输出功率。原理图如图2.2 接收机设计 图2.2 接收机框图接收机方框图如图2.2，硬件连接图如图 2.3，由主控单片机、调频接收芯片（CXA1691）及其外围电路、双音频译码电路、音频功放、液晶显示终端等模块构成。接收机采用四节1.5V 电池串联供电。2.3.2 从机部分电路设计2.3.2.1 调频接收电路模块采用索尼公司的收音机专用芯片CXA1691 作高保真宽频接收机，采用双调谐回路增强接收机的选择性，其接收性能非常优越。芯片4 脚为直流音量控制端，改变该脚的电位高低就可以改变输出音量的大小。通过调节该电位器改变其双音频信号输出电压的幅值，使解码器MT8870 能很准确地解码。
7、它完全杜绝了采用传统音量控制电路因电位器不良而引起喇叭中嚓嚓声的通病，使得其输出的音频信号的电压很稳定。如图OUT1 为输出双音频信号，送至MT8870，OUT2 为音频输出信号，经控制开关后直接驱动耳机。2.3.2.2 从站控制单片机小系统从站仍以SPCE061A 单片机为控制核心器件，利用3 位拨码开关实现对从站号码的任意设置。使用RT12864 点阵液晶构成人机接口界面，收到短信或被呼叫均在液晶屏上显示。电路原理如图所示，图中J12 为双音频解码后的四位二进码元输入端，J6 为RT12864 点阵液晶屏接口。蜂鸣器用来产生收到短信号的提示音。SPCE061A 单片机IOB7 口用来控制继
8、电器，从而控制耳机的通断，耳机平时处于断开状态，当从站被呼叫时，单片机发出指令接通扬声器。实现主站对从站的呼叫。2.3.2.3 MT8870 双音频信号译码模块的电路如图所示，将从高保真调频接收机接收到的DTMF 信号进行解码。由于MT8870 的编码方式和HM9187 的编码方式完全一致，所以用MT8870 配合编码部分使得系统的整和性很强，软件编程变得更加的简单。当双音频信号来到时，被MT8870 解码后，MT8870 的15 脚STD 会由低电平向高电平跳变，经反向后向单片机申请中断，解码输出的二进制码由Q1Q4 输出后送给单片机进行相应处理，实际运用电路图中J1 是来自接收机的双音频编
9、码信号，J3 是经过MT8870 解码后的4 位二进制数据输出端及译码器中断输出端。24 软件设计：上电时，主机初始化成群呼数据发送状态，等待输入从机的地址，选通以后自动切换到语音发送状态，当要发送短信时，从遥控器上输入待发送的字符并在显示屏上显示出来，当按下发送键后把编码好的短信数据逐一发送出去。主机软件设计流程图如下：2.4.2 从机软件设计上电时从机初始化成待机状态，等待本机地址的输入，如果接收到的地址跟本机地址相同或者接收到的是群呼地址则转换到工作状态，打开指示灯和后级输出，当接收到结束码时，关闭指示灯和后级输出。从机程序流程图如图所示：2.4.3 编、解码数据结构说明由于双音频只有1
10、6 种编码方式，远远满足不了发送英文字母和控制指令的要求，因此采用一定的编码方式，在发送过程中采用两次发送作为一个字符或指令的编码，先发送高4 位然后再发送低4 位。在接收端将两次接收到的数据拼成一个完整的码，再根据编码显示相应的数据或执行相应的指令。数据信令帧结构如下：接收端接收到连续的两个4 位数据后如果第一位为1 的则认为后面的3 位数据为高位数据，如果第一位为0 则认为后面的3 位数据为低位数据，那么整个系统的编码容量为26 个。从而满足了编制英文字母和控制指令的个数，保证了在整个通讯中不会冲突。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;/=/主函数/=int main()System_Init();_asm(irq on);/开中断while(1)*P_Watchdog_Clear = 0x0001;/=void System_Init()/初始化系统时钟和时基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);/初始化中断/初始化全局变量gFlag = 0;/初始化人机接口设备/初始化其他外设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=0x0008;break; case 2:div=0x0009;break; case 4:div=0x000A;break; case 8:div=0x000B;break; case 16:div=0x000C;break; case 32:div=0x000D;break; case 64:div=0x000E;break; osc|=div; *P_SystemClock=osc;
