單片機(jī)型FM有線/無(wú)線遙控廣播系統(tǒng)

時(shí)間：2022-12-05 02:45:21 理工畢業(yè)論文我要投稿

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摘要：闡述雙音頻通信的基本工作原理；結(jié)合FM有線/無(wú)線遙控廣播系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，介紹一種適合單片機(jī)系統(tǒng)的雙音頻通信方案，設(shè)計(jì)具體的硬件接口電路，說(shuō)明其工作原理；給出應(yīng)用于雙音頻的程序流程及在工作中應(yīng)注意的一些問(wèn)題。

引言

在許多單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常常利用電信號(hào)與非電信號(hào)，來(lái)傳送控制信號(hào)和數(shù)據(jù)信息，以實(shí)現(xiàn)遙控或遙測(cè)的功能，例如光信號(hào)、超聲波信號(hào)、電脈沖信號(hào)等。而本FM有線/無(wú)線遙控廣播系統(tǒng)中，是使用雙音頻電信號(hào)發(fā)送接收挖出，實(shí)現(xiàn)對(duì)FM有線/無(wú)線廣播的遠(yuǎn)程控制管理。這種雙音頻通信具有控制簡(jiǎn)單，實(shí)施方便，傳輸可靠，而且造價(jià)低廉的特點(diǎn)，也是一種較為常用的通信方式。實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)雙音頻通信的關(guān)鍵在于雙音頻接收電路設(shè)計(jì)和應(yīng)用，以及檢測(cè)程序的設(shè)計(jì)。

1 遙控廣播系統(tǒng)的基本原理

基本原理如圖1所示。

遙控廣播系統(tǒng)的通信是電話(huà)撥號(hào)收發(fā)的一種雙音頻通信方式，是一項(xiàng)可靠、成熟的通信技術(shù)。它取代了傳統(tǒng)的電話(huà)撥號(hào)脈沖通信方式，成為現(xiàn)代電話(huà)通信撥號(hào)的主要通信方式。它對(duì)傳輸電路的要求低，傳送的距離遠(yuǎn)，而且具有通用多種型號(hào)的雙音頻元器件以備選用，通過(guò)普通的電話(huà)就可以獲得發(fā)送信號(hào)和編碼。再經(jīng)過(guò)FM捷變頻立體聲調(diào)頻調(diào)制器的調(diào)制，采用立體聲的兩個(gè)聲道，左聲道輸入廣播音頻信號(hào)，右聲道輸入用于控制雙音頻信號(hào)，以避免控制信號(hào)干擾廣播音頻信號(hào)。FM調(diào)制信號(hào)可經(jīng)過(guò)有線電視網(wǎng)絡(luò)，或者經(jīng)過(guò)發(fā)射到空間的電磁波傳送到收發(fā)端的接收機(jī)。接收機(jī)天線接收到射頻信號(hào)后，檢波獲得立體聲兩個(gè)通道的音頻信號(hào)。從立體聲輸出的左聲廣播音頻信號(hào)經(jīng)功放放大輸出；而右聲道的雙音頻控制信號(hào)經(jīng)雙音頻解碼電路解碼，獲得二進(jìn)制代碼送到OTP單片機(jī)端口。根據(jù)設(shè)置在接收機(jī)內(nèi)單片機(jī)的機(jī)號(hào)編碼開(kāi)啟和關(guān)閉接收機(jī)功放部分的電源，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制FM接收機(jī)的各個(gè)廣播點(diǎn)目的。

2 遙控廣播系統(tǒng)發(fā)送接收器的硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 遙控廣播系統(tǒng)發(fā)送器

其發(fā)送器可以自行設(shè)計(jì)，也可以采用一臺(tái)質(zhì)量較好，帶有撥號(hào)數(shù)字顯示和存儲(chǔ)電話(huà)號(hào)碼功能的電話(huà)機(jī)改裝。如圖2所示，是遙控廣播系統(tǒng)發(fā)送器。按圖連接上 48V電源，選擇調(diào)整R1的電阻值，使A點(diǎn)電壓在電話(huà)拿線的情況下為6～12V，再加上一臺(tái)FM捷變頻立體聲調(diào)頻制器和廣播音源。

遙控廣播系統(tǒng)發(fā)送器的操作可以像打電話(huà)一樣用按鍵的方法，或用存入存儲(chǔ)器，或重?fù)艿确绞捷敵霰贿b控的廣播點(diǎn)密碼，并經(jīng)過(guò)FM捷變頻立體聲調(diào)頻調(diào)制器的調(diào)制輸出。

2.2 遙控廣播系統(tǒng)接收器

其接收器工作原理是，當(dāng)廣播音頻和遙控信號(hào)從FM調(diào)制器，通過(guò)空間（無(wú)線）或者射頻電纜（有線）傳送到FM接收機(jī)后，從左右聲道分別輸出廣播音頻和控制雙音頻代碼信號(hào)。雙音頻代碼信號(hào)經(jīng)CD22204雙音頻解碼器輸出二進(jìn)制代碼代碼給AT89C2051單片機(jī)的P1輸入口，檢測(cè)密碼并執(zhí)行開(kāi)啟或關(guān)閉功放的控制動(dòng)作。CD22204是美國(guó)無(wú)線電公司（RCA）的產(chǎn)品，內(nèi)部工作原理如圖3所示。它對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的雙音頻編碼信號(hào)具有檢測(cè)和輸出的能力。其工作原理是，當(dāng)模擬信號(hào)加到輸入端，首先抑制50Hz干擾，再進(jìn)行前置放大，高頻濾波電路對(duì)高頻點(diǎn)火花有較好的濾波作用，經(jīng)過(guò)過(guò)零檢測(cè)、帶通濾波、鑒幅電路、時(shí)間電路處理后，0～9、*、#等每一個(gè)鍵按下，DV就有一個(gè)正脈沖輸出。D1、D2、D4、D8輸出端上的解碼輸出，EN允許端輸入高電平時(shí)，才有D1、D2、D4、D8的輸出。CD22204輸出二進(jìn)制代碼是正邏輯，如圖4中接收及CPU原理圖所示。

D1、D2、D4、D8輸出數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過(guò)BG1、BG2、BG3、BG4組成的反相器反相后輸入到AT89C 2051的P1.7、P1.6、P1.5、P1.4口。設(shè)計(jì)液晶顯示屏便于觀察通信和檢測(cè)情況，個(gè)位顯示代碼總位數(shù)5，千位顯示動(dòng)態(tài)被檢測(cè)的位數(shù)5～1，十位顯示動(dòng)態(tài)的本機(jī)密碼0～9，百位顯示動(dòng)態(tài)代碼0～9。當(dāng)輸入五位代碼與本機(jī)五位密碼相等，并收到開(kāi)關(guān)信號(hào)（0—開(kāi)，#—關(guān)），功放開(kāi)關(guān)才動(dòng)作。若密碼不對(duì)或不按開(kāi)或關(guān)按鍵，無(wú)動(dòng)作。

在使用系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)將代碼預(yù)先存入存號(hào)存儲(chǔ)器或用重?fù)苕I，一次輸出代碼，以便快速準(zhǔn)確地輸入代碼。當(dāng)MCU檢測(cè)輸入代碼等于本機(jī)密碼和開(kāi)（*）或關(guān)（#）時(shí)，將從P3.5口輸出高電平，使BG6導(dǎo)通繼電器吸合打開(kāi)功放電源，或輸出低電平使BG6載上關(guān)斷功放電源，以達(dá)到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的控制。