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毕业设计说明书

题目：简易无线话筒院（系）：桂林电子科技大学职业技术学院专业：电子信息工程系学生姓名： 00 学号： 1312220207 指导教师：梁德智

题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发

年月日

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摘要

随着数字技术的广泛使用，无线话筒成为越来越多用户首选的对象，无线话筒系统在广播、电影、戏剧和舞台制作以及公司、宗教和教育场所都是一个重要的组成部分。

功率无线话筒实际上就是一台小功率的无线电高频发射机，因其具有体积小、重量轻、电路简单，成本低、无电缆传送等特点，因而得到了灵活广泛的应用。无线话筒按调制方式可分为调频式和调幅式，前者由于具有通频带宽、动态范围大、传输距离远和抗扰性强等特点，所以应用较多。简易无线话筒的设计与实现结合了高频电子技术、电子线路设计、模拟电子技术等知识点，设计及实现这个实用性很强的课题，既可以在实践中巩固许多知识点，又可以根据自己的兴趣开发新功能，从而学习到新的知识点。

关键词：

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Abstract

With the wide use of digital technology, the wireless microphone become more and more users preferred target, wireless microphone system in radio, film, theatre and stage production and company, religious and educational establishments are an important part of. Power wireless microphone is actually a small power radio frequency transmitter, because of its small volume, light weight, simple circuit, low cost, no cable transfer characteristics, which have a flexible range of applications.

Wireless microphone can be divided according to the modulation and amplitude modulation frequency modulation, the former because of its frequency bandwidth, large dynamic range, long transmission distance and strong interference rejection and other characteristics, so the application of more.

Design simple wireless microphone and realize the combination of high frequency electronic technology, electronic circuit design, analog electronic technology knowledge, design and Realization of this very practical subject, not only can consolidate the knowledge in practice, and can be developed new features according to their own interests, to learn new points of knowledge

Keywords:

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1 绪论 ........................................................... 3 1.1 简易无线话筒的发展概况 ......................................... 1 1.2 研究简易无线话筒的目的及意义 ................................... 1 2 电路方案的确定 ............................................... 1 2.1 主要研究内容 ................................................... 1 2.2 电路设计思路及工作原理 ......................................... 1 2.2 电路原理图和PCB图 ............................................. 1

3硬件电路的设计...........................................4

3.1.1 元件清单 ..................................................... 4 3.1.2驻极体话筒介绍 ............................................... 6 3.1.3 其他元件介绍 ................................................. 3

4 元器件装配和电路焊接 ........................................ 6

4.1.1装配注意事项 ................................................. 6 4.1.2元器件装配 ................................................... 7 4.2.3电路焊接. .................................................... 8

5 简易无线话筒调试 ............................................. 9 6 结论 .......................................................... 10 谢辞 ............................................................. 17 参考文献 ........................................................ 18 附录一 ........................................................... 19 附录二 ........................................................... 14

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1 绪论

1.1 简易无线话筒的发展概况

随着数字技术的广泛使用，无线话筒成为越来越多用户首选的对象无线话筒系统在广播、电影、戏剧和舞台制作以及公司、宗教和教育场所都是一个重要的组成部分。随着数以万计的设备使广播频率变得拥挤以及用户对无线话筒系统需求的增加，理解无线话筒系统的设计和操作的概念经成为专业用户所关注的问题。

由于可用的频谱越来越少，在北美DTV（数字电视）广播的出现使得无线系统的运行更加复杂困难。DTV也同样出现在欧洲,它已成为未来可能出现的频谱拥挤现象的另一标志.。鉴于以上这些事实，随着无线话筒、内部通讯联络系统、耳内监听系统和其他应用在各类制作的无线电通讯设备的日益普及，对于无线系统扎实的，技术性理解需求是前所未有的。

1.2研究简易无线话筒的目的及意义 1、了解单管无线话筒的构造与工作原理。

2、希望通过这个简易无线话筒的设计与制作，我们能更好的了解所学的专业知识，增强自己的动手操作能力以及解决问题的能力。

3、在制作过程中，增加自身的动手能力，加强自身对故障的解决能力，为以后的工作学习打下坚实基础。

2 电路方案的确定

2.1 主要研究内容

调频收音机的调频接收范围是88—108MHZ。因此，无线话筒应将声音调制在这个范围内。人的声音又称音频信号，其频率在20—20000HZ范围内。当用无线电发射出去时，必须将音频信号放在载波上。这一过程城为无线电调制，相对于载波而言，音频信号称调制信号。调制有两种方式，及调幅和调频，所谓调幅即用调制信号去影响在博得幅度，从而完成调制信号与载波的叠加形成无线电波。所谓调频，使用调制信号去影响载波的频率，从而完成调制信号与载波的叠加，形成无线电波。 2.2电路设计思路及工作原理 2.3

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标志位低电平，表示不忙，否则指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块哪里显示字符，1602的内部显示地址如图14所示：

图14 LCD1602内部地址

LCD1602初始化指令：延时15mS

写指令38H（不检测忙信号）延时5mS 写指令38H（不检测忙信号）延时5mS

写指令38H（不检测忙信号）

以后每次写指令和读/ 写数据操作均需要检测忙信号写指令38H：显示模式设置写指令08H：显示关闭写指令01H：显示清零写指令06H：显示光标移动设置写指令0CH：显示开及光标设置 4.1.2 键盘读键子程序 char readkey(void) {

char temp,temp1,char key; temp=p3; delay(100);

if((temp1=p3)==temp) {

temp=temp&0x0f; switch(temp) {

case 0x0e: key=1;break; Case 0x0d: key=2;break; case 0x0b: key=3;break; case 0x07: key=4;break; default;key=0; } }

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return key; }

4.2 数字调节与收音控制程序设计 4.2.1 TEA5767HN读写寄存器

吃透芯片的寄存器是编好程序的关键，TEA5767HN有5个写寄存器和5个读寄存器，每个寄存器可存储8位数据。写寄存器可以存储控制信息，包括软件静音、模式选择、PLL可编程计数器的设置、向上向下搜索模式选择、静左／右音频、可编程端口的设置、待机节能模式、欧洲／日本频段选择、晶振频率选择、ADC门限设置、去加重设置等。

读寄存器可检测接收电路状态，反馈控制信息，包括搜索到有效电台标志位、搜索到有效电台后PLL可编程计数器的状态、4 b ADC的输出、以及7 b IF中频输出。在采用I2C协议进行通信时，输入电压小于0.2VCCD就被认为是高电平，大于0.45VCCD就被认为是高电平，高电平和低电平的持续时间必须要大于1us，在编程模拟I2C协议时要特别注意到这个时间。

4.2.2 TEA5767HN的数据传输

TEA5767HN的数据顺序是：地址、字节1、字节2、字节3、字节4、字节5，数据传送必须按照这个顺序。每个字节将控制不同的功能。

每个字节的第七位为最高位，并作为字节的第一位传送。在时钟的下降沿，数据变为有效信号。在每一字节后面加停止信号可以缩短传送时间。在整个传输完成之前，发送一个停止条件，其保留的字节将包含以前的信息。如果一个字节没有传送完，新的字节将被使用，但新的调谐周期不会开始。

4.2.3 TEA5767HN的读写流程

根据TEA5767HN的读写协议，调用公用I2C驱动即可编写出TEA5767HN的读写函数：radio_write()，radio_read()。它们可为手动搜台、自动搜台等FM功能调用，以实现程序的模块化，优化程序结构。其中I2C_Start(FM)和I2C_Stop(FM)分别表示启动和停止I2C总线，Check_(FM)为应答信号。读写流程如图15所示：

图15 TEA5767HN读写流程图

4.2.4 收音模块的控制

收音机子程序处理中，在手动搜台时候，只需要给收音机发完命令字，以及频率，然后收音模块就读取所发送的频率，等待100ms进行数据处理和分析，判断是否收到电台，如果没有收到电台，频率增加（减少）0.1MHZ，再次继续读取频率所发送的频

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率；如果收到了电台就可以直接返回了。因为收音模块是用飞利浦公司的TEA5767数字立体声FM芯片，具有灵敏度高，自动增益控制等功能，所以在收音效果上是比较好的。

5 系统测试

5.1 硬件调试

硬件调试主要分成两大块：上电前的调试和上电后的测试。（1）上电前的测试

在上电前，必须确保电路中不存在断路或短路情况，这一工作是整个调试工作的第一步，也是非常重要的一个步骤。在这部分调试中主要使用的工具是万用表，用来完成检测电路中是否存在断路或者短路情况等。

通过万用表的检测，没有发现短路和断路的地方，电路基本正常。（2）上电后的测试 ①电源的测试

当USB由电路接入PC机时，用万用表打到电压档检测USB供电后是否为5V左右，然后检测单联拨动开关是否有效，当拨动开关后电源指示灯亮说明开关有效,拨动开关后检测接入单片机电压是否为5V左右。

5.2 软件调试

（1）单片机最小系统的测试

当拨动单联开关时，检查STC89C52的电源指示灯是否会亮，然后连接单片机的TXD、RXD和PL2303的RXD、TXD(已经通过导线连接起来了)。两者是一一对应起来的，这时用stc单片机烧写程序软件STC_ISP_V483下载程序，看看能否将程序下载到单片机内。此时前提条件是PL2303电路正常，PC机能够识别COM口,否则无法下载。如果能下载成功后，使用复位键，看看电路能否复位。

问题：单片机下载程序不成功，前提硬件是正确的。

解决方案：可能USB下载器上的TXD，RXD对应单片机上的TXD，RXD不正确。正确的接法是USB下载器上的TXD，RXD对应单片机上的RXD，TXD。也有可能波特率设置问题，默认最高波特率为115200，可以把波特率最高改为9600。

（2）LCD1602与单片机连接电路的测试

用Keil软件编写一简单的程序，通过STC_ISP_V483下载软件下载程序到单片机内，让LCD1602显示出两行字符，用来检测LCD1602与单片机连接电路是否能显示正常。

（3）TEA5767模块与单片机连接电路的测试

通过Keil软件编写TEA5767模块与单片机通信程序,使得LCD1602能够显示频

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道。

问题:有时按加（减）0.1M频率时，LCD1602不显示频率增长（减少）。解决方案：按键扫描时间过长，所以通过改写程序使得扫描时间缩短，使LCD1602显示屏能够灵敏地反应频率的增加和减少。

5.3 整机调试

用Keil编写完整个工程文件后，首先先确保LCD1602液晶、单片机、TEA5767模块能正常工作，然后在通过STC_ISP_V483软件下载程序到单片机内，查看其现象，然后一步一步慢慢调试程序和硬件使其达到指标。

6 结论

软硬件都设计好之后，要把编号的程序下载到单片机内。下载工具可以用此前实习时焊接的简易单片机开发板，下载软件可以用STC_ISP_V480。在调试软件时，由于开始时没有定义好参数，导致程序虽没错误却难以实现预想的功能，后经反复仔细检查终于发现，并解决了问题。在调试整机系统时,能够放大输入的微弱语音信号，但是扩音器效果也不是太好，PAM8403功放板功率不是很高，喇叭放出声音不是太大，但是也能基本实现扩音功能。

基于单片机控制的收音机的搜索的频率范围为87.5~108MHz，能够接收到6~8个电台，由于没有专用天线，电路板质量也不高，再加上电台本身信号强度的问题，有3~4个电台的音质效果不是很好，干扰很大。总体来说本次课题还是比较成功的。

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谢辞

在整个论文实验和论文写作过程中，梁老师对我进行了耐心的指导和帮助，提出严格要求，引导我不断开阔思路，为我答疑解惑，鼓励我大胆创新，使我在这一段宝贵的时光中，既增长了知识、开阔了视野、锻炼了心态，又培养了良好的实验习惯和科研精神。在此，我向我的指导老师表示最诚挚的谢意！

本论文是在梁德智老师的悉心教导下完成的，是他在我最困难的时候给了我及时的提醒与帮助。字里行间都流露着导师的谆谆教诲。本人在与导师的多次交流过程中被导师诲人不倦的态度和渊博的知识深深地所折服。正是因为有了导师如此敬业的指导，本人才能顺利完成本篇论文。梁德智老师精深的学术造诣，博大的思想体系，宽广的胸襟气魄是我毕业追求的目标。梁老师渊博的学识、严谨踏实的治学态度、实事求是、勤奋刻苦的作风以及对问题的独到见解见解和洞察力给我留下深刻的印象，我将受益终身！在此，向梁老师表示深深的谢意，并致以崇高的敬礼。

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参考文献

[1] 谭浩强.C语言程序设计2版[M].北京：清华大学出版社，2008.11. [2] 童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2006.5. [3] 朱兆优.单片机原理与应用[M].北京：电子工业出版社，2010.9.

[4] 王辉平.基于IIC 总线数字收音机的控制实现[J]．仪表技术，2008（11）：56-58. [5] 余修武.USB接口技术在嵌入式系统中的应用研究[J]．电子技术应用，2008（10）：151-153.

[6] 林峰．采用TEA5767的调频收音电路设计[J]．电声技术，2005（4）：35-36． [7] 辛友顺.单片机应用系统设计与实现[M].福州:福建科学技术出版社,2005. [8] 冯建华.单片机应用系统设计与产品开发[M].北京:人民邮电出版社,2004. [9] 沈红卫.单片机应用系统设计实例与分析[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.

[10] 徐明雪.用单片机控制TEA5768H L设计数字调谐FM收音机[J].无线电, 2005(7):92-93.

[11] 张俊谟.单片机中级教程—原理与应用北京[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.10.

[12] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程.北京：电子工业出版社，2009.01. [13] 张有德等.单片微型机原理、应用与实验[M].上海：复旦大学出版社，2006.10.

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附录一

附图1 扩音器原理图

附图2 扩音器PCB图

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附录二

#include

#define uchar unsigned char #define uint unsigned int #include%uchar input_frq_lab=0; uchar input_sti_lab=0; uchar frq_wei=0; uchar tai_wei=0; uchar frq[10]={0}; uchar tai[4]={0}; uchar temp_wei=0; uchar st_num=0;

code uchar dis_fr[]=\code uchar dis_fb[]=\extern uchar flash; extern uchar sti_flash; extern uchar flash_temp=0; uchar stion_h[2];

extern unsigned char radio_write_data1[5]; void set_stions(uchar a) { EA=0;

rdnbyt(0xa0,a*2,2,stion_h); radio_write_data1[0]=stion_h[0]; radio_write_data1[1]=stion_h[1]; radio_write_data1[2]=0x20; radio_write_data1[3]=0x11; radio_write_data1[4]=0x00; radio_write(); radio_read();

frequency=frequency+20; EA=1; }

void main(void)//主程序

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{

uchar a,b,key; //按键所要的变量 ini_int(); //中断和系统设置 init(); //屏幕初始化 set_stions(1); //设置第一个电台 radio_write(); //写电台频率 disp_chin_st(\调频收音机\disp_chin_st(\电台频率：\disp_chin_st(\电台编号：\disp_uchar(st_num,55,4); disp_chin_st(\调频收音机\

//------------------------------------------- frq[0]=1; frq[1]=0; frq[2]=7; frq[3]=5;

set_frq(frq);//设置电台频率并送数据到收音头 //------------------------------------------- //while(1) //auto_search(0);

//---------------键盘扫描开始-------------------- while(1) {

for(a=0;a<4;a++) //让行线依次出现底电平（四次同样的循环） {

P2=~(0X80>>a); //让行线依次出现底电平，列线为输入状态（这里把高4位做行线，低四位做列线）

if((P2&0x0f)==0x0f)//假如没按键按下，这时候，列线不会检测到低电平 {

key=0; } else {

for(b=0;b<4;b++)//假如按键按下，这时候，列线会检测到低电平

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{

P2=~(0X08>>b); if((P2>>4)!=0X0F)

break; //让列线依次出现低电平行线检测，看哪列有按键按下 } P2=0X0F;

while((P2&0X0F)!=0X0F);

key=a*4+b+1; //每行有四个按键，所以所得到的行数*4加按键的列数，就是被按下的位置，这里加1是想跳过0。

break; } }

//------------键盘扫描结束---------------------- switch(key) { case 0: break; case 16: auto_search(0);

disp_int(frequency/10,55,2); break; case 12: auto_search(1);

disp_int(frequency/10,55,2); break; key=0; } } }

#include\#include\#include\#define max_freq 108000 #define min_freq 87500

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unsigned char radio_write_data[5]={0xb1,0xa0,0x20,0x11,0x00}; //要写入TEA5767的数据

unsigned

char

radio_write_data1[5]={0x31,0xa0,0x20,0x11,0x00};

//要写入TEA5767的数据

unsigned char radio_read_data[5]; //TEA5767读出的状态

unsigned int default_pll=0x29c2;//0x29f9; //默认存台的pll,87.8MHz

unsigned int pll=0; float frequency=0; void get_frequency(void); extern void sta();

extern void wrbyt(unsigned char byt); extern bit iic_testack() ; extern void mack(); extern void stop();

extern unsigned char rdbyt(); extern uchar frq[10]; sbit ds_1302=P1^5; void radio_write(void) {

unsigned char i; stop(); sta();

wrbyt(0xc0); //TEA5767写地址 if(!iic_testack()) {

for(i=0;i<5;i++) {

wrbyt(radio_write_data1[i]); mack(); } }

stop(); }

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//读TEA5767状态,并转换成频率 void radio_read(void) {

unsigned char i;

unsigned char temp_l,temp_h; pll=0; stop();

sta();

wrbyt(0xc1); //TEA5767读地址 if(!iic_testack()) {

for(i=0;i<5;i++) {

radio_read_data[i]=rdbyt(); mack(); } } stop();

temp_l=radio_read_data[1]; temp_h=radio_read_data[0]; temp_h&=0x3f;

pll=temp_h*256+temp_l; get_frequency(); }

//由频率计算PLL void get_pll(void) {

unsigned char hlsi; unsigned int twpll=0;

hlsi=radio_write_data[2]&0x10; if (hlsi)

pll=(unsigned int)((float)((frequency+225)*4)/(float)32.768); //频率单位:k

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else

pll=(unsigned int)((float)((frequency-225)*4)/(float)32.768); //频率单位:k

}

//由PLL计算频率 void get_frequency(void) {

unsigned char hlsi; unsigned int npll=0; npll=pll;

hlsi=radio_write_data[2]&0x10; if (hlsi)

frequency=(unsigned //频率单位:KHz

else

frequency=(unsigned //频率单位:KHz

}

//手动设置频率,mode=1,+0.1MHz; mode=0:-0.1MHz ,不用考虑TEA5767用于搜台的相关位:SM,SUD

void search(bit mode) {

radio_read(); if(mode) {

frequency+=50;

if(frequency>max_freq) frequency=min_freq; } else {

frequency-=50;

if(frequency

long)((float)(npll)*(float)8.192-225);

long)((float)(npll)*(float)8.192+225);

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} EA=0; get_pll();

radio_write_data1[0]=pll/256; radio_write_data1[1]=pll%6; radio_write_data1[2]=0x20; radio_write_data1[3]=0x11; radio_write_data1[4]=0x00; radio_write(); EA=1; }

void set_frq(uchar *frq_m) {

EA=0;

frequency=(float)((*frq_m)*1000+(*(frq_m+1))*100+(*(frq_m+2))*10+(*(frq_m+3)))*100;

if((frequency<87500)||(frequency>108500)) { EA=1; *frq_m=0; *(frq_m+1)=0; *(frq_m+2)=0; *(frq_m+3)=0; return; }

get_pll();

radio_write_data1[0]=pll/256; radio_write_data1[1]=pll%6; radio_write_data1[2]=0x20; radio_write_data1[3]=0x11; radio_write_data1[4]=0x00; radio_write(); EA=1; }

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void auto_search(uchar dec) { int k=0;

unsigned char aa[6]={0}; ds_1302=0; radio_write(); if(dec) {

while(frequency

get_pll();

radio_write_data1[0]=pll/256; radio_write_data1[1]=pll%6; radio_write_data1[2]=0xA0; radio_write_data1[3]=0x11; radio_write_data1[4]=0x00; radio_write_data1[0]|=0x40; radio_write(); for(k=0;k<20000;k++) EA=0;

radio_read();

if((radio_read_data[0]&0x80)) { EA=0; frequency+=50; return; } }

frequency=min_freq; } else {

while(frequency>min_freq) {

get_pll();

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radio_write_data1[0]=pll/256; radio_write_data1[1]=pll%6; radio_write_data1[2]=0x20; radio_write_data1[3]=0x11; radio_write_data1[4]=0x00; radio_write_data1[0]|=0x40; radio_write(); for(k=0;k<20000;k++) EA=0;

radio_read();

if((radio_read_data[0]&0x80)) { EA=0; frequency-=50; return; } }

frequency=max_freq; } }

#include \

#define uchar unsigned char #define uint unsigend int

xdata uchar delay_1s=0; //连按时间存放 xdata uchar have_down=0; //有下降按件按下 xdata uchar key=0;

xdata uchar oldkey=0; //上次按件号 xdata uchar newkey=0; //本次按件号 xdata uchar eq_time=0;

xdata uchar eq_key_lab=0; //连按标志 xdata uchar inputtime=0; xdata uchar input_sttime=0; xdata uchar inputtime_lab=0; xdata uchar input_sttime_lab=0; sbit key_16 =P1^7;

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sbit key_15 =P1^6; sbit key_14 =P1^5; sbit key_13 =P1^4; sbit ds_1302=P1^5;

extern uchar input_frq_lab; extern uchar input_sti_lab; extern uchar frq_wei; uchar flash=0; uchar sti_flash=0;

extern void display_char(uchar char_[18],uchar f_cl,uchar b_cl,uchar x,uchar y);

void ini_int(void) {

EA=0; EX0=0; ET1=0; EX1=0; ET0=1; PT1=0; PT0=1; PX1=1; PX0=0; IT0=1; TMOD=0X01; TH0=0X00; TL0=0X01; TR0=1; EA=1; }

void time_int()interrupt 1 {

uchar a=0; uchar b=0; uchar c=0;

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uchar d=0; uchar e=0; uchar f=0; uchar j=0; uchar k=0; uchar m=0; TH0=0X00; TL0=0X00; P1=0XFF;