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基于单片机的数控调频发射器设计

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第31卷第03期201煤矿机械V01.31No.03Mar?20100年03月CoalMineMachinery基频发射器设计(华东交通大学机电工程学院,南昌330013)摘要:基于AT89C51单片机与调频发射专用集成电路(BHl415F),采用软件与硬件相结合的方法实现设计要求。完成了键盘控制、LCD模块和调频发射模块的硬件电路设计。通过编写相应控制程序,实现键盘控制、频率设置和LCD显示发射频率等功能。该系统有结构简单,频率设置灵活等特点.可用于小范围的无线调频广播。关键词:单片机:调频;数控;设计中图分类号:TP368文献标志码:A文章编号:1003—0794(2010)03—0246—03DesignofNumericalControlFrequencyModulationLauncherBasedonMicroprocessorXIESan-mao(SchoolofMechanicalEngineering,EastChinaJiaotongUniversity,Nanchang330013,China)Abstract:Thedesignrealizesthesingle-chipAT89C51andthehardwarecircuitdesigndemandstoadoptfioftwal'eandhardwaredesignbasedonaspecificintegratedcircuitBH1415FofFMtransmitter.Itcompletesdesignofkeyboardcontrol,LCDdisplayandFMtransmitter.Tocompilethecontrolcodes.itrealizesthefunctionsofkeyboardcontrol,frequencychangeandLCDshow.,11lesystemhasthecharacteristicsofsimpleinsmallarea.structureandsettingfrequencyeasily.ItcanbeusedtowirelessFMbroadcastKeywords:microprocessor;frequencymodulation;numericalcontrol;design0前言采用模拟振荡器的小功率调频广播发射广播信号,发射频率固定单一,稳定性较差。使用数控调频发射模块制作小功率调频广播发射器,不仅稳定.|止J止J止且皿业.址j止业业业舢址业“J止业j止.王止J止舢舢“舢“姒舢舢“龇舢舢舢—止“扯舢舢jtj_L舢—址—址?“-.址员。Robot—Manipulator也为在校大学生工业机器人创新设计提供了强有力的工具。工业机器人在我国依然是一个幼稚产业.本软件的开发成功将会对我国工业机器人走向成熟起到积极作用。本文所述内容为本软件其他模块的开发奠定了基础。参考文献:[1]DuanJianzhong(段建巾),SymbolicRepresentationalSystemandGeneralDesigningaMethodforonRobotManipulatorIC].1n32ndInternationalSymposiumRobotics,seoul,southKoreadtpdl,2001.[2]郭兆荣,王彦著.VisualC++OpenGL应用程序开发【M】.北京:人图5方案选择及动画演不界面民邮电冉版社.2006.[3]StanleyB.I.ippman,JoseeL旬oie,李师贤、蒋爱军译.C++Primer中文版(第四版)LM].北京:人民邮电出版社.2009【4]AlanShalloway,JamesR.Trott著,徐亩声译.设计模式解析(第二版)[M].北京:人民邮电出版社,2009.[5】OpenGL体系结构审核委员会,邓郏祥译.OpenGL编程指南(第四版)[M].北京:人民邮电出版社,2005.[6]明El科技编著.MFC程序开发参考大全[M].北京:人民邮电出版礼.2007.作者简介:温鸿雁(1984一),女,山西长治人,硕士,从事先进制造技术研究,CAD/CAM研究。电子信箱:253912676@qq.COrtL责任编辑:于淑清收稿日期:2009-08--04关于动I田i演示.进一步的T作是允许用户自主控制各个关节的运动.由用户规定每个关节或手臂的运动学参数以及运动范围来控制机器人的运动。4结语工业机器人的全自动设计软件(结构设计、运动仿真、力学分析)尚未见国内外有任何报道。本软件基于一种全新的理论与算法开发了一种实用的工业机器人设计工具.使设计过程由手工阶段的经验走向理性.其面对的用户主要是工业机器人开发厂商的设计人员、学术及教育部门的机器人研究人一246一万方数据第3l卷第03期基于单片机的数控调频发射器设计——谢三毛V01.31No.03性好.而且能在一定范围内设置发射频率。能有效避免相互干扰。目前市面上大部分数控调频发射器使用的是专用数字信号处理芯片.使用单片机设计的较少.用单片机控制调频发射器可以存储发射频率。1系统硬件设计系统使用单片机控制调频发射器.发射频率的调整和预置发射频率可通过键盘实现。为了实现调频控制.采用调频发射专用集成电路BHl415F.内含立体声信号调制、调频广播信号发射电路.还有图1单片机控制与LCD显示连接电路前置补偿电路、限制器电路和低通滤波电路等,因1.3调频调制电路此具有良好的音色.并且调频发射频率可用单片机Rohm公司生产的调频发射专用集成电路通过串行口进行控制。控制器采用ATMEL公司的BHl415F。内含立体声信号调制、调频广播信号发射AT89C51.带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储电路。因为BHl415F内有前置补偿电路、限制器电器.高性能CMOS8位微处理器。32个端口可满足路、低通滤波电路等,因此具有良好的音色.传输频LCD显示、16(4x4)个操作按键的设计需要。单片机率非常稳定.并且调频发射频率可用单片机通过串应用系统包括了单片机、复位电路、时钟电路和键行口进行控制。它采用了单片机数据直接设定频盘电路及显示模块。单片机与调频发射芯片可直接率,可设定70.120MHz频率,符合设计要求。而且连接,通过对芯片的数据写入控制发射频率。使用上非常方便。它的CE引脚为芯片授权端:连续1.1单片机控制电路输入高电平数据。CK引脚为时钟输入端.DA引脚单片机控制电路如图1所示.P0口输出频率显为数据输入端。示数据,与LCD8位数据口相连.P1口接4x4矩阵2系统程序的设计键盘,P2口低3位与LCD控制引脚连接,P2.5、2.1系统主函数P2.6、P2.7三端口作为与BHl415F的通讯端口。当主函数先对系统初始化.预置发射频率为需要发射的音频信号通过BHl415F左右声道引脚99.9MHz.控制数据送入BHl415F。LCD显示“FM:输入后.声音信号就能以控制器设置好的发射频率99.9STE中ZYMRADIOON+_”.然后进入查键和通过天线发射出去。控制键盘采用矩阵式排列.用显示函数的循环。主函数程序流程如图2所示。逐行扫描查询法识别按键.其中前3键分别为加2.3BHl415F字节写入子函数0.1MHz键、减0.1MHz键和单声道/立体声控制键,其按照BHl415F字节传送要求。按低位先送、低余13个为频率数据预置键.发射频率范围为国家规字节先送的原则.程序流程如图3所示。定的调频广播频段范围87.0~108.0MHz。按键具体功能如下:Tl为加0.1MHz,T2为减0.1MHz.T3为哽置发射频率.数据送人BHl415立体声/单声道切换.T4~T16分别为预置频率108.0IMHz,106.0MHz,104.0MHz,102.0MHz,100.0MHz,显示预置频率98.0———_1MHz,96.0MHz,94.0MHz,92.0MHz,90.0MHz,89.0MHz,88.0MHz。87.0MHz按键。本电路使用12MHz晶振.串口通信。嚣1.2液晶显示模块液晶显示器具有体积小、重量轻、功耗极低和显示内容丰富等特点.在单片机应用系统中得到了图2系统主程序流程图3控制数据传送流程日益广泛的应用。本系统选朋的是16×2字符型液2.2控制命令合成晶显示模块LM016L.LM016L是2行16列液晶显BHl415F的频率控制字为2个字节.如图4所示,可显示2行16列英文字符,有8位数据总线示。2个字节中低11位(DO。D10)为频率数据,其值D0一D7和RS、R/W、EN三个控制端口(共14线)。工乘0.1即为BHl415F的输出频率(单位MHz)。高5作电压为5V。位(Dll~D15)为控制位。其中Dll(MONO)位为单一247—万方数据V01.31No.03基于单片机的数控调频发射器设计——谢i毛#definekeyioP1第31卷第03期/,键盘接口声道/立体声控制位.O时为单声道发射模式。l时为立体声发射模式。D12(PD0)、D13(PDI)位用于相位控制.通常为0。当分别为01和10时可使发射频率在最低和最高处。D14(T0)和D15(T1)为测试模式控制用。通常为00。当为lO时为测试模式。合成时将控制命令(5位)与数据的最高三位合成1个字节。/水木母拳木半枣木枣半宰枣木jIc木半,lc主程户手枣木,lc木母枣木球,lc母木,Ic宰木木木串木/voidmain(void){Send_16(Ox3e7,Ox01,OxOO);ui_TEMPL2=Ox01;MUTE=0:Disp0;CEwhile(1){read_key0;Disp0;)图4BHl415F的频翠控制罕CKDA3系统仿真与调试系统应用ISIS软件进行电路仿真和应用KEIL软件进行程序调试。在ISIS软件中画出原理图,向单片机加入需要调试的HEX文件.便可以进行仿真了。例如湿示模块的仿真,向单片机中加LCD显示子程序.电路中的液晶显示器便根据设置显示相关内容。软件的调试必须在开发系统的支持下进行。先分别调试各个模块程序。然后调试中断服务程序,最后调试主程序.将各部分连接进行调试。调试的范围可以由小到大、逐步增加。通常交叉使用单步运行、断点运行、连续运行等多种方式,每次执行完毕后。检查CPU执行现场、RAM的有关内容、110接El的状态等。发现一个问题,解决一个问题,直至全部通过。数控调频发射器部分C源程序#include<re951.h>}/:l=宰木半,Ic枣木木,Ic水宰宰木水木木水主程.F手,lc,Ic术,lc木:Ic,Ic木木,lc枣木枣木枣木木拳,4结语基于单片机的数控调频发射器克服了传统调频发射器发射频率单一.稳定性差。在相邻场地使用时经常会因频率相近而产生干扰或窜音。影响正常使用的缺点。它不但频率稳定性好,而且能在某一频率范围内设置发射频率.从而能有效地避免调频台的邻频干扰。参考文献:[1]周坚.单片机C语言轻松入门[M].北京航空航天大学H{版社,2006.[2]赵亮,侯国锐.单片机C语言编程与实例[M].人民邮电出版社,2003.[3]谢维成,杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计[M].清华大学出版社.2006.[43陈帮嫒.射频通信电路[M].北京科学出版社,2002.[51301颖.王春悦.数字通信原理与技术[M].北京邮电大学出版社。2002.#include<intrins.h>//_nop_0;延时函数用#inclllde<stdio.h>衔nclude<intrins.h>#defineueharunsignedchar#defineuintunsignedintE6]李光Z.李良儿,楼然苗,等.单片机C程序设计实例指导[M]。北航fI;版社.2005.作者介绍:谢i毛(1965一),江西吉安人,副教授,主要研究方向:检测技术与故障诊断。电子信箱:xiesanmo@ecjtu.jx.ca.责任编辑:于淑清收稿日期:2009-09—25电相绕组测量保护法帕电路模型煤炭科学研究总院合肥研究所和兖州矿业(集团)公司济宁二号煤矿研究出由电流传感器、可控双向电流源和电压测量、比较、报警等电路构成的电机绕组测量保护法的实用电路模型,并且找到了模型的智能化方案。其基本思路是把被测电机绕组看作1个元件而从交流电网巾隔离出来.成为一个孤立的被测支路。①为对被测支路进行直流测量.设置直流测试源:为保证被测支路流过单向恒定的直流,该电流源必须是双向可控的。②为给测试源提供实时控制电压.设置电流传感器.以检测被测支路中直流电流,且直流传感器和交流回路隔离。③为使传感器输出纯净的直流电平,设置滤波电路,以滤除交流成分。④为测量被测支路直流电阻,须测量该支路的直流压降,设置精密的电压测量电路。⑤为使直流测试系统和交流电网分离.在直流输入端和直流输出端设置交、直流隔离电路。⑥为能在温度超限时保护电机,设置比较电路和断电报警电路。(李剑峰)一248—万方数据基于单片机的数控调频发射器设计

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:

谢三毛, XIE San-mao

华东交通大学机电工程学院,南昌,330013煤矿机械

COAL MINE MACHINERY2010,31(3)0次

参考文献(6条)

1.周坚 单片机C语言轻松入门 2006

2.赵亮.侯国锐 单片机C语言编程与实例 2003

3.谢维成.杨加国 单片机原理与应用及C51程序设计 20064.陈帮嫒 射频通信电路 2002

5.刘颖.王春悦 数字通信原理与技术 2002

6.李光飞.李良儿.楼然苗 单片机C程序设计实例指导 2005

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2.学位论文 丁浩 超声波电机小型控制驱动系统的实用性研究 2007

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本论文主要研究并设计了用于超声波电机控制驱动的小型控制系统。其目的是针对市场需要,提供给用户一种价格较低、体积小、性能指标适中,操作简便,能够实现快速定位,速度可调节的标准的闭环控制器。

控制器的核心为MSP430F167。课题对外围检测、控制、驱动电路进行相关的研究和设计,并按照控制器的需求设计相应的软件。最后给出实验结果:系统运行稳定,速度曲线较为理想,达到了最初的设计要求。

系统总结了超声波电机的发展、特点、分类,通过与传统电磁电机的对比给出了超声波电机的广阔的应用前景。在此基础上,指出了超声波电机研究的发展方向,明确了本文的研究内容。

总结了环形行波型超声波电机的结构特点、运行机理,并在此基础上总结了环形行波型超声波电机调频、调相、调幅等控制方法以及推挽、半桥和全桥驱动逆变电路的优缺点。

本课题设计了基于超声波电机的控制驱动系统电路。首先,提出了本次设计的设计思想及目的;其次,介绍了本设计的控制器硬件电路具体设计过程以及调频调速的实现方式。然后,详细介绍了该控制系统的软件构成,包括上位机软件、下位机软件以及通讯部分。详细阐述了在本控制系统中的调速、定位原理。最后通过实验结果说明了该小型控制系统的有效性。

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对信号处理解调电路的测试,首先通过利用NI射频信号处理平台进行了模拟差频的解调处理,得到较为理想的包络波形,之后将信号处理部分和射频前端连接,通过进行推板试验,采集分析多普勒信号,得到了目标速度信息,并和实际目标速度对比,进一步论证了系统方案的正确性。在本文的最后,根据试验效果给出了改进方案,并结合器件发展水平给出了信号处理实现的优化方案。

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基于单片机的数控调频发射器设计

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