汽車智能MP3無線發(fā)射器的技術(shù)原理

汽車MP3無線發(fā)射器可以將MP3播放器內(nèi)存儲的音樂通過FM廣播方式發(fā)送，再通過FM調(diào)頻收音機(jī)接收，通過汽車音響播放。本文采用單片機(jī)AT89C52及數(shù)字鎖相環(huán)MC145152等芯片設(shè)計(jì)了汽車MP3無線發(fā)射器，從仿真結(jié)果與目標(biāo)樣機(jī)的運(yùn)行情況來看，均達(dá)到了預(yù)期效果。

系統(tǒng)組成

圖1為汽車智能MP3無線發(fā)射器的系統(tǒng)組成框圖，它主要由MC145152、MC1648組成數(shù)字鎖相環(huán)頻率合成器，采用變?nèi)荻O管MV209調(diào)頻。用戶可使用簡易的按鍵，通過單片機(jī)AT89C52控制并監(jiān)測發(fā)射頻率，同時(shí)利用液晶顯示器顯示反饋信息。另外，可使用串行口實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的通信，從而通過計(jì)算機(jī)對發(fā)射機(jī)進(jìn)行智能控制。音源不僅可以從車載MP3播放器獲取，還可以通過計(jì)算機(jī)甚至使用網(wǎng)絡(luò)資源提供。

圖1系統(tǒng)組成框圖

各組成模塊的設(shè)計(jì)

數(shù)字鎖相環(huán)頻率合成器的設(shè)計(jì)

本文采用MC145152，該芯片集成了晶振、參考分頻器、鑒頻/鑒相器、可編程分頻器等電路，簡化了電路設(shè)計(jì)。同時(shí)利用單片機(jī)來控制MC145152，確定分頻系數(shù)A、N和發(fā)射頻率的對應(yīng)關(guān)系。

頻率合成器的控制由單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，由式f0=(P×N+A)×fr(式中f0為VCO輸出頻率，P為圖1高速分頻器的分頻系數(shù)，N、A為單片機(jī)可編程分頻系數(shù)，fr為調(diào)頻步進(jìn)值)可知，輸出頻率可由A和N來控制，A和N的值分別從單片機(jī)的P2.2~P2.7(6位)和P0口(8位)向MC145152發(fā)送。本來發(fā)送N值需要10位數(shù)據(jù)線，但因?yàn)閒0屬于88~108MHz頻段，如果采用10KHz調(diào)頻步進(jìn)值fr，根據(jù)式f0=(P×N+A)×fr計(jì)算，可以得到N值最高位(N9，N8)恒為0，可省去單片機(jī)的輸出口，而將MC145152的N9、N8兩腳直接接地。

壓控振蕩器是頻率合成電路的關(guān)鍵部分，采用集成的VCO芯片MC1648，其工作電壓為5V，輸出頻率最高可達(dá)225MHz，輸出波形失真小，采用由變?nèi)荻O管MV09和電感組成的并聯(lián)LC諧振槽路，振蕩頻率將受變?nèi)荻O管的偏置電壓控制。

高速分頻器的設(shè)計(jì)

由于發(fā)射機(jī)的頻率高達(dá)88MHz ，MC145152無法對其直接分頻，必須先用ECL(非飽和型邏輯電路)的高速分頻器進(jìn)行預(yù)分頻，把頻率降低，然后由MC145152進(jìn)一步分頻，得到一個(gè)與參考頻率相等的頻率，并進(jìn)行鑒相。為使分頻系數(shù)連續(xù)可調(diào)，可編程分頻電路采用的是吞咽脈沖計(jì)數(shù)法，它由ECL的高速分頻器MC12022及MC145152內(nèi)部的÷A減法計(jì)數(shù)器和÷N減法計(jì)數(shù)器構(gòu)成。

控制電路設(shè)計(jì)和頻率計(jì)算

控制電路的作用包括：響應(yīng)按鍵輸入，控制液晶顯示，計(jì)算并向MC145152輸出控制信號以及監(jiān)測發(fā)射頻率。單片機(jī)使用11.0592MHz晶振，從X1、X2口接入，晶振的兩個(gè)引腳分別接30pF的負(fù)載電容到地。

測頻可利用單片機(jī)來完成。單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)用來計(jì)時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)基閘門信號，一個(gè)用來計(jì)數(shù)，計(jì)下閘門時(shí)間內(nèi)輸入的脈沖個(gè)數(shù)，然后經(jīng)換算得到實(shí)際輸入的頻率。

與MC145152類似，單片機(jī)同樣無法以高達(dá)88MHz的頻率直接進(jìn)行測量，必須先對發(fā)射頻率進(jìn)行預(yù)分頻，降到單片機(jī)能夠測量的頻率范圍，并轉(zhuǎn)換成為通用TTL電平，再接入測頻接口，所測結(jié)果采用液晶顯示。MC12022的輸出頻率至少為88MHz/64=1.375MHz，高于單片機(jī)的測頻上限，無法直接利用，因此需要再接一個(gè)分頻系數(shù)為100的分頻器，本文采用價(jià)格較低的分頻器74HC390。

VCO輸出頻率的范圍是88 MHz ~108MHz。首先應(yīng)確定參考頻率fc，fr為步長(頻率間隔)。 fr可由式1確定。