基于STC單片機和QN8027的微型FM發(fā)射器

謝曉茜

摘要：該文論述了一個微型FM發(fā)射器的設(shè)計，采用STC單片機控制QN8027發(fā)射IC實現(xiàn)FM發(fā)射，可以用于家庭娛樂等場合進行短距離音頻信號的無線傳遞。

關(guān)鍵詞：單片機；發(fā)射IC；FM

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）17-0254-02

1背景

在家庭等場所，開路電視的聲音會對他人產(chǎn)生干擾，為此，需要將聲音傳輸?shù)浇邮照撸邮照呤褂枚鷻C進行收聽。這種傳輸是單向的；點到面，也就是說聲音信號從電視接收機這點傳輸?shù)?個及以上的接收者；傳輸?shù)木嚯x在10米內(nèi)。傳輸?shù)姆绞椒譃橛芯€和無線兩種，無線適用于在一定范圍不確定數(shù)量或移動的接收者。

2發(fā)射器方案設(shè)計

無線音頻傳送有數(shù)字、模擬兩種技術(shù)，數(shù)字方式信號質(zhì)量高，但成本高。模擬方式成本低，但信號質(zhì)量較數(shù)字方式低。根據(jù)應(yīng)用的要求，本方案采用模擬方式以獲得較好的性價格比。

市場上有多種模擬FM發(fā)射IC，各有各特點。本方案選擇的是QN8027，其對輸入的模擬音頻信號進行數(shù)字化，然后采用數(shù)字技術(shù)對音頻進行基帶處理，最后再變換成模擬信號進行調(diào)頻發(fā)送。芯片體積小，外圍元件少，無需進行調(diào)整，技術(shù)指標高。其控制采用12C總線。

為了對QN8027進行設(shè)置發(fā)送頻率等控制，選擇了8位單片機。為了保存接收頻率等參數(shù)，單片機應(yīng)該自帶EEPROM。因為對STC單片機比較熟悉，就選擇了STC15系列的IRC15W415AS單片機。為了顯示信息，本方案還裝了LCD1602顯示屏，顯示發(fā)射頻率音量等信息。

3核心器件簡介

3.1 FM發(fā)射芯片QN8027

QN8027是Quintic公司生產(chǎn)的一款FM發(fā)射芯片，具有體積小，功能全，功耗低，頻率范圍為76MHz—108MHz，步進為50KHz、100KHz，200KHz。預(yù)加重為50/75us可設(shè)定。圖1是QN8027框圖（來源于QN8027數(shù)據(jù)手冊）。

其處理流程為：模擬音頻信號輸入后，進行幅度調(diào)整、A/D變換、預(yù)加重，然后形成MPX信號，再進行調(diào)制，最后進行功率放大輸出。內(nèi)部采用數(shù)字信號處理技術(shù)以保證較高的指標，輸出具有天線自調(diào)諧功能。

3.2單片機IRC151V415AS

15系列是STC15系列單片機中性能較高的系列，采用增強型51內(nèi)核，速度比傳統(tǒng)51單片機快5—10倍。IRC15W415AS是用戶可以IAP（在應(yīng)用可編程）的芯片，擁有15.5Kflash，512字節(jié)ram，通過IAP可以將flash當EEPROM使用，用于保存頻率等參數(shù)?？梢允褂脙?nèi)部24MHz，也可以使用外部24MHz晶體。本身不具備12C總線，但可以使用普通10口模擬12C總線通信。本方案采用的是SOP28封裝，使用外部24MHz晶振。

4電路設(shè)計

方案使用的電路核心原理圖如下圖2所示。單片機使用P1.1和P1.2分別連接QN8027的SDA和SCL，用于同QN8027通信，設(shè)置頻率等參數(shù)和讀取其內(nèi)部信息。單片機使用P2口連接LCD1602顯示屏的數(shù)據(jù)線，P3.4連接LCD1602的RS腳，用于命令和數(shù)據(jù)選擇，P3.5連接LCD1602的RW，進行讀寫控制，P3.6連接LCD1602的cs腳，進行片選。K1，K2，K3為按鍵，配合LCD1602完成頻率的參數(shù)設(shè)置功能。

5程序設(shè)計

5.1程序的流程圖

如圖3所示，開機后先讀取存儲的頻率等參數(shù)，然后對QN8027進行初始化，啟動發(fā)送，后期檢查是否有按鍵，進行按鍵處理，若用戶修改了頻率等參數(shù)，需保存該設(shè)定值，然后重新對QN8027進行初始化，再啟動發(fā)送。

5.2程序代碼

6小結(jié)

本方案使用QN8027和IRC15W415AS設(shè)計制作了一個微型FM發(fā)送器，經(jīng)測試傳送效果良好，達到設(shè)計要求。