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單片機型FM有線/無線遙控廣播系統(tǒng)
摘要：闡述雙音頻通信的基本工作原理；結(jié)合FM有線/無線遙控廣播系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，介紹一種適合單片機系統(tǒng)的雙音頻通信方案，設(shè)計具體的硬件接口電路，說明其工作原理；給出應(yīng)用于雙音頻的程序流程及在工作中應(yīng)注意的一些問題。引言
在許多單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，常常利用電信號與非電信號，來傳送控制信號和數(shù)據(jù)信息，以實現(xiàn)遙控或遙測的功能，例如光信號、超聲波信號、電脈沖信號等。而本FM有線/無線遙控廣播系統(tǒng)中，是使用雙音頻電信號發(fā)送接收挖出，實現(xiàn)對FM有線/無線廣播的遠程控制管理。這種雙音頻通信具有控制簡單，實施方便，傳輸可靠，而且造價低廉的特點，也是一種較為常用的通信方式。實現(xiàn)單片機系統(tǒng)雙音頻通信的關(guān)鍵在于雙音頻接收電路設(shè)計和應(yīng)用，以及檢測程序的設(shè)計。
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)的通信是電話撥號收發(fā)的一種雙音頻通信方式，是一項可靠、成熟的通信技術(shù)。它取代了傳統(tǒng)的電話撥號脈沖通信方式，成為現(xiàn)代電話通信撥號的主要通信方式。它對傳輸電路的要求低，傳送的距離遠，而且具有通用多種型號的雙音頻元器件以備選用，通過普通的電話就可以獲得發(fā)送信號和編碼。再經(jīng)過FM捷變頻立體聲調(diào)頻調(diào)制器的調(diào)制，采用立體聲的兩個聲道，左聲道輸入廣播音頻信號，右聲道輸入用于控制雙音頻信號，以避免控制信號干擾廣播音頻信號。FM調(diào)制信號可經(jīng)過有線電視網(wǎng)絡(luò)，或者經(jīng)過發(fā)射到空間的電磁波傳送到收發(fā)端的接收機。接收機天線接收到射頻信號后，檢波獲得立體聲兩個通道的音頻信號。從立體聲輸出的左聲廣播音頻信號經(jīng)功放放大輸出；而右聲道的雙音頻控制信號經(jīng)雙音頻解碼電路解碼，獲得二進制代碼送到OTP單片機端口。根據(jù)設(shè)置在接收機內(nèi)單片機的機號編碼開啟和關(guān)閉接收機功放部分的電源，實現(xiàn)遠程控制FM接收機的各個廣播點目的。
2 遙控廣播系統(tǒng)發(fā)送接收器的硬件電路設(shè)計
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，也可以采用一臺質(zhì)量較好，帶有撥號數(shù)字顯示和存儲電話號碼功能的電話機改裝。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點電壓在電話拿線的情況下為6～12V，再加上一臺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一樣用按鍵的方法，或用存入存儲器，或重撥等方式輸出被遙控的廣播點密碼，并經(jīng)過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從FM調(diào)制器，通過空間（無線）或者射頻電纜（有線）傳送到FM接收機后，從左右聲道分別輸出廣播音頻和控制雙音頻代碼信號。雙音頻代碼信號經(jīng)CD22204雙音頻解碼器輸出二進制代碼代碼給AT89C2051單片機的P1輸入口，檢測密碼并執(zhí)行開啟或關(guān)閉功放的控制動作。CD22204是美國無線電公司（RCA）的產(chǎn)品，內(nèi)部工作原理如圖3所示。它對標(biāo)準(zhǔn)的雙音頻編碼信號具有檢測和輸出的能力。其工作原理是，當(dāng)模擬信號加到輸入端，首先抑制50Hz干擾，再進行前置放大，高頻濾波電路對高頻點火花有較好的濾波作用，經(jīng)過過零檢測、帶通濾波、鑒幅電路、時間電路處理后，0～9、*、#等每一個鍵按下，DV就有一個正脈沖輸出。D1、D2、D4、D8輸出端上的解碼輸出，EN允許端輸入高電平時，才有D1、D2、D4、D8的輸出。CD22204輸出二進制代碼是正邏輯，如圖4中接收及CPU原理圖所示。
D1、D2、D4、D8輸出數(shù)據(jù)信號經(jīng)過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)計液晶顯示屏便于觀察通信和檢測情況，個位顯示代碼總位數(shù)5，千位顯示動態(tài)被檢測的位數(shù)5～1，十位顯示動態(tài)的本機密碼0～9，百位顯示動態(tài)代碼0～9。當(dāng)輸入五位代碼與本機五位密碼相等，并收到開關(guān)信號（0—開，#—關(guān)），功放開關(guān)才動作。若密碼不對或不按開或關(guān)按鍵，無動作。
在使用系統(tǒng)時，應(yīng)將代碼預(yù)先存入存號存儲器或用重撥鍵，一次輸出代碼，以便快速準(zhǔn)確地輸入代碼。當(dāng)MCU檢測輸入代碼等于本機密碼和開（*）或關(guān)（#）時，將從P3.5口輸出高電平，使BG6導(dǎo)通繼電器吸合打開功放電源，或輸出低電平使BG6載上關(guān)斷功放電源，以達到點對點，或點對多點的控制。
3 遙控廣播系統(tǒng)接收器的軟件設(shè)計
3.1 RAM分配
10H 個位顯示寄存器，顯示密碼位數(shù)5。
11H 十位顯示寄存器，顯示動態(tài)密碼數(shù)0～9。
12H 百位顯示寄存器，顯示動態(tài)輸入代碼數(shù)0～9。
13H 千位顯示寄存器，顯示動態(tài)密碼位數(shù)5～1。
17H 1ms延時初值寄存器。
30H 個位密碼數(shù)，本機為1。
31H 十位密碼數(shù)，本機為2。
32H 百位密碼數(shù)，本機為3。
33H 千位密碼數(shù)，本機為4。
34H 萬位密碼數(shù)，本機為5。
3.2 程序軟件設(shè)計
軟件由主程序、密碼校對子程序、液晶顯示器子程序、T0定時中斷、10
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