Синтезатор частоты УКВ радиостанции

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА «РОБОТОТЕХНИКА И МЕХАТРОНИКА»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту:

«Синтезатор частоты УКВ радиостанции»

Специальность: «Мехатроника»

студент Опрятнов П.С.

Руководитель проекта (работы): доцент Герасимов В. А.

Ростов - на - Дону 2010 г.

Содержание

Введение

1. Составление схемы электрической структурной

2. Составление схемы электрической функциональной

3. Описание элементной базы

3.1 Резисторы

3.2 Конденсаторы

3.3 Транзисторы

3.4 Диоды

3.5. Дисплей МТ-10Т7

3.6 Микросхемы

3.6.1 Синтезатор частоты LM7001J

3.6.2 Стабилизатор напряжения 78L05

3.6.3 Микроконтроллер AT90S2313

4. Описание работы устройства

5. Алгоритм работы устройства и программное обеспечение

Заключение

Список использованных источников

Введение

Термин контроллер образовался от английского слова to control - управлять. Эти устройства могут основываться на различных принципах работы от механических или оптических устройств до электронных аналоговых или цифровых устройств.

Контроллеры требуются не только для больших систем, но и для малогабаритных устройств таких как радиоприёмники, радиостанции, магнитофоны или сотовые аппараты. В таких устройствах к контроллерам предъявляются жёсткие требования по стоимости, габаритам и температурному диапазону работы. Этим требованиям не могут удовлетворить даже промышленные варианты универсального компьютера. Приходится вести разработку контроллеров на основе однокристальных ЭВМ, которые в свою очередь получили название микроконтроллеры.

Однокристальные микроконтроллеры стремительно занимают ведущее место в электронной аппаратуре. И если каких-нибудь десять лет назад они могли быть использованы при проектировании только профессионалами -- слишком много требовалось дорогостоящих средств для их программирования, -- то сегодня их используют даже радиолюбители.

Именно микроконтроллер сегодня формирует облик бытовой аудиотехники, видеотехники, средств связи. С передних панелей радиоприемников, магнитол, телевизоров исчезли шкальные индикаторы, ручки настройки, ползунковые регуляторы, переключатели. Их заменили жидкокристаллические табло и кнопки. Десятки разнообразных микросхем, составляющих электронное «нутро» аппаратуры, должны согласованно функционировать, обеспечивая наилучшие технические характеристики и удобство эксплуатации. Решая задачу сопряжения цифровых устройств, разработчики компьютерной техники связали их между собой посредством шин, а способы передачи информации назвали протоколами и стандартизировали их основные принципы.

Если говорить об аналоговой технике, то специализированные аналоговые микросхемы испокон веков имели уникальные собственные выводы для подключения элементов, с помощью которых устанавливались их рабочие режимы или осуществлялись регулировки в процессе эксплуатации. Объединять эти выводы с целью выполнения универсальной регулировки не представлялось возможным. Современные микросхемы, предназначенные для использования в новой аппаратуре, снабжены цифровым интерфейсом, «спрятали» настроечные выводы внутрь микросборок, а управлять их режимами программно.

Темой курсового проекта, является синтезатор частоты УКВ радиостанции.

1. Составление схемы электрической структурной

На основании анализа схемы электрической принципиальной были выделены основные функциональные элементы, и разработана схема электрическая структурная представлена на рисуноке 1.1.

Рисунок 1.1 - схема электрическая структурная

Схема содержит: микроконтроллер, кнопки управления, супервизор для предотвращения потери информации, микросхему синтезатора, пропорционально-интегрирующий фильтр, ГУН и буфернно-усилительный каскад.

Команды, поступающие с кнопок управления, обрабатываются микроконтроллером, и на дисплее выдается соответствующая информация. С микроконтроллера идет информация в микросхему синтезатора. В микросхеме происходит деление и сравнение с опорной частотой частоты сигнала ГУНа. Буферный усилитель принимает сигнал с ГУНа и передает его дальше.

2. Составление схемы электрической функциональной

Схема электрическая функциональная представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - схема электрическая функциональная

Блок питания обеспечивает напряжения в 12В, стабилизатор выравнивает его до 5В. На микроконтроллер поступает информация с кнопок S1…S4 и передается на ЖК-индикатор по Sn0…Sn3. С микроконтроллера на микросхему синтезатора выходит сигнал fan. Частота сигнала ГУНа делится в определенное число раз и сравнивается с опорной частотой в фазовом детектроре.

На выходе фазового детектора формируется напряжение пропорциональное разности фаз (fp), пропорциональное разности фаз между сравниваемыми сигналами. Это напряжение после фильтрации (Uд) подается на варикап, управляющий частотой ГУНа. Сигнал ГУНа со стока транзистора в микросхему синтезатора (fгун) и на буферно-усилительный каскад (fо). fв является выходной частотой.

3. Описание элементной базы

3.1 Резисторы

R1 - R23 - резисторы С2-23 не проволочные постоянного сопротивления, мощностью 0.125Вт, номинальным сопротивлением 100 - 100к Ом.

3.2 Конденсаторы

С1, С3, С4, С6, С8, С9, С10, С11, С13, С15 - С25 - керамические, не полярные постоянной емкости, типа К10-17, рабочее напряжение 25 В.

С5 - керамические подстроечные, не полярные постоянной емкости, типа КТ4-23, рабочее напряжение 200 В.

С2, С7, С12, С14 - электролитические, не полярные постоянной емкости, типа К50-35, рабочее напряжение 400 В.

3.3 Транзисторы

VT1, VT2 - кремниевый биполярный, тип КТ3102, КТ3156 (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 - транзистор КТ3102

Тип: n-p-n

Uкбо(и),В: 50

Uкэо(и), В: 50

Iкmax(и), мА: 100(200)

Pкmax(т), Вт: 0.25

h21э: 100-200

Iкбо, мкА: меньше 0,05

fгр., МГц: больше 150

VT2 - кремниевый биполярный, тип КТ3685 (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 - транзистор КТ3685

Тип: n-p-n

Uкбо(и),В: 15

Uкэо(и), В: 15

Iкmax(и), мА: 30(60)

Pкmax(т), Вт: 0.225

h21э: 50-450

Iкбо, мкА: меньше 0,5

fгр., МГц: больше 900

VT3 - двухзатворный полевой BF998.

Uкбо - Максимально допустимое напряжение коллектор-база

Uкбои - Максимально допустимое импульсное напряжение коллектор-база

Uкэо - Максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер

Uкэои - Максимально допустимое импульсное напряжение коллектор-эмиттер

Iкmax - Максимально допустимый постоянный ток коллектора

Iкmax и - Максимально допустимый импульсный ток коллектора

Pкmax - Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора без теплоотвода

Pкmax т - Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора с теплоотводом

h21э - Статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером

Iкбо - Обратный ток коллектора

fгр - граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером

3.4 Диоды

Рисунок 3.3 - диод

Диоды общего применения 1N400x

Корпус: пластик литье

Полярность: цветная отметка - катод

Температура пайки: 250°С/10 сек.

Вес: 0.35 г

Размеры: дюймы (миллиметры)

Максимальные значения электрических характеристик (при 25°С):

3.5 Дисплей МТ-10Т7

Формат: семисегментный индикатор с точкой

Тип ЖК панели: серый фон, черные символы

Напряжение питания: 5В

Потребляемая мощность 10-20мВТ

Метод управления 1/16Du

Встроенные шрифты: англ/рус

Температурный диапазон: -10…+50°С

Условные обозначения указаны в таблице 3.1

Таблица 3.1 - Параметры дисплея

3.6 Микросхемы

3.6.1 Синтезатор частоты LM7001J

Микросхемы LM7001J и LM7001JM предназначены для построения частотных синтезаторов с ситемой ФАПЧ, применяемых в бытовых радиоприемных устройствах.

Обе микросхемы идентичны по схеме и параметрам и отличаются лишь конструкцией корпуса - у LM7001J корпус DIP16 для обычного монтажа (рисунок 3.4), у LM7001JM - MFP20 для поверхностного (оба платмассовые).



Рисунок 3.4 - конструкция корпуса LM7001J

Цоколевка микросхемы представлена в таблице 3.2. Выводы X_out и X_in - выход и вход усилителя сигнала образцовой частоты; к этим выводам подключают кварцевый резонатор. СЕ - вход сигнала разрешения записывания. CL - вход тактовых импульсов записывания. Data - информационный вход. SC - Syncro Control - выход сигнала контрольной частоты 400 кГц. BS_out1 - BS_in1 - band-switching - выходы управления внешними устройствами (выход BS_out1, кроме этого, - выход сигнала частоиы 8 Гц); с помощью этих сигналов выполняется коммутация диапазонов. AMin и FMin - входы программируемого делителя частоты, иначе говоря, входы сигналов АМ и ЧМ. Pd₁ и Pd₂ - выходы частотно-фазового детектора в режимах FM и АМ соответственно.

Таблица 3.2 - цокалевка микросхемы

Номер ввода	Наименование вывода для LM7001J
1	Xout
2	Xin
3	СЕ
4	CL
5	Data
6	SC
7	BSout1
8	BSin1
9	BSont3
10	AMin
11	FMin
12	Uпит1
13	Uпит2
14	Pd1
15	Pd2
16	Общ.

Основные технические характеристики

Номинальное напряжение, В 4,5…6,5

Входное напряжение высокого уровня, В, по входам СЕ, CL, Data 2,2…6,5

Входное напряжение низкого уровня, В, по входам СЕ, CL, Data 0…0,7

Максимально допустимое напряжение, подводимое к выходу SC, B 6,5

Максимально допустимое напряжение, подводимое к выходу BS_out1 - BS_out3, B 13

Максимально допустимый выходной ток выхода SC, мА 3

Максимально допустимый входной ток входов BS_out1 - BS_out3, мА 3

Частотный интервал входа AM_in, МГц 0,5…10

Частотный интервал входа FM_in, МГц, при шаге састотной сетки

25, 50, 100 кГц 45…130

1, 5, 9, 10 кГц 5…30

Чувствительность по входам AM_in и FM_in, В(эфф.) 0,1…1,5

Общий потребляемй ток, мА 40

электронный микроконтроллер синтезатор частота

3.6.2 Стабилизатор напряжения 78L05

Служит для преобразования и стабилизации напряжения 12В > 5В, необходимого для питания микроконтроллера.



Рисунок 3.5 - стабилизатор напряжения 78L05

Технические параметры:

Типнерегулируемый

Выходное напряжение, В5

Ток нагрузки, А0.1

Тип корпусаTO92

Максимальное входное напряжение, В25

Мощность рассеиваемая макс., Вт0.5

Температурный диапазон, C-10…+70

Отечественный аналог: КР1157ЕН502А

3.6.3 Микроконтроллер AT90S2313

8-ми разрядный AVR микроконтроллер с 2 Кбайт Flash памятью с поддержкой внутрисистемного программирования.

Отличительные особенности:

· AVR® - высокая производительность и RISC архитектура с низким энергопотреблением.

· 118 мощных инструкций - большинство из них выполняются за один такт.

· 2 Кбайт Flash- памяти с поддержкой внутрисистемного программирования:

SPI- последовательный;интерфейс для загрузки программного кода

Ресурс: 1000 циклов записи/ стирания.

· 128 байта EEPROM:

Ресурс: 100 000 циклов запись/ стирание.

· Рабочие регистры общего назначения 32 х 8.

· 15 программируемых линий I/O.

· Питание VCC: от 2.7 В до 6.0 В.

· Полностью статический режим работы:

От 0 до 10 МГц, при питании от 4.0 В до 6.0 В;

От 0 до 4 МГц, при питании от 2.7 В до 6.0 В.

· Производительность, вплоть до 10 MIPS при 10 МГц.

· Один 8-ми разрядный таймер/ счетчик с отдельным предварительным делителем частоты.

· Один 16-ти разрядный таймер/ счетчик с отдельным предварительным делителем частоты с режимами сравнения и захвата.

· Полнодуплексный UART.

· Выбираемые 8, 9, или 10-ти разрядные режимы широтно- импульсной модуляции (ШИМ).

· Внешние и внутренние источники прерывания.

· Программируемый следящий таймер с встроенным тактовым генератором.

· Встроенный аналоговый компаратор.

· Экономичные режимы ожидания и пониженного энергопотребления.

· Программируемая блокировка для безопасности программного обеспечения.

· 20 выводов.

Структурная схема AT90S2313

Расположение выводов AT90S2313

Общее описание:

AT90S2313 является 8-ми разрядным CMOS микроконтроллером с низким энергопотреблением, основанным на усовершенствованной AVR RISC архитектуре. Благодаря выполнению высокопроизводительных инструкций за один период тактового сигнала, AT90S2313 достигает производительности, приближающейся к уровню 1 MIPS на МГц, обеспечивая разработчику возможность оптимизировать уровень энергопотребления в соответствии с необходимой вычислительной производительностью.

Ядро AVR содержит мощный набор инструкций и 32 рабочих регистра общего назначения. Все 32 регистра напрямую подключены к арифметико - логическому устройству (АЛУ), что обеспечивает доступ к двум независимым регистрам при выполнении одной инструкции за один такт. В результате, данная архитектура имеет более высокую эффективность кода, при повышении пропускной способности, вплоть до 10 раз, по сравнению со стандартными микроконтроллерами CISC.

AT90S2313 имеет: 2 Кбайт Flash - памяти с поддержкой внутрисистемного программирования, 128 байт EEPROM, 15 линий I/O общего назначения, 32 рабочих регистра общего назначения, универсальные таймеры/ счетчики с режимами сравнения, внутренние и внешние прерывания, программируемый UART последовательного типа, программируемый следящий таймер с встроенным тактовым генератором и программируемый последовательный порт SPI для загрузки программ в Flash память, а также, два программно выбираемых режима экономии энергопотребления. Режим ожидания «Idle Mode» останавливает CPU, но позволяет функционировать SRAM, таймеру/ счетчикам, SPI порту и системе прерываний. Режим экономии энергопотребления «Power Down» сохраняет значения регистров, но останавливает тактовый генератор, отключая все остальные функции микроконтроллера, вплоть до следующего внешнего прерывания, или до аппаратной инициализации.

Устройство производится с применением технологи энергонезависимой памяти с высокой плотностью размещения, разработанной в корпорации Atmel. Встроенная Flash - память с поддержкой внутрисистемного программирования обеспечивает возможность перепрограммирования программного кода в составе системы, посредством SPI последовательного интерфейса, или с помощью стандартного программатора энергонезависимой памяти. Благодаря совмещению усовершенствованного 8-ми разрядного RISC CPU с Flash- памятью с поддержкой внутрисистемного программирования на одном кристалле получился высокопроизводительный микроконтроллер AT90S2313, обеспечивающий гибкое и экономически- высокоэффективное решение для многих приложений встраиваемых систем управления.

AVR AT90S2313 поддерживается полным набором программ и пакетов для разработки, включая: компиляторы С, макроассемблеры, отладчики/ симуляторы программ, внутрисхемные эмуляторы и наборы для макетирования.

Принятые обозначенияРегистр статуса (SREG)

SREG: Регистр статуса

C: Флаг переноса

Z: Флаг нулевого значения

N: Флаг отрицательного значения

V: Флаг-указатель переполнения дополнения до двух

S: NЕV, Для проверок со знаком

H: Флаг полупереноса

T: Флаг пересылки, используемый командами BLD и BST

I: Флаг разрешения/запрещения глобального прерывания

Регистры и операнды

Rd: Регистр назначения (и источник) в регистровом файле

Rr: Регистр источник в регистровом файле

R: Результат выполнения команды

K: Литерал или байт данных (8 бит)

k: Данные адреса константы для счетчика программ

b: Бит в регистровом файле или I/O регистр (3 бита)

s: Бит в регистре статуса (3 бита)

X, Y, Z: Регистр косвенной адресации (X=R27:R26, Y=R29:R28, Z=R31:R30)

P: Адрес I/O порта

q: Смещение при прямой адресации (6 бит)

I/O регистры

RAMPX, RAMPY, RAMPZ: Регистры связанные с X, Y и Z регистрами, обеспечивающие косвенную адресацию всей области СОЗУ микроконтроллера с объемом СОЗУ более 64 Кбайт

Стек:

STACK: Стек для адреса возврата и опущенных в стек регистров

SP: Указатель стека

Флаги:

Флаг, на который воздействует команда

0: Очищенный командой Флаг

1: Установленный командой флаг

-: Флаг, на который не воздействует команда

ОбозначениеФункция

ADCСложить с переносом

ADDСложить без переноса

ADIWСложить непосредственное значение со словом

ANDВыполнить логическое AND

ANDIВыполнить логическое AND c непосредственным значением

ASRАрифметически сдвинуть вправо

BCLRОчистить флаг

BLDЗагрузить T флаг в бит регистра

BRBCПерейти если бит в регистре статуса очищен

BRBSПерейти если бит в регистре статуса установлен

BRCCПерейти если флаг переноса очищен

BRCSПерейти если флаг переноса установлен

BREQПерейти если равно

BRGEПерейти если больше или равно (с учетом знака)

BRHCПерейти если флаг полупереноса очищен

BRHSПерейти если флаг полупереноса установлен

BRIDПерейти если глобальное прерывание запрещено

BRIEПерейти если глобальное прерывание разрешено

BRLOПерейти если меньше (без знака)

BRLTПерейти если меньше чем (со знаком)

BRMIПерейти если минус

BRNEПерейти если не равно

BRPLПерейти если плюс

BRSHПерейти если равно или больше (без знака)

BRTCПерейти если флаг T очищен

BRTSПерейти если флаг T установлен

BRVCПерейти если переполнение очищено

BRVSПерейти если переполнение установлено

BSETУстановить флаг

BSTПереписать бит из регистра во флаг T

CALLВыполнить длинный вызов подпрограммы

CBIОчистить бит в регистре I/O

CBRОчистить биты в регистре

CLCОчистить флаг переноса

CLHОчистить флаг полупереноса

CLIОчистить флаг глобального прерывания

CLNОчистить флаг отрицательного значения

CLRОчистить регистр

CLSОчистить флаг знака

CLTОчистить флаг T

CLVОчистить флаг переполнения

CLZОчистить флаг нулевого значения

COMВыполнить дополнение до единицы

CPСравнить

CPCСравнить с учетом переноса

CPIСравнить c константой

CPSEСравнить и пропустить если равно

DECДекрементировать

EORВыполнить исключающее OR

ICALLВызвать подпрограмму косвенно

IJMPПерейти косвенно

INЗагрузить данные из порта I/O в регистр

INCИнкрементировать

JMPПерейти

LD Rd,XЗагрузить косвенно

LD Rd,X+Загрузить косвенно инкрементировав впоследствии

LD Rd,-XЗагрузить косвенно декрементировав предварительно

LDIЗагрузить непосредственное значение

LDSЗагрузить непосредственно из СОЗУ

LPMЗагрузить байт памяти программ

LSRЛогически сдвинуть вправо

MOVКопировать регистр

MULПеремножить

NEGВыполнить дополнение до двух

NOPВыполнить холостую команду

ORВыполнить логическое OR

ORIВыполнить логическое OR с непосредственным значением

OUTЗаписать данные из регистра в порт I/O

POPЗагрузить регистр из стека

RCALLВызвать подпрограмму относительно

RETВернуться из подпрограммы

RETIВернуться из прерывания

RJMPПерейти относительно

ROLСдвинуть влево через перенос

RORСдвинуть вправо через перенос

SBCВычесть с переносом

SBCIВычесть непосредственное значение с переносом

SBIУстановить бит в регистр I/O

SBICПропустить если бит в регистре I/O очищен

SBISПропустить если бит в регистре I/O установлен

SBIWВычесть непосредственное значение из слова

SBRУстановить биты в регистре

SBRCПропустить если бит в регистре очищен

SBRSПропустить если бит в регистре установлен

SECУстановить флаг переноса

SEHУстановить флаг полупереноса

SEIУстановить флаг глобального прерывания

SENУстановить флаг отрицательного значения

SERУстановить все биты регистра

SESУстановить флаг знака

SETУстановить флаг T

SEVУстановить флаг переполнения

SEZУстановить флаг нулевого значения

SLEEPУстановить режим SLEEP

ST X,RrЗаписать косвенно

ST Y,RrЗаписать косвенно из регистра в СОЗУ с использованием индекса Y

ST Z,RrЗаписать косвенно из регистра в СОЗУ с использованием индекса Z

STSЗагрузить непосредственно в СОЗУ

SUBВычесть без переноса

SUBIВычесть непосредственное значение

SWAPПоменять нибблы местами

TSTПроверить на ноль или минус

WDRСбросить сторожевой таймер

4. Описание работы устройства

Электрическая схема синтезатора приведена на схеме электрическая принципиальная.

Синтезатор собран на двух платах из одностороннего текстолита, соединенных плоским кабелем (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 - Синтезатор частоты УКВ

На плате индикации размером 97,5х40мм установлены индикатор HG1 и кнопки управления S1…S4. Индикатор устанавливается на стойках и соединяется с платой проводниками. На плате синтеза (77,5х50мм) расположены микроконтроллер DD1, микросхема синтезатора DA2, ГУН, ПИФ, буферно-усилительный каскад и остальные узлы. Транзистор VT3 устанавливается со стороны печатных проводников.

В конструкции использовались резисторы типа С1-4, С2-23, МЛТ. Все постоянные конденсаторы - К10-17, КМ. Подстроечный - КТ4-23; электролитические конденсаторы - К50-35.

Катушки ГУНа - бескаркасные. L1.1 содержит 1,5 витка медного эмалированного провода 0,45 мм на оправке диаметром 2 мм, L1.2 - 4,5 витков того же провода на оправке 3 мм. Супервизор DA1 можно заменить PSD529D, KIA7042. Микроконтроллер AT90S2313 можно использовать с любым индексом - 10PI, -10SI, -12PI, -12SI.

Микроконтроллер AT90S2313 (DD1) обрабатывает команды, поступающие с кнопок управления, выдает соответствующую информацию на дисплей HG1 и в микросхему синтезатора DA2 (LM7001J). Супервизор питания DA1 предотвращает потерю информации EEPROM при плавном возрастании и уменьшении напряжения питания микроконтроллера. В конструкции применен ЖКИ дисплей производства компании «МЭЛТ» МТ-10Т7 (HG1). Четырех разрядная шина данных индикатора используется также для приема информации о состоянии кнопок управления S1…S4. Управление работой микросхемы синтезатора DA2 производится по трехпроводной шине. В DA2 частота сигнала ГУНа делится в определенное число раз и сравнивается с опорной частотой в фазовом детекторе. На выходе фазового детектора формируется напряжение, пропорциональное разности фаз между сравниваемыми сигналами. Это напряжение после фильтрации подается на варикап VD2, управляющий частотой ГУНа. ГУН собран на двухзатворном полевом транзисторе BF998 (VT3). Контур Гунна включен в цепь первого затвора транзистора, его индуктивность выполнена из двух частей. В режиме приема на выводе 8 микросхемы DA2 устанавливается высокий уровень напряжения, на вывод 9 - низкий. Диод VD1 оказывается заперт и обе части катушки L1 участвуют в работе. При переходе в режим передачи состояние выводов 8 и 9 изменяется, диод открывается и емкость С9 подключается к контуру. При этом часть индуктивности L1.1 блокируется и частота ГУНа растет. Коммутация контурной катушки позволяет использовать один ГУН для приема и передачи. При этом упрощается конструкция синтезатора. На транзисторе VT2 собран пропорционально-интегрирующий фильтр (ПИФ). Сигнал ГУНа со стока транзистора VT3 поступает в микросхему синтезатора и на буферно-усилительный каскад на транзисторе VT4.

5. Алгоритм работы устройства и программное обеспечение

Управление синтезатором осуществляется с помощью четырех кнопок. При подаче питания на синтезатор он начинает работать в основном режиме на частоте, занесенной в ячейку памяти с нулевым номером. Нажатием на кнопки «UP» и «DN» производится перестройка синтезатора вверх и вниз по частоте с шагом 25 кГц. Каждое нажатие на кнопку «NEXT» переводит синтезатор сначала в режим чтения ячеек памяти, затем в репитерный режим и возвращает в основной режим работы. В режиме чтения ячеек памяти дисплей имеет следующий вид - рисунок 5.1

Рисунок 5.1 - Дисплей (режим чтония памяти)

Кнопками UP и DN производится последовательный перебор ячеек памяти. Выход из режима чтения ячеек с переходом на частоту, записанную в ячейке, происходит при нажатии кнопки «SCAN/OUT».

Рисунок 5.2 - Дисплей (репитерный режим)

На дисплее отображается номер канала и частота передачи. В режиме приема частота будет выше на 600 кГц. С помощью кнопок «UP» и «DN» производится выбор каналов. Выход из репитерного режима в основной режим происходит при нажатии на кнопку «NEXT».

Нажатие на кнопку «SCAN/OUT» в основном режиме переводит синтезатор в режим сканирования. В левой части индикатора высвечиваются символы «Sc» (рисунок 5.3).



Рисунок 5.3 - Дисплей (режим сканирования)

Для нормальной работы в этом режиме на контакт 10 платы синтезатора должен быть подан сигнал контроля сканирования, соответствующий низкому уровню при отсутствии в канале полезной несущей и высокому (2-5 В) в противном случае.

Если в основном режиме нажать на кнопку «NEXT» и, не отпуская ее, «SCAN/OUT» - синтезатор перейдет в режим записи информации в ячейки памяти (рисунок 5.4).

Рисунок 5.4 - Дисплей (режим записи информации)

Кнопками «UP» и «DN» можно выбрать номер ячейки памяти для записи. Текущее значение частоты запишется в ячейку с выбранным номером, если нажать на кнопку «SCAN/OUT».

Если соединить с «корпусом» контакт 9 платы, синтезатор переходит в режим передачи. С левой стороны дисплея отображается символ «t» (рисунок 5.5).

Рисунок 5.5 - Дисплей (режим передачи)

На выводе микроконтроллера DD1 в режиме передачи устанавливается напряжение высокого уровня, которое может быть использовано для управления узлами радиостанции - коммутации режима прием/передача и др. Диапазон сканирования и частоту ПЧ можно изменить, если переключить синтезатор в сервисный режим. Для этого необходимо подать питание на синтезатор при нажатой кнопке «NEXT». На дисплее отобразится нижняя частота сканирования (рисунок 5.6).

Рисунок 5.6 - Дисплей (сервисный режим, нижняя частота сканирования)

При последующих нажатиях на кнопку «NEXT» последовательно отобразятся верхняя частота сканирования и значение ПЧ (рисунок 5.7 и 5.8)

Рисунок 5.7 - Дисплей (сервисный режим, верхняя частота сканирования)

Рисунок 5.8 - Дисплей (сервисный режим, значение ПЧ)

С помощью кнопок «UP» и «DN» отображаемую частоту можно изменить и сохранить в соответствующей ячейке EEPROM микроконтроллера нажатием на кнопку «SCAN/OUT».

Перед включением синтезатора необходимо визуально убедиться в правильности установки элементов, отсутствии замыканий между соседними дорожками. Цифровая часть синтезатора настройки не требует. При правильной сборке после включения синтезатора на дисплее должна отобразиться стартовая частота (по умолчанию 145500 кГц). Переход из режима приема в режим передачи должен сопровождаться изменением состояния выводов 8 и 9 микросхемы DA2. Установку частот ГУНа начинают в режиме передачи. Сдвиганием или раздвиганием витков индуктивности L1.2 добиваются того, чтобы при перестройке в пределах всего диапазона частот 144000 - 146000 кГц напряжение на варикапе изменялось в пределах 2-4 В. Напряжение удобно измерять на конденсаторе С15. После этого синтезатор переводят в режим приема и вновь повторяют настройку, теперь с помощью L1.1. При правильной настройке ГУНа переход из режима приема в режим передачи и обратно не должен приводить к изменению напряжения на варикапе VD2.

По окончании настройки части катушки заливаются несколькими каплями воска, чтобы сохранить их форму и уменьшить микрофонный эффект. Окончательная настройка синтезатора - подстройкой С5 добиваются того, чтобы частота генерации ГУНа была как можно ближе к разности значений индуцируемой на индикаторе частоты и ПЧ ( в режиме приема). Подбором R1 добиваются наиболее оптимальной контрастности ЖКИ индикатора. Напряжение выходного сигнала синтезатора можно увеличить, если вместо резистора R23 применить высокочастотный дроссель. Такой дроссель удобно сделать прямо на этом резисторе, намотав 15 витков медного провода диаметром 0,1 мм в эмалированной изоляции. В этом случае сопротивление R23 должно быть увеличено до нескольких кОМ.

Для программирования микроконтроллера можно воспользоваться адаптером и программным обеспечением.

Для конструкции синтезатора разработаны два варианта прошивки микроконтроллера. Прошивка 1 жестко запрограммирована на работу в радиолюбительском диапазоне 2 м и позволяет изменить только границы сканирования и частоту ПЧ. Прошивка 2 позволяет установить границы перестройки синтезатора и диапазон сканирования в пределах 50-200 МГц. Ячейка памяти в этом варианте одна, в ней запоминается стартовая частота. Возможность работы в репитерном режиме отсутствует. Значение частот по очереди можно вывести на дисплей для редактирования при каждом нажатии на кнопку «NEXT», запись - кнопка «SCAN/OUT».

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы был разработан «Синтезатор частоты УКВ радиостанции». В пояснительной записке представлены схемы: электрическая структурная, электрическая функциональная, электрическая принципиальная с описанием. Также приведено описание всей элементной базы устройства, приведено описание работы пользователя с устройством.

Применение микроконтроллера AT90S2313 позволило реализовать все задуманные режимы работы зарядного устройства, устройство получилось компактным, надежным, удобным для эксплуатации и простым в обращении.

Список использованных источников

1. Тетерев А. Синтезатор частоты УКВ радиостанции. «Радиохобби», №5, 2006 г., с.63

2. http://www.radiohobby.ldc.net/?tickfield=DiFuzz

3. http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/micros/avr/asm/start.htm

Размещено на Allbest.ru