汽车智能MP3无线发射器的设计

引言

汽车MP3无线发射器可以将MP3播放器内存储的音乐通过FM广播方式发送，再通过FM调频收音机接收，通过汽车音响播放。本文采用单片机AT89C52及数字锁相环MC145152等芯片设计了汽车MP3无线发射器，从仿真结果与目标样机的运行情况来看，均达到了预期效果。

系统组成

图1为汽车智能MP3无线发射器的系统组成框图，它主要由MC145152、MC1648组成数字锁相环频率合成器，采用变容二极管MV209调频。用户可使用简易的按键，通过单片机AT89C52控制并监测发射频率，同时利用液晶显示器显示反馈信息。另外，可使用串行口实现单片机与计算机的通信，从而通过计算机对发射机进行智能控制。音源不仅可以从车载MP3播放器获取，还可以通过计算机甚至使用网络资源提供。

图1

系统组成框图

各组成模块的设计

数字锁相环频率合成器的设计

本文采用MC145152，该芯片集成了晶振、参考分频器、鉴频/鉴相器、可编程分频器等电路，简化了电路设计。同时利用单片机来控制MC145152，确定分频系数A、N和发射频率的对应关系。

频率合成器的控制由单片机来实现，由式f0=(P×N+A)×fr(式中f0为VCO输出频率，P为图1高速分频器的分频系数，N、A为单片机可编程分频系数，fr为调频步进值)可知，输出频率可由A和N来控制，A和N的值分别从单片机的P2.2~P2.7(6位)和P0口(8位)向MC145152发送。本来发送N值需要10位数据线，但因为f0属于88~108MHz频段，如果采用10KHz调频步进值fr，根据式f0=(P×N+A)×fr计算，可以得到N值最高位(N9，N8)恒为0，可省去单片机的输出口，而将MC145152的N9、N8两脚直接接地。

压控振荡器是频率合成电路的关键部分，采用集成的VCO芯片MC1648，其工作电压为5V，输出频率最高可达225MHz，输出波形失真小，采用由变容二极管MV09和电感组成的并联LC谐振槽路，振荡频率将受变容二极管的偏置电压控制。

高速分频器的设计

由于发射机的频率高达88MHz ，MC145152无法对其直接分频，必须先用ECL(非饱和型逻辑电路)的高速分频器进行预分频，把频率降低，然后由MC145152进一步分频，得到一个与参考频率相等的频率，并进行鉴相。为使分频系数连续可调，可编程分频电路采用的是吞咽脉冲计数法，它由ECL的高速分频器MC12022及MC145152内部的÷A减法计数器和÷N减法计数器构成。

控制电路设计和频率计算

控制电路的作用包括：响应按键输入，控制液晶显示，计算并向MC145152输出控制信号以及监测发射频率。 单片机使用11.0592MHz晶振，从X1、X2口接入，晶振的两个引脚分别接30pF的负载电容到地。

测频可利用单片机来完成。单片机内部有两个计时/计数器，一个用来计时，产生一个标准的时基闸门信号，一个用来计数，计下闸门时间内输入的脉冲个数，然后经换算得到实际输入的频率。

与MC145152类似，单片机同样无法以高达88MHz的频率直接进行测量，必须先对发射频率进行预分频，降到单片机能够测量的频率范围，并转换成为通用TTL电平，再接入测频接口，所测结果采用液晶显示。MC12022的输出频率至少为88MHz/64=1.375MHz，高于单片机的测频上限，无法直接利用，因此需要再接一个分频系数为100的分频器，本文采用价格较低的分频器74HC390。