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引言
高频电子技术的研究对象是产生、发射、接受和处理高频信号的有关电路，主要解决无线广播、电视和通信中发射和接收高频信号的有关技术问题。在无线电通信中，声音、图像等基带信号不可能直接通过天线发射到天空中去。根据天线理论，只有当天线的几何长度能与欲发射的电磁波长近似相等时，天线才能有效的辐射电磁波。如声音的频率是400-1000Hz，相应的电磁波长为750-300km，要制作如此大的天线是很难实现的。因此，要进行无线电通信必须利用高频振荡，使其波长与实际天线尺寸相近，同时还要设法使此高频振荡“携带”要传送的基带信号从天线辐射出去。通信系统中的发送设备就是完成上述任务，因此设计一个发射机具有很大的现实意义。调频发射机作为一种简单的通信工具，由于它不需要中转站和地面交换机站支持，就可以进行有效的移动通信，因此深受人们的欢迎。目前它广泛的用于生产、保安、野外工程等领域的小范围移动通信工程中。
1 概述
1.1 调频发射机研究背景
无线电电子学是在早期电磁学和电工学基础上发展起来的，它是利用电磁波作为信息载体加以传播的一门科学技术。
在信息时代飞速发展的今天，对信息的获取、传输与处理的方法越来越受到人们的重视，信息科技已成为国际社会和世界经济发展的新的强大推动力。信息作为一种资源，只有通过广泛地传播与交换，促进人们的交流与合作，才能创造和产生巨大的经济效益。信息的传播与交换是依靠各通信系统实现的。
人们在日常生活和生产的各个方面彼此之间都要进行信息的交流，现代通信系统为信息及时准确的传递提供了便利条件。 1.2 调频发射机发展趋势
社会发展到今天，现代化的通信工具在我们生活中显得越来越重要。接收机的功能是恢复用于调制发射机的原始信号，该过程称为解调。实现这一恢复功能的电路称作解调器。
由于热、大气和人为干扰及传输和电路失真的影响，已调信号对调制信号来说，通常增加了失真与附加噪声。对于模拟解调器，希望能够使失真和噪声最小，这样输出信号波形就会尽可能地接近原始信号。数字解调的作用是产生或恢复出与发射机输入同样类型的数字输出，且具有尽可能少的误差和正确的信号速率。因此，模拟与数字信号解
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调器的性能测量方法是相同的。通常，数字解调器可在调制解调器中单独配置，也可与数字解调器一起构成发射机。
本次毕业设计主要设计出一个能够处理高频信号的实用电路，本系统发射模块采用调频方式实现音频信号的调制，把普通调频收音机调制到发射频率点即可接收到音频信号。
调频发射机只有走一条新路才会有前途，那就是数字音频技术，即把音频信号数字化，并在数字状态下进行传递、记录、重放以及其他的加工处理。数字音频信号具有性噪比S/N高、失真小、动态范围大等模拟音频不可比拟的优势。当今，各种新的数字通信设备不断出现。因此，这种情况下，从战略上考虑，发射机必须全面数字化才能面对挑战。
2 系统设计
目前各大中型学校，普遍利用调频发射机进行英语听力训练和考试。如果在发射听力信号前，发现在预置发射频道上受到强烈干扰，则接收端将受到影响。本毕业设计所设计的发射机就可以自由改变载波频率，另外选择一个频道发送信号，该设计操作简单快捷，同时又不会干扰覆盖范围之外的听众正常收音。而且校园广播覆盖的范围较小，没有必要采用大功率的发射机，所以本设计非常适合用于校园无线调频广播教学。
该发射机采用立体声调频技术和数字化控制技术，听众能感觉到强劲的立体声效果，并且成本不高，对推广这种产品很有利，所以该题目有一定的研究价值。 2.1 设计要求
（1）发射功率：0.5W,工作频率：88MHz--108MHz可调； （2）带宽：9kHz,灵敏度：200μV ,立体声输入方式； （3）电路可靠有效发射距离为20米；
（4）用立体声FM收音机把频率调到发射频率上，可收到发射机发射的高保真音频信号。 2.2 方案选择
实现调频的方法很多，大致可分为两类，一类是直接调频，另一类是间接调频。直接调频是用调制信号电压直接去控制自激振荡器的振荡频率（实质上是改变振荡器的定频元件），变容二极管调频便属于此类。间接调频则是利用频率和相位之间的关系，将调制信号进行适当处理（如积分）后，再对高频振荡进行调相，以达到调频的目的。两种调频法各有优缺点。直接调频的稳定性较差，但得到的频偏大，线路简单，故应用较广；间接调频稳定性较高，但不易获得较大的频偏。考虑到电路的复杂度，故采用直接
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调频的方案。
直接调频最常见的有变频二极管调频，使用VCO实现变容二极管直接调频。许多中小功率的调频发射机都采用变容二极管直接调频技术，即在工作在发射载频的LC振荡回路上直接调频，采用晶体振荡器和锁相环路来稳定中心频率。较之中频调制和倍频调制方法，直接调频这种方法的电路简单、性能良好、副波少、维修方便，是一种较先进的频率调制方案。
另外一种更为简单的直接调频方法是用三极管直接调频。原理是三极管组成共基极超高频振荡器，基极与集电极的电压随基极输入的音频信号变化而变化，从而改变高频振荡的频率，最终实现频率的调制。
由于采用变容二极管调频，对高频扼流圈的参数要求比较苛刻。这样会使设计电路变得困难。因此采用三极管直接调制的方法，这样不仅能够实现调频，而且使电路变得非常简洁。
方案一：以调幅方式形式做成的三级发射机。
其性能是比较好的，在实际中做成成品后其频率的稳定性相对不够高，在一般的情况下只能在68M-96M内跳动，而且还是调幅的不能变成调频，不符合本毕业设计的要求，故而不能使用。
方案二：以晶体振荡器做成的高精度高稳定度的调频电路。
虽然是以晶体振荡器做成的高精度高稳定度的调频电路，基本上能符合本毕业设计的要求，但该方案较复杂，还可以有新思路，通过改进形成更优更简单的电路。
方案三：为方案二的改进形式，该方案电路更优更简单。本此设计的调频发射机系统即是采用此种方案。该系统主要由两个基本模块组成，即控制模块和发射模块。发射模块又分为四级：第一级是由音频线进行音频信号输入的声-电转换电路；第二级音频放大电路；第三级超高频振荡调制器；第四级高频功率放大器。每个模块的工作原理及实现的功能将在硬件设计中介绍。 2.3 系统设计
本FM发射机系统主控芯片为AT89S52，按键选择频率输入单片机，单片机控制发射模块发射音频信号，频率通过液晶屏显示。整体系统框图如图2.1所示。
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LCD1602 显示发射频率 PC机 AT89S52 BH1415 按键
发射模块 图2.1系统框图
3 主要器件介绍
3.1 单片机AT89S52 3.1.1AT89S52简介
AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。片内含8kBytesISP(In-control programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89S52具有如下特点：8kBytesFlash片内程序存储器，256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，6个中断优先级2层中断嵌套中断，3个16位可编程定时计数器,1个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。下面对本课题使用到的相关部分作详细介绍。 3.1.2存储器
AT89S52把程序存储器和数据存储器分开，各自有寻址系统，控制信号和功能。程序存储器用来存放程序和始终要保留的常数。数据存储器常用来存放程序运行中所需要的常数或变量。其存储器结构如图3.1所示：
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图3.1AT89S52存储器
（1）程序存储器
AT89S52具有8KBytesFlash片内程序存储器，可以外接达到64K字节的外部程序存储器。AT89S52单片机复位后程序计数器PC的内容为0000H，系统从0000H单元开始取指令，并执行程序。程序存储器是只读的。
（2）数据存储器
AT89S52数据存储器根据不同的寻址方式和不同的功能分成以下四个部分：DATA区：AT89S52的前128字节内部RAM这部分主要是作为数据段称为DATA区,指令用一个或两个周期来访问。通常我们把使用比较频繁的变量或局部变量存储在DATA段中。在数据段中也可通过R0和R1采用间接寻址。数据段中有两个小段，第一个子段包含四组寄存器组，每组寄存器组包含八9第二章基于AT89S52的多软串口通信系统的整体设计个寄存器共32个寄存器。另外一个子段叫做位寻址段BDATA，包括16个字节共128位，每一位都可单独寻址。这16个字节也可进行字节寻址。特殊功能寄存器区(SFR)：中断系统和外部功能控制寄存器位于从地址80H开始的内部RAM中。这些寄存器被称作特殊功能寄存器，简称SFR。其中很多寄存器都可位寻址，可通过名字进行引用。地址可被8整除的寄存器可以位寻址。IDATA区：AT89S52有附加的128字节的内部RAM。位于从80H开始的地址空间中被称为IDATA。因为IDATA区的地址和SFR的地址是重叠的。通过区分所访问的存储区来解决地址重叠问题。因为IDATA区只能通过间接寻址来访问。XDATA区：AT89S52的XDATA存储空间为64K，采用16位地址寻址。称作外部数据，区简称XDATA区。处理XDATA中的数据至少要花3个指令周期。