3KW调频广播发射机微机控制器设计

摘要

广播发射机微机控制器是广播发射机的自动化监管设备。它负责定时开关发射机；系统运行时采集数据；判断故障并在故障时给出报警。嵌入式微控制器在广播发射机领域的应用已从基本的监控功能向更加丰富的管理功能发展。应用的复杂性决定了设计的复杂性，如何管理设计的复杂性并体现设计的规范性对传统的嵌入式软件设计提出了挑战。而面向对象技术与通用建模语言(UML)无疑给出了答案。 系统设计中以用例为驱动进行需求分析，设计了体现需求的用例视图。硬件设计中采用基于8051单片机的多微控制器系统体系结构。并在硬件电路设计部分设计了满足系统功能的接口电路。其中应用串口芯片的菊花链连接有效的解决了RS232不支持多机通信问题，而自行设计的串口多机通信协议有效排除了通信中的数据误传与丢失错误，提高了系统的可靠性。软件设计中将其分为驱动程序设计与应用程序设计。应用逻辑视图给出了各对象的类图，算法的活动图与系统状态图。在系统设计和软件设计中结合面向对象技术与UML。前者使得系统设计清晰，而后者的使用则让设计更加规范。方便用户与设计人员的交流，设计人员之间的共享设计与沟通。最终设计出满足系统功能要求、低成本、高可靠性的广播发射机微机控制器。 在以上设计原则基础上，设计了基于8051单片机的广播发射机微机控制器。将其分为主控板、功率信号采集板和电源监控版，分别监控功放、电源、风机、激励器等其他设备，并为操作员站和上位机监控站提供通信接口。实现了发射机的本地与远程控制、人机接口、定时开关机、自动监控和故障报警功能。提高了广播发射机的自动化监管程度、可靠性与易维护性。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 引言

1.1 选题的目的和意义

1.2 调频广播发射机简介

1.3 微机控制器在广播发射机中的应用状况

1.4 论文的主要工作

2 系统分析与设计

2.1 系统功能与性能概述

2.2 输入输出数据统计

2.3 系统状态、控制状态和故障源定义

2.4 开关控制

2.5 数据采集

2.6 人机接口

2.7 系统体系结构设计

2.8 使用UML与面向对象的系统设计

2.8.1 发射机系统的用例模型

3 硬件设计

3.1 嵌入式系统与微控制器选择

3.2 多微控制器体系结构

3.3 元器件选型

3.4 接口电路

3.4.1 串行数据存储器接口

3.4.2 实时时钟接口

3.4.3 键盘、LCD接口

3.4.4 串口通信接口

3.4.5 模拟量采集通道

3.4.6 开关量输入输出通道

4 软件设计

4.1 设备驱动程序设计

4.1.1 微控制器与实时时钟芯片的接口驱动程序设计

4.1.2 微控制器与串行存储器的接口驱动程序设计

4.1.3 微控制器与ADC的接口驱动程序设计

4.1.4 微控制器与LCD的接口驱动程序设计

4.1.5 微控制器与矩阵键盘的接口驱动程序设计

4.1.6 串口通信驱动程序设计

4.2 应用程序设计

4.2.1 定时任务

4.2.2 微机控制器人机界面

4.2.3 数据存储与搜索

5结论

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文目录

参与的科研项目和获奖情况