Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 1 | P a g e Contents MỞ ĐẦU 2 NỘI DUNG 3 I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠCH THU(Sơ đồ khối, nguyên lý…) 3 1. Thiết kế mạch FM bao gồm các thành phần chính 3 2. Trình tự thiết kế 3 3. Mạch nguyên lý và nguyên tắc hoạt động 4 II. VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A 9 1. GIỚI THIỆU CHUNG 9 2. TỔ CHỨC BỘ NHỚ 15 3. CÁC CỔNG XUẤT NHẬP CỦA PIC16F877A 17 4. TIMER 0 20 5. TIMER1 22 6. TIMER2 24 7. ADC 26 8. MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA CPU 28 9. Giao tiếp I2C 33 III. IC thu KT0830E 42 1. GIỚI THIỆU CHUNG 42 2. Các chân kết nối I/O 44 3. Đặc điểm thu sóng 45 4. Mô tả chức năng 46 5. Điều khiển giao tiếp (I2C) 50 6. Sơ đồ thanh ghi 52 KẾT LUẬN 61 Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 2 | P a g e MỞ ĐẦU Ngành Điện tử Viễn thông là một trong những ngành quan trọng và mang tính quyết định cho sự phát triển của một quốc gia. Sự phát triển của Khoa học Công nghệ làm cho ngành Điện tử Viễn thông ngày càng phát triển và đạt được nhiều thành tựu mới. Nhu cầu của con người ngày càng cao là điều kiện thuận lợi cho ngành Điện tử Viễn thông phải không ngừng phát minh ra các sản phẩm mới có tính ứng dụng cao, các sản phẩm đa tính năng, có độ bền và độ ổn định ngày càng cao… Trong truyền dẫn vô tuyến, để đưa tín hiệu có tần số thấp như âm thanh tiếng nói đi xa cần có những kỹ thuật điều chế để đưa lên tần số cao, sau đó ở nơi thu sẽ giải điều chế để thu được tín hiệu âm tần mong muốn, gồm điều chế tương tự và điều chế số. Phương pháp điều chế tương tự gồm điều biên (AM) và điều tần (FM). Mỗi phương pháp đều có những ưu, nhược điểm riêng và được dùng tùy vào ứng dụng cụ thể. Hệ thống thu phát đổi tần được dùng rộng rãi trong phát thanh radio FM dải tần 88-108MHZ, trong truyền hình audio, ứng dụng quảng bá, ứng dụng trong các Micro không dây…. do ưu điểm về khả năng chống nhiễu cao, hiệu quả sử dụng công suất và chất lượng thu tốt hơn AM. Tuy nhiên mạch phát , thu FM cũng phức tạp hơn AM và do đó giá thanh cũng cao hơn. Trong bài báo cáo này em sẽ trình bày về mạch thu FM sử dụng IC thu KT0830E có thể thu được sóng FM trong dải tần số từ 64MHz – 110MHz Do khả năng bản thân còn hạn chế nên sẽ có nhiều sai xót mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô để bài báo cáo được hoàn chỉnh hơn. Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 3 | P a g e NỘI DUNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠCH THU(Sơ đồ khối, nguyên lý…) 1. Thiết kế mạch FM bao gồm các thành phần chính - Khối nguồn: 12V, 5V, 3.6V(POWER) - Khối thu: IC KT0830E, anten - Khối điều khiển & xử lý MCU: PIC16F877A, các phím bấm lựa chọn tần số thu. - Khối hiển thị: LCD 16x2 - Khối phát tín hiệu: IC LM386 để khuếch đại tín hiệu ra 2. Trình tự thiết kế  Tìm hiểu về vi điều khiển PIC 16F877A.  Tìm hiểu về IC KT0830E.  Tìm hiểu về LCD, LM317, LM386…  Viết code chương trình bằng phần mềm CCS( lập trình và biên dịch chương trình cho vi điều khiển PIC)  Vẽ mạch và chạy mô phỏng trên Proteus  Vẽ mạch nguyên lý và mạch in bằng phần mềm Altium Designer.  Mô phỏng và test chạy thử trên board.  Hàn linh kiện và hoàn chỉnh mạch. Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 4 | P a g e 3. Mạch nguyên lý và nguyên tắc hoạt động 3.1. Mạch nguyên lý (Sơ đồ khối) 3.2. Nguyên tắc hoạt động của mạch Người sử dụng sẽ đặt tần số kênh qua các phím bấm sau đó vi xử lý sẽ xử lý và truyền dữ liệu qua IC KT0830E lọc và thu tần số thích hợp. Tần số sẽ được hiển thị lên LCD để tiện theo dõi và điều chỉnh tần số mong muốn. Kênh tìm được sẽ được truyền tín hiệu qua khối phát thông qua 2 chân LOUT và ROUT của IC để khuếch đại tín hiệu ra ngoài. IC KT0830E Khối điều khiển & xử lý trung tâm Anten Khối phát tín hiệu Khối hiển thị LCD Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 5 | P a g e 3.3. Nguyên lý hoạt động của từng khối 3.3.1. Khối nguồn  Nhiệm vụ: Cung cấp nguồn nuôi cho VDK, LCD, LM386(5V), Nguồn cho KT0830E là 3.6V  Hoạt động: Nguồn vào VCC là 5VDC, qua các tụ lọc để làm phẳng tín hiệu và qua LM317 dòng được hạ xuống 3.6VDC để cung cấp cho IC Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 6 | P a g e 3.3.2. Khối MCU điều khiển  Nhiệm vụ: Dùng để xử lý, giao tiếp I2C với IC, truyền dữ liệu xuống để thiết lập cho IC chọn tần số thu thích hợp và truyền tín hiệu tần số thu được hiển thị ra LCD  Hoạt động: Các phím bấm có vai trò lựa chọn tần số của kênh cần thu, sau đó VDK sẽ gửi dữ liệu xuống IC để IC xử lý và thu tần số thích hợp. Cpu xuất dữ liệu ra IC theo chuẩn giao tiếp I2C và đồng thời nó cũng gửi dữ liệu tần số ra LCD để tiện theo dõi điều chỉnh tần số phù hợp Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 7 | P a g e 3.3.3. Khối hiển thị LCD(gồm LCD 16x2)  Nhiệm vụ : Tần số kênh tìm thấy sẽ được hiển thị ra màn hình LCD.  Hoạt động : Vi điều khiển sẽ nhận tín hiệu từ IC và xuất tín hiệu ra LCD (Hiển thị). 3.3.4. Khối thu (IC KT0830E)  Nhiệm vụ : Thu tín hiệu từ anten xử lý và gửi tín hiệu ra ngoài qua khối khuếch đại.  Hoạt động : IC nhận tín hiệu từ CPU gửi đến và xử lý thu tín hiệu tần số thích hợp. tín hiệu đó sẽ được chuyển ra khối phát tín hiệu. Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 8 | P a g e 3.3.5. Khối khuếch đại tín hiệu  Nhiệm vụ : Khuếch đại tín hiệu thu được gửi từ IC sang để phát tín hiệu ra ngoài  Hoạt động : Sử dụng IC LM386 để khuếch đại tín hiệu ra(trong bài sử dụng đọ khuếch đại gain=200 tương đương khoảng 46dB). Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 9 | P a g e II. VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A 1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. SƠ ĐỒ KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 10 | P a g e VDK PIC 16F877A gồm các khối:  Khối ALU – Arithmetic Logic Unit.  Khối bộ nhớ chứa chương trình – Flash Program Memory.  Khối bộ nhớ chứa dữ liệu EPROM – Data EPROM.  Khối bộ nhớ file thanh ghi RAM – RAM file Register.  Khối giải mã lệnh và điều khiển – Instruction Decode Control.  Khối thanh ghi đặc biệt.  Khối ngoại vi timer.  Khối giao tiếp nối tiếp.  Khối chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số - ADC.  Khối các port xuất nhập. 1.2. CHỨC NĂNG CÁC CHÂN CỦA PIC16F877A [...]... trình ngay trên mạch điện ICSP (In Circuit Serial 13 | P a g e Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 Programming) thông qua 2 chân  Watchdog Timer với bộ dao động trong  Chức năng bảo mật mã chương trình  Chế độ Sleep  Có thể hoạt động với nhiều dạng Oscillator khác nhau 14 | P a g e Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 2 TỔ CHỨC BỘ NHỚ Cấu trúc bộ nhớ của vi điều khiển PIC16F877A bao... ghi STATUS) sẽ được đặt ở tất cà các bank của bộ nhớ dữ liệu giúp thu n tiện trong quá trình truy xuất và làm giảm bớt lệnh của chương trình Sơ đồ cụ thể của bộ nhớ dữ liệu PIC16F877A như sau: 15 | P a g e Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 16 | P a g e Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 3 CÁC CỔNG XUẤT NHẬP CỦA PIC16F877A Cổng xuất nhập (I/O port) chính là phương tiện mà vi điều... dựa vào quan hệ chủ/tớ Giả thiết một thiết bị A muốn gửi dữ liệu đến thiết bị B, quá trình được thực hiện như sau: 35 | P a g e Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014  Thiết bị A (Chủ) xác định đúng địa chỉ của thiết bị B (tớ), cùng với việc xác định địa chỉ, thiết bị A sẽ quyết định việc đọc hay ghi vào thiết bị tớ  Thiết bị A gửi dữ liệu tới thiết bị B  Thiết bị A kết thúc quá trình truyền... các IC với nhau Đây là chuẩn giao tiếp nối tiếp 2 dây Dùng để giao tiếp IC hay thiết bị ngoại vi cần phải giao tiếp với các IC hay thiết bị khác (tức giao tiếp với thế giới bên ngoài) Bus I2C được sử dụng làm bus giao tiếp ngoại vi cho rất nhiều loại IC khác nhau như các loại Vi điều 33 | P a g e Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 khiển 8051, PIC, AVR, ARM, chíp nhớ như RAM tĩnh (Static Ram),... e 2014 Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E Quy ƣớc:  Một thiết bị hay một IC khi kết nối với bus I2C, ngoài một địa chỉ (duy nhất) để phân biệt, nó còn được cấu hình là thiết bị chủ (master) hay tớ (slave) mỗi thiết bị sẽ được nhận ra bởi một địa chỉ duy nhất với một quan hệ chủ/tớ tồn tại trong suốt thời gian kết nối  Trên một bus I2C thì quyền điều khiển thu c về thiết bị chủ (master) Thiết. .. xuất nhập số  Chân RB3/PGM(36): xuất nhập số/ cho phép lập trình điện áp thấp ICSP  Chân RB4(37), RB5(38): xuất nhập số 11 | P a g e 2014 Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E  Chân RB6/PGC(39): xuất nhấp số/ mạch gỡ rối và xung clock lập trình ICSP  Chân RB7/PGD(40): xuất nhập số/ mạch gỡ rối và dữ liệu lập trình ICSP  Chân RC0/T1OCO/T1CKI(15): xuất nhập số/ ngõ vào bộ giao động Timer1/ ngõ... nhấp số/ Chân chọn lụa điều khiển port song song/ ngõ vào tương tự kênh thứ 7  Chân VDD(11, 32) và VSS(12, 31): là các chân nguồn của PIC 12 | P a g e Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 1.3 2014 ĐẶC ĐIỂM VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A Đây là vi điều khiển thu c họ PIC16Fxxx với tập lệnh gồm 35 lệnh có độ dài 14 bit Mỗi lệnh đều được thực thi trong một chu kì xung clock Tốc độ hoạt động tối đa cho phép... lựa chọn được Timer thích hợp cho ứng dụng 25 | P a g e Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 7 2014 ADC ADC (Analog to Digital Converter) là bộ chuyển đổi tín hiệu giữa hai dạng tương tự và số PIC16F877A có 8 ngõ vào analog (RA4:RA0 và RE2:RE0) Hiệu điện thế chuẩn VREF có thể được lựa chọn là VDD, VSS hay hiệu điện thể chuẩn được xác lập trên hai chân RA2 và RA3 Kết quả chuyển đổi từ tín tiệu tương... ADCON0)  Thiết lập các cờ ngắt cho bộ AD  Clear bit ADIF  Set bit ADIE  Set bit PEIE  Set bit GIE  Đợi cho tới khi quá trình lấy mẫu hoàn tất 26 | P a g e Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014  Bắt đầu quá trình chuyển đổi (set bit GO/DONE )  Đợi cho tới khi qu trình chuyển đổi hồn tất bằng cch:  Kiểm tra bit Nếu GO/DONE =0, quá trình chuyển đổi đã hoàn tất  Kiểm tra cờ ngắt  Đọc kết quả... Cần chú ý là có hai cách lưu kết quả chuyển đổi AD, việc lựa chọn cách lưu được điều khiển bởi bit ADFM và được minh họa cụ thể trong hình sau: Các thanh ghi liên quan đến bộ chuyển đổi ADC bao gồm:  INTCON (địa chỉ 0Bh, 8Bh, 10Bh, 18Bh): cho phép các ngắt (các bit GIE, PEIE)  PIR1 (địa chỉ 0Ch): chứa cờ ngắt AD (bit ADIF) 27 | P a g e Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014  PIE1 (địa chỉ . liệu PIC16F877A như sau: Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 16 | P a g e Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 17 | P a g e 3. CÁC CỔNG XUẤT NHẬP CỦA PIC16F877A. kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 9 | P a g e II. VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A 1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. SƠ ĐỒ KHỐI VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E. Thiết kế mạch thu FM sử dụng IC KT0830E 2014 1 | P a g e Contents MỞ ĐẦU 2 NỘI DUNG 3 I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠCH THU( Sơ đồ khối, nguyên lý…) 3 1. Thiết kế mạch FM bao gồm