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[C51] 用51单片机+NS73调频发射模块制作的个人专属电台

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发表于 2019-1-23 20:53:57 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 aqxgm 于 2019-1-23 20:59 编辑

爱上了一档深夜电台节目,可是没有精力熬夜去收听。平时都是在用手机听回放,可是却没有了收听电台的感觉。作为一名无线电爱好者,这些天以来就一直想着做一个自己专属的微型“电台”,把喜欢听的节目用FM的方式发射出去,再用收音机来收听,这样就可以最大限度还原收听电台的感觉。

还记得自己人生中第一个DIY制作,就是用了一颗9018三极管做的三点振荡调频话筒,现在看起来很简单的电路当时做了很长时间。记得当时制作成功后高兴了很久。可惜受电路所限,频率非常的不稳定,轻轻地碰一下频率就会漂移很远,并且还是单声道,音质也很差。再去还原这个电路的话,远远达不到自己现在的要求。
当时所用的电路图应该和这个差不多,时间太久有点记不清了。
2013032604260830940308.gif
上网找了半天,发现主流的小功率FM发射芯片主要是BH141X系列。BH1417是固定的几个频率,用拨码开关来选择。BH1415是单片机控制的,可以实现任意频率发射。但是这两款芯片的应用电路都有点复杂,业余制作起来会比较麻烦。
直到有一次网购的时候,在一家店铺里偶然的发现了一个NS73调频发射模块,通过I2C或3线串行驱动,外围电路看起来也很简单,就顺手弄了一片回来“研究”。
NS73简介:
1.频率覆盖:87.5MHZ-108MHZ
2.立体声发射
3. I2C总线或3线串行接口
4.工作电压:2.7V-3.6V(典型值:3.0V)
5.工作电流:36ma
6.发射功率:0.5mw,1mw,2mw可选
7.THD:0.4%
8.信噪比(SNR):55dB
9.立体场分离度:35dB
10.封装尺寸:3.26 x 3.26 x0.79mm        
指标看起来还算不错,个人做着玩玩足够了。买来的模块集成了NS73芯片和其所需的外围电路,通过邮票孔状的焊盘和PCB连接。如下图所示: 微信图片_20180910111340.jpg
各脚位功能:
管脚         功能                                管脚                 功能
1         接地                           7                   射频输出
2         电源,2.7-3.6V                  8                 CK(I2C 方式下需要上拉电阻)
3         左声道输入                  9                 LA(I2C 方式下接地或接电源)
4         外部时钟(悬空)      10                 DA(I2C 方式下需要上拉电阻)
5         右声道输入                 11                 模式选择,MODE=0,SPI方式;MODE=1,I2C方式
6         锁定监测,LOCK_DET                                                        

        
硬件电路选择:本来打算用数码管或液晶屏来指示当前的发送频率,后来感觉耗电太多又增加了电路的复杂程度,就在程序里内置了3个与FM电台不冲突的频率,用LED来指示当前的发射频率。这样单片的I/O占用很少,一片8脚的单片机就能胜任,用了一个按键切换发射频率。3.3V的工作电压正好用锂电池供电,这样再加上TP4057充电和稳压电路就可以了。电路图用Altium designer绘制
SCH.png

绘制完成的PCB
3D.png

PCB板使用热转印制作,三氯化铁腐蚀,小电钻打孔,涂一层松香酒精抗氧化。做出来的板子看起来还是挺漂亮的。
微信图片_2018091011134016.jpg         
微信图片_201809101113407.jpg


先焊接调试TP4057充电和3.3V稳压电路,还好一次通过。
微信图片_201809101113402.jpg
微信图片_2018091011134011.jpg


再把其他的元件焊接,确认无短路、断线。
微信图片_2018091011134010.jpg    
微信图片_20180928154300.jpg    

一个淘汰的手机电池用作电源,测量电流在50ma左右,基本确定电路连接正常,准备通过USB转串口小板接入电脑调试程序。
微信图片_20180928154311.jpg

操作方式在本制作中选择I2C总线,即把11脚通过上接电阻接到VCC。由于LA接地。这时芯片的写地址为:0b1100 1100(0xcc)读地址是:0b1100 1101(0xcd)。
NS73采用了通用的I2C总线传输数据,写入、读取等细节不再详述,只是要注意发送时高位在先、低位在后。
频率控制字计算:
模块内置32.768KHz 晶振,模块内部四分频分出 8.192KHz 的参考频率。因为 8.192KHz 并不能被 50KHz、100KHz 等常规的 FM 间隔频率整除,所以实际的频率与我们理想设定的频率有一点差异,对于宽带的调频收音机来说,这点差异完全可以忽略。内部锁相环 N 分频系数计算公式为:N=(Ftx+Foff)/0.008192,其中 Foff 就是发射调制中的低中频信号,304KHz,是个固定值。如果要发射 88.5MHz 的频率,N=(Ftx+0.304)/0.008192=10840.33,因为 N 是整数,所以 N=10840,对应 16 进制数为 Nh=2A58H,对应 2 进制数Nb=10 1010 0101 1000b。现在我们反过来验证一下,N=10840,Ftx=N×0.008192-0.304=88.49728MHz,完全落在收音机 230KHz 的中频带宽里。
按照芯片操作流程简单地配置一下其他寄存器,比如发射功率、音频增益等,芯片就会按照你的需要稳定的工作了。这时随便打开一台收音机,调谐到正确的频率,就应该能接收到发射的内容了。

充电中……
微信图片_20180928154327.jpg       


因为本制作仅在家里使用,不追求发射距离,所以程序里选择发射功率1mw,随便焊了段网线当作天线就能满足要求。如果您需要加入功放电路大功率发射,请一定要遵守国家相关的法律法规。
微信图片_20180928154331.jpg 微信图片_20180928154322.jpg
微信图片_20180928154348.jpg
328211145350532118.jpg


晚饭后的闲暇时光,把日间的一切烦杂关到门外。开一盏温暖的灯,泡一壶茶,伴着电波里温暖的声音和缓缓流淌的老歌,细数一下往事,所谓的小幸福,不过如此。




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发表于 2019-1-23 21:18:39 | 显示全部楼层
666楼主太会玩了
发表于 2019-1-23 21:35:32 | 显示全部楼层
楼主动手能力强
发表于 2019-1-23 22:18:20 | 显示全部楼层
我有一个用4069做的调频发射,固定频率的,.
发表于 2019-1-23 22:18:26 | 显示全部楼层
楼主是会玩,厉害!
发表于 2019-1-23 22:32:19 | 显示全部楼层
接个MIC加级放大也能当无线话筒(qietinqi)了
发表于 2019-1-23 22:54:26 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
懂满足就会快乐,比如把玩一节电池,一个mos管比如骑摩托车摩旅,在小溪边喝着溪水,看着远方的山。
在学校里时也做过,2个三极管的,应该还在某角落,1节7号电池,mic灵敏度很高,第一级音频放大,那时放了机关,听老鼠上钩,频率还算稳定吧!有个电感是印刷在线路板上的
发表于 2019-1-24 01:44:40 | 显示全部楼层
这个牛掰,收藏了,改天找时间做一个玩玩
发表于 2019-1-24 08:10:18 | 显示全部楼层
我的第一个调频发射电路就是楼主做的那个,当时选这个图就是因用一节电池就可以用.
发表于 2019-1-24 08:25:37 | 显示全部楼层
做得挺好,是不是还可以做无线数据传输
发表于 2019-1-24 09:11:13 | 显示全部楼层
生命在于折腾!
发表于 2019-1-24 09:27:15 | 显示全部楼层
没有液晶屏显示,差评~
发表于 2019-1-24 09:44:57 | 显示全部楼层
    楼主这个厉害,学不来。
   
    不过当「黑X台」台长这事,我真干过。。。    本地电台非常没有节操,晚间节目的主旋律就是卖药。那年我记得是老中医孟阳(音译)在电台里卖什么汤,自称对心脑血管之类疾病有奇效(抑或是包治百病的神药),雇一帮讲方言的托儿整天打热线反馈疗效(在线送锦旗,听多了脑阔疼。)。。。偶然在网上看到树莓派发射FM的文章,一时心血来潮想体验一把做台长的感脚。
    (github上有一个项目PiFmRds,用树莓派发射FM,傻瓜式操作。硬件、软件皆已具备,只需搞点节目源,黑X台就能开张咯。)
    我用一条20cm左右的漆包铝线插在树莓派gpio的一个脚上做天线,用插卡小音箱接收。节目源来自「考拉FM」,用wget下载mp3资源通过unix管道转给播放器解码再通过管道交给PiFmRds发射。提前排好节目单,每晚20点,私人黑X台准时上线。
    我把「叶文有话要说」、「金山夜话」等栏目加到节目单里,别人家两口子之间那点狗屁倒灶的破事,连续听一晚上美滋滋。
    由于是边下载边发射没有缓冲,每次开始播放新节目的时候小音箱喇叭会刺啦刺啦响。网络不佳时下载资源出问题,电台也会卡住甚至崩溃。控制程序很不完善,遇到不喜欢的节目跳过很麻烦。

点评

现在出狱了吗?  详情 回复 发表于 2019-3-6 00:56
你也够厉害哒  详情 回复 发表于 2019-2-19 13:56
这个厉害了  详情 回复 发表于 2019-1-24 10:03

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发表于 2019-1-24 10:03:09 | 显示全部楼层
数码小透明 发表于 2019-1-24 09:44
楼主这个厉害,学不来。
        不过当「黑X台」台长这事,我真干过。。。    本地电台 ...

这个厉害了

点评

听《金山夜话》就知道是个好同志,好久没听了,好像在线的蜻蜓或者喜马拉雅都不上线这个节目了  详情 回复 发表于 2019-1-29 20:25
发表于 2019-1-24 11:43:32 | 显示全部楼层
厉害了我的哥   改天我也试试
发表于 2019-1-24 12:04:40 | 显示全部楼层
生命在于折腾!
我只能买成品,一个3W的全套,只测试过两回,吃灰近十年了。
发表于 2019-1-24 12:35:07 | 显示全部楼层
这个很有意思的。
发表于 2019-1-24 13:14:28 | 显示全部楼层
这个挺好玩的改改板子可以做成一个无线话筒,电路简单易行成本低廉,还双声道,楼主板子做的不错,焊工也很好,不错不错~
发表于 2019-1-24 16:10:45 | 显示全部楼层
楼主终于圆了台长梦
发表于 2019-1-24 16:35:49 | 显示全部楼层
我也想说,是否可以做成无线数据传输了?
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