我們已經(jīng)從唱片及八軌錄音時(shí)代跨入了CD和MP3時(shí)代。把音樂(lè)轉(zhuǎn)換成MP3已經(jīng)變得很流行,時(shí)下如何儲(chǔ)存MP3文件是一個(gè)有趣的話題。本設(shè)計(jì)將教你MP3的存儲(chǔ)方法，?使你能在室內(nèi)較寬范圍內(nèi)欣賞到MP3音樂(lè)。

小型MP3播放機(jī)正在和CD、磁帶隨身聽爭(zhēng)奪移動(dòng)應(yīng)用方面的霸主地位。隨著計(jì)算機(jī)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的不斷推動(dòng)和上網(wǎng)人數(shù)的增多，要是我的計(jì)算機(jī)能成?MP3無(wú)?遙控自動(dòng)點(diǎn)播機(jī)的服務(wù)器那該多好啊。

下面讓我慢慢給你介紹我的實(shí)現(xiàn)方案吧。該方案可以讓你在家中任何有FM收音機(jī)（例如一個(gè)WALKMAN隨身聽）的地方欣賞MP3音樂(lè)。具體就是通過(guò)在計(jì)算機(jī)的音頻輸出口接上一個(gè)小功率FM發(fā)射機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，另外用一個(gè)移動(dòng)單元用來(lái)顯示服務(wù)器上MP3文件夾的內(nèi)容，以便你可以從頭至尾瀏覽你收藏的音樂(lè)。

為使用方便起見，你可以向上滾動(dòng)瀏覽最多4個(gè)包含不同歌曲列表的文件夾。選曲、開始、停止和跳曲用一般的紅外線遙控器控制。紅外遙控指令通過(guò)433MHz無(wú)?連接送到作?MP3服務(wù)器的計(jì)算機(jī)。照片1所示是該系統(tǒng)的全部設(shè)備。

照片1、MP3無(wú)線遙控自動(dòng)點(diǎn)播機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備

服務(wù)器端我設(shè)計(jì)了兩個(gè)模塊， 433MHz接收機(jī)和FM發(fā)射機(jī)。接收機(jī)接收遙控器發(fā)過(guò)來(lái)的指令?通過(guò)串行端口輸入到計(jì)算機(jī)，後臺(tái)運(yùn)行的專用應(yīng)用程序接收指令?把它們分送到 Windows Media Player, Windows Media Player收到指令後播放點(diǎn)播的曲目，第二個(gè)模塊FM發(fā)射機(jī)從計(jì)算機(jī)聲卡輸出取得音頻信號(hào)?把它發(fā)射出去。

為了降低成本簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，433MHz無(wú)線連接僅以單工方式工作。也就是說(shuō)，在你選定一個(gè)功能後相應(yīng)指令通過(guò)無(wú)線連接發(fā)送到MP3計(jì)算機(jī)服務(wù)器上，如果發(fā)射機(jī)沒(méi)有把它發(fā)送到服務(wù)器，你將什么也聽不到?可再次發(fā)命令。為了避免假指令中斷操作，設(shè)計(jì)中使用了專用的編解碼芯片，該芯片實(shí)現(xiàn)所有必需的功能，確保只有合法的數(shù)據(jù)包才能傳輸?shù)組P3服務(wù)器。

為了使遙控單元能?顯示服務(wù)器上的MP3文件夾的內(nèi)容，使用前必須先把文件夾的內(nèi)容下載到遙控單元。這可以通過(guò)MP3服務(wù)器上的串行端口用同樣的應(yīng)用軟件把無(wú)?輸入的指令送到Windows Media Player實(shí)現(xiàn)。遙控單元內(nèi)的固件可控制多達(dá)4個(gè)不同的音樂(lè)文件夾。

為了避免頻繁地更新遙控單元的閃存，建議選定4個(gè)穩(wěn)定的文件夾來(lái)進(jìn)行遙控播放，其它文件夾用來(lái)存放新下載的音樂(lè)或者經(jīng)常變動(dòng)的收藏。遙控單元有32K8 閃存，每個(gè)文件夾可以保存200個(gè)歌名（總共800個(gè)歌名）。因?yàn)殚W存是非易失性存儲(chǔ)器，所以即使遙控單元電源關(guān)掉，歌名數(shù)據(jù)也會(huì)保存下來(lái)，對(duì)于用電池供電的遙控單元來(lái)說(shuō)這點(diǎn)很重要。

遙控單元
系統(tǒng)的核心是遙控單元，如圖1所示。遙控單元主要由Atmel AT90S2313-4PC組成，Atmel AT90S2313-4PC提供15條I/O（使用了其中12條）內(nèi)置一個(gè)硬件UART。因?yàn)樵搯卧碾姾苄?，所以我?節(jié)AA電池經(jīng)過(guò) LM2936CZ5低壓差整流器?其供電。

圖1 MP3遙控器單元

很明顯，如果不能顯示整個(gè)歌名和演唱者的名字，歌名顯示就沒(méi)有什么用處了。由于可能會(huì)有很多歌曲讓你瀏覽，因此?定同時(shí)顯示4個(gè)歌名，選用440 LCD面板作為顯示屏。與大多數(shù)常見LCD相比，該LCD的控制方式不大一樣，用2片HD44780 LSI控制器進(jìn)行控制，其中一片控制LCD上面兩行字符，另一片控制下面兩行。

LCD通過(guò)B端口的7根?以普通4位數(shù)據(jù)接口方式與微控制器連接?？刂?由一根RS?和兩根ENABLE?組成，其中兩根ENABLE?每個(gè)LSI控制器一根。因?LCD只接收指令不需要讀出狀態(tài)，所以R/*W?接低電平。

在用戶接口方面，我?沒(méi)有采取在面板上安置按鍵和開關(guān)來(lái)控制的方法，而是用一個(gè)紅外解碼模塊和一個(gè)通用的紅外遙控器代替。紅外遙控器采用普通而且容易買到的RCA CRCU410型號(hào)，它的遙控編碼跟Quasar牌電視機(jī)（編碼054）一樣。我之所以選擇這個(gè)編碼是因?它簡(jiǎn)單，用軟件解碼比較容易。各個(gè)鍵和相應(yīng)功能如表1所示。

表1、遙控器各個(gè)鍵和相應(yīng)功能

歌名列表的非易失性存儲(chǔ)使用連續(xù)的閃存EEPROM。我選用Mcrochip的24LC256I/P8EA，因?它比較常見容易買到。該芯片?I2C器件，因此與微控制器AT90S2313連接僅需雙?接口。不過(guò)AT90S2313?沒(méi)有內(nèi)置I2C端口的硬件電路，因此必須用軟件實(shí)現(xiàn)I2C功能。然而幸運(yùn)的是，Atmel公司提供了一個(gè)AT90S2313作?主控芯片時(shí)的I2C讀/寫時(shí)序應(yīng)用筆記。

必須注意的地方是，I2C規(guī)格中SDA和SCL?均需要用2.2KΩ上拉電阻。根據(jù)A0～A2?設(shè)定的不同，24LC256I可以被設(shè)定成8種不同的 I2C地址，因而閃存可以擴(kuò)展到256KB。本設(shè)計(jì)中因?僅用了一個(gè)芯片，所以3根地址?都設(shè)定?低電平。

由24LC256I的使用手?知道該器件需要5ms閃存寫入時(shí)間，數(shù)據(jù)從AT90S2313 UART接收部分寫入閃存。我設(shè)計(jì)的下載協(xié)議只有從服務(wù)器PC到遙控單元一個(gè)方向，因此不用“握手”方式工作，所以我選用1200bps數(shù)據(jù)傳輸率，每隔 8.3ms處理一次輸入的數(shù)據(jù)字符。這個(gè)間隔可以提供足?的時(shí)間把數(shù)據(jù)發(fā)送到I2C閃存，即使使用軟件實(shí)現(xiàn)I2C功能,仍然有5ms的空馀時(shí)間來(lái)寫 EEPROM。

我沒(méi)有采用諸如MAX232之類成熟的RS-232接口，而是用一個(gè)2N3904 NPN三極管和一些無(wú)源器件將主機(jī)的RS-232電平轉(zhuǎn)換成TTL電平。

選用Abacom公司AM-RT5-433作?無(wú)?發(fā)射機(jī)模塊，其小型SIP封裝很容易裝配。Abacom公司慷慨地寄給我一對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的樣品。這些廉價(jià)的模塊是針對(duì)100碼左右距離應(yīng)用的，采用簡(jiǎn)單的載波開關(guān)調(diào)制來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)射。

我使用小型無(wú)?傳輸模塊的其它經(jīng)驗(yàn)來(lái)自價(jià)格較貴的Linx HP-II系列(900 MHz)。Linx HP-II系列采用FSK調(diào)制，發(fā)射機(jī)可直接由UATR驅(qū)動(dòng)。

Abacom公司的技術(shù)人員說(shuō)我選用的廉價(jià)模塊不能直接與UART端口接口，然而Abacom公司設(shè)計(jì)了一個(gè)復(fù)合芯片NKM2401-N，該芯片根據(jù)mode?的連接不同可以充當(dāng)編碼器或者解碼器來(lái)用。本設(shè)計(jì)中我在每個(gè)無(wú)?數(shù)據(jù)連接末端均用了這個(gè)器件。

遙控單元中NKM2401從AT90S2313 UART端口接收8字節(jié)的數(shù)據(jù)包（以2400 bps數(shù)據(jù)率），加上同步、預(yù)緩沖/後緩沖字節(jié)和CRC後再對(duì)最終數(shù)據(jù)進(jìn)行Manchester編碼。因?NKM2401的數(shù)據(jù)包格式?8個(gè)字節(jié)，但我的指令僅有2字節(jié)長(zhǎng)，因此我自己加上同步字節(jié)和補(bǔ)充字節(jié)?成了一個(gè)8字節(jié)的數(shù)據(jù)包。NKM2401的數(shù)據(jù)輸出直接連接到AM-RT5-433發(fā)射機(jī)上。至于天?，我使用了1/4波長(zhǎng)的鞭狀天?。

我想在遙控單元中取消NKM2401而改用AT90S2313固件程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。遙控單元的固件是用匯編語(yǔ)言寫的，僅用了AT90S2313 2KB閃存中大約1/3大小的空間，因此可留下很多的空間供其它有需要的程序用。然而在接收端我不打算使用微控制器，因此必須用NKM2401來(lái)解碼。我未能從Abacom公司取得詳細(xì)的通信協(xié)議（他們的協(xié)議比較容易看懂）因此我無(wú)法編寫程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)包的編碼。給我點(diǎn)時(shí)間的話我可能會(huì)用示波器或者計(jì)算機(jī)上的程序捕捉到數(shù)據(jù)流?對(duì)它進(jìn)行反向工程最後實(shí)現(xiàn)這個(gè)編碼過(guò)程，遺憾的是沒(méi)時(shí)間了。

在繼續(xù)進(jìn)行之前我補(bǔ)充幾點(diǎn)。AT90S2313使用陶瓷振蕩器工作在4MHz，這對(duì)于比較低的串行數(shù)據(jù)通信速率來(lái)說(shuō)是足?了的。我必須把UART的速率設(shè)定在1200bps(數(shù)據(jù)下載期間)來(lái)接收數(shù)據(jù)，但發(fā)射時(shí)?把速率設(shè)定在2400bps（通過(guò)NKM2401和發(fā)射機(jī)發(fā)送命令）。我不得不這?做，因? NKM2401僅工作在2400bps速率，1200bps是可用于下載的最高速率（考慮串行閃存的寫入時(shí)間）。

最後遙控單元上有一個(gè)標(biāo)著J1 Link Test的跳?。如果裝上跳?NMK2401-N將會(huì)不斷地發(fā)送“ABACOM”信息，該信息可以用來(lái)檢測(cè)無(wú)?連接。

無(wú)?接收機(jī)模塊
無(wú)?接收機(jī)的作用是接收MP3遙控單元發(fā)射的433MHz信號(hào)?把信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS-232電平送到服務(wù)器PC。

Abacom公司的AM-HRR3-433接收機(jī)如圖2所示。接收機(jī)模塊跟發(fā)射機(jī)一樣使用同樣的1/4波長(zhǎng)鞭狀天?。

圖2 Abacom公司的AM-HRR3-433接收機(jī)

在沒(méi)有接收信號(hào)的時(shí)候，接收機(jī)模塊的輸出滿是毛刺和噪音。我用示波器觀察發(fā)現(xiàn)一點(diǎn)信號(hào)都沒(méi)有，因?我住在鄉(xiāng)村地區(qū)。正因?這個(gè)原因必須使用Abacom公司的NKM2401-N芯片。接收機(jī)中NKM2401-N的模式?（第4?）接地，使其工作于解碼模式。用一個(gè)普通PNP三極管反相器向服務(wù)器PC提供虛擬 RS232電平信號(hào)。

LM2936CZ5低壓差整流器?接收機(jī)提供5V直流電。大多數(shù)時(shí)間接收機(jī)模塊都連在MP3服務(wù)器計(jì)算機(jī)的串行端口上，然而出于工作需要，有時(shí)遙控單元必須連接到PC（例如下載歌名列表的時(shí)候），因此我制作一根短電纜把PC上的DB9插座接到一個(gè)5pin DIN插頭上，接收機(jī)和遙控單元均用配對(duì)的5pin DIN插座，這樣你就可以按需要把設(shè)備連起來(lái)了。

Abacom公司的接收機(jī)/發(fā)射機(jī)模塊與NKM2401-N配合使用非?？煽?。無(wú)?發(fā)送指令是本設(shè)計(jì)的一個(gè)亮點(diǎn)。唯一覺(jué)得不足的是不能把433MHz接收機(jī)和FM發(fā)射機(jī)模塊裝在同一個(gè)機(jī)箱內(nèi)。當(dāng)把FM發(fā)射機(jī)放在接收機(jī)旁邊時(shí)，發(fā)射機(jī)的RF輸出會(huì)對(duì)接收機(jī)靈敏度有輕微影響，造成無(wú)?連接僅能在20碼范圍內(nèi)工作，跟我的預(yù)期目標(biāo)相比發(fā)射距離太近了。然而當(dāng)我把FM發(fā)射機(jī)裝進(jìn)機(jī)箱里?把它放到離433MHz接收機(jī)幾碼遠(yuǎn)的地方時(shí)，發(fā)射距離近的問(wèn)題解?了，這時(shí)發(fā)射距離增加到約50碼（注意這仍然在室內(nèi)）。

FM發(fā)射機(jī)
我構(gòu)想這個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)候就預(yù)料到一定會(huì)有一些設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)或者編程上的問(wèn)題。開始我總認(rèn)?制作一個(gè)小型FM發(fā)射機(jī)是很容易的事，所以我把這項(xiàng)工作留到最後完成。然而正如墨菲定律所說(shuō)的一樣，當(dāng)初我認(rèn)?最簡(jiǎn)單的事情到最後?成?整個(gè)設(shè)計(jì)中最棘手和最耗費(fèi)時(shí)間的部分。

曾經(jīng)謠傳基于Rohm BA1404 IC的FM立體聲發(fā)射機(jī)套件經(jīng)常會(huì)因?工作不穩(wěn)定而導(dǎo)致無(wú)法使用，不過(guò)我還是鬼使神差地買了這個(gè)套件。唉，謠傳是真的──它的頻率穩(wěn)定性實(shí)在是太差了，以致不能和現(xiàn)代數(shù)字調(diào)諧FM接收機(jī)配合工作。即使我用高質(zhì)量的RF調(diào)諧元件替換了原來(lái)的便宜貨，問(wèn)題依然存在。?了取得心理平衡我只能這?想∶這個(gè)IC是在數(shù)字FM接收機(jī)發(fā)明前設(shè)計(jì)的，其不能與數(shù)字調(diào)諧FM接收機(jī)配合工作情有可原。老式模擬FM接收機(jī)具備自動(dòng)頻率控制電路，有可能會(huì)克服這個(gè)發(fā)射機(jī)套件的頻飄吧。

我找到了一個(gè)PLL穩(wěn)頻的FM發(fā)射機(jī)套件，但其高達(dá)200美元的價(jià)格對(duì)本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)太不合算了。幾年前我曾經(jīng)做過(guò)幾個(gè)10－400MHz范圍的PLL頻率發(fā)生器，因此我想嘗試自己制作FM發(fā)射機(jī)。

不過(guò)那是惡夢(mèng)的開始。我過(guò)去所用的PLL芯片現(xiàn)在買不到了。目前大多數(shù)的PLL IC是專門用于移動(dòng)電話之類的，它們?cè)诘陀?00MHz下不能穩(wěn)定工作。雖然我也找到了一些針對(duì)FM發(fā)射用的IC，但它們的封裝形式太小以致不能焊接。

在這種情?下我?定另辟蹊蹺。因?我必須用微控制器來(lái)控制PLL芯片，?什?我不完全丟掉PLL芯片而用微控制器測(cè)量和控制振蕩頻率？我所想的可以認(rèn)?是一個(gè)自動(dòng)穩(wěn)頻器。

我的想法可以用圖3描述。振蕩頻率主要由電感和可變電容?定。本設(shè)計(jì)中我把調(diào)諧范圍大概定在88～92MHz，這兩方面的原因∶第一，F(xiàn)M波段低端商業(yè)電臺(tái)較少；更重要的是96MHz是該電路能測(cè)量的最高頻率。

圖3 FM發(fā)射機(jī)框圖

? 了穩(wěn)定性和FM調(diào)制兩個(gè)目的，振蕩器由一個(gè)變?nèi)荻O管控制頻率微調(diào)。變?nèi)荻O管的電容量由加在它上面的偏置電壓?定。這個(gè)偏置電壓由兩個(gè)分量控制。12位 DAC提供的直流電平和一個(gè)交流信號(hào)雙重作用在變?nèi)荻O管上以實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制。DAC的輸出電壓初始值設(shè)置在中間值（2V），通過(guò)手動(dòng)調(diào)整可變電容（微調(diào)）把振蕩器調(diào)到指定的頻率，其後微控制器會(huì)稍微上下調(diào)整DAC的輸出電壓來(lái)穩(wěn)定這個(gè)頻率。

要用微控制器測(cè)量振蕩器的頻率必須先把它進(jìn)行16預(yù)分頻。這可由普通的74F161 4位分頻器完成。預(yù)分頻輸出大概在5～6MHz頻率范圍，這個(gè)頻率可以用微控制器的16位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。

?了確定振蕩頻率,先把16位計(jì)數(shù)器清零，經(jīng)過(guò)設(shè)定的時(shí)間間隔之後再把它的值讀出來(lái)。設(shè)定時(shí)間間隔由微控制器中另一個(gè)計(jì)數(shù)器/定時(shí)器編程控制，每5.461ms周期中斷一次。這樣16位計(jì)數(shù)器中的值可以這樣計(jì)算∶

Counter/timer Value=(fosc/16)(5.46110-3)

實(shí)際操作時(shí)微控制器讀出16位定時(shí)器的值?把它與用你選擇的頻率代人上述方程計(jì)算出來(lái)的一個(gè)常數(shù)進(jìn)行比較。如果振蕩頻率太低了DAC的值就會(huì)向上加1再試；相反地如果振蕩頻率太高了，DAC值就?1。如此反復(fù)直到振蕩器的頻率落在你所選頻點(diǎn)附近的很窄的帶寬內(nèi)。

這個(gè)電路一般來(lái)說(shuō)可能會(huì)一直處于搜索狀態(tài)，有兩個(gè)原因∶第一，因?在采樣時(shí)間內(nèi)振蕩器信號(hào)的變化會(huì)使計(jì)數(shù)器/定時(shí)器總會(huì)出現(xiàn)1次計(jì)數(shù)誤差；第二，由于振蕩器被音頻信號(hào)進(jìn)行頻率調(diào)制，其頻率會(huì)隨著這個(gè)調(diào)制電壓而變化。

我們是不希望出現(xiàn)一直搜索的情?的，因?這會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)收到的音樂(lè)中夾著調(diào)制聲。?了避免這種情?發(fā)生，微控制器一旦把頻率調(diào)定，就進(jìn)入?期10分鐘的 “休眠”狀態(tài)，10分鐘過(guò)後再檢測(cè)一次頻率。除非室內(nèi)溫度出現(xiàn)較大變化，否則振蕩器就幾乎不用修正，本電路就可保證正常工作。

AVR AFC

在我詳細(xì)?述怎樣實(shí)現(xiàn)自動(dòng)頻率控制FM發(fā)射機(jī)前，請(qǐng)先看一下圖4以有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。首先我需要一個(gè)可以對(duì)6MHz頻率進(jìn)行計(jì)數(shù)的微控制器?且該微控制器還必須具備另外一個(gè)定時(shí)器，用來(lái)發(fā)出讀計(jì)數(shù)器和清零計(jì)數(shù)器的中斷?沖。我選用Atmel AT90S2313-10PC，因?它內(nèi)部含有我所需要的功能。然而我必須讓它在超出它額定頻率10MHz的12MHz頻率下工作以獲得6MHz頻率的計(jì)數(shù)能力。順便說(shuō)一下，這樣適當(dāng)對(duì)Atmel AT90S2313“超頻”到目前?止還沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)什?問(wèn)題。

圖4 自動(dòng)微調(diào)的發(fā)射機(jī)單元

當(dāng)發(fā)射機(jī)制作完成?設(shè)定在某個(gè)信道之後FM振蕩器頻率就可確定。因此，?了簡(jiǎn)化操作，在程序開頭我輸入了所需的發(fā)射頻率作?常數(shù)，程序經(jīng)編譯以後下載到AT90S2313做成一個(gè)固定頻率的FM發(fā)射機(jī)。

10年前可以很容易取得頻率高達(dá)1GHz的256分頻預(yù)分頻器芯片，但這些芯片現(xiàn)在都聽?了，因此我用74F161計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)16分頻。該器件工作頻率大于100MHz，成本低于1美元?且容易買到。

我用2N5485制作了一個(gè)VCO。VCO的振蕩頻率主要取?于L1和C12的值。C12?微調(diào)電容，發(fā)射機(jī)第一次通電時(shí)，用其對(duì)頻率進(jìn)行微調(diào)使發(fā)射機(jī)工作在指定頻率上。只有裝上J1使微控制器把DAC輸出設(shè)置在中間值時(shí)，才可以進(jìn)行微調(diào)，之後把跳?去掉。當(dāng)發(fā)射機(jī)再次通電後，自動(dòng)頻率穩(wěn)定器電路開始工作，振蕩器被變?nèi)荻O管D1微調(diào)到指定頻率。74F161需要幾伏的信號(hào)作?時(shí)鐘，這可以用FET振蕩器實(shí)現(xiàn)（其它大多數(shù)形式的振蕩器沒(méi)有這樣的能力）。

振蕩器的RF輸出從L1的抽頭取出以?小負(fù)載的影響。RF輸出用電容耦合到74F161預(yù)分頻器第一級(jí)的時(shí)鐘輸入。調(diào)整分壓器R7?時(shí)鐘輸入端提供適當(dāng)?shù)钠?，使振蕩信?hào)觸發(fā)輸入分頻級(jí)。把它設(shè)定在2～2.5V之間較好，最好用示波器調(diào)整設(shè)定，使74F161的11?輸出得到乾凈的5～6MHz的波形。

控制VCO微調(diào)的12位DAC U14采用TI公司帶SPI接口的DAC7611。雖然AT90S2313不具備用戶SPI端口（它的SPI端口只嚴(yán)格地配合閃存編程工作），但用PB1～PB4 I/O?可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)發(fā)送SPI數(shù)據(jù)到DAC的功能。

圖4中AT90S2313下面的跳?J1與PD6端口?連接，復(fù)位時(shí)微控制器檢測(cè)該端口?的狀態(tài)。如果J1處于連接狀態(tài)，它只不過(guò)會(huì)把DAC設(shè)置在中間值，接著進(jìn)入等待。這時(shí)你可以調(diào)節(jié)微調(diào)電容把振蕩器的頻率設(shè)定在最接近指定頻率的地方使誤差最小。北美地區(qū)所有FM廣播均把頻率設(shè)定?100KHz的奇數(shù)倍，隨便選一個(gè)就行了。

做完這個(gè)後，接著去掉跳?再給發(fā)射機(jī)通電。這時(shí)發(fā)射機(jī)應(yīng)在幾秒時(shí)間內(nèi)反復(fù)調(diào)整DAC電壓，?經(jīng)過(guò)預(yù)分頻器反復(fù)測(cè)量振蕩器輸出頻率使其返回指定頻率。這就是隨後用作FM發(fā)射機(jī)模塊的正常工作模式。

從主機(jī)聲卡輸出的立體聲音頻信號(hào)先經(jīng)過(guò)一個(gè)預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)（每個(gè)聲道都要）混合成一個(gè)單聲道信號(hào)，該信號(hào)?加在DAC的直流控制電壓上對(duì)振蕩器的輸出進(jìn)行調(diào)頻。

預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)中的RC值視立體聲接收機(jī)的輸出以取得較平坦的頻響?目標(biāo)而確定，圖4中的設(shè)定值還是比較合理的。別指望選定的元件值會(huì)達(dá)到北美FM廣播的去加重常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值75us，要考慮到還有很多存在于VCO中的因素會(huì)影響調(diào)制特性，我設(shè)定的參數(shù)值可使發(fā)射機(jī)獲得比較平坦的頻響。注意，圖4中沒(méi)有提到天?，如果設(shè)備放在塑料殼內(nèi)其發(fā)射距離能達(dá)到50碼，那就很好，因?政府相關(guān)法規(guī)規(guī)定禁止使用發(fā)射半徑大于50碼的發(fā)射機(jī)。

我用一片1.5x1平方英寸的小型單面PCB板制作了電路的VCO部分（如圖4虛?部分所示）。電路剩下部分在一塊Simm-Stick面包板上手工連?。VCO PCB板設(shè)計(jì)成SIP封裝的樣子垂直安裝在Simm-Stick面包板上。

軟件和固件

應(yīng)用軟件包括計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程序和運(yùn)行在遙控器上的客戶固件。PC端服務(wù)軟件用Visual Basic 6語(yǔ)言編寫。

遙控器固件用AVR匯編語(yǔ)言編寫。FM發(fā)射機(jī)另外用一片AT90S2313穩(wěn)頻。現(xiàn)在所用軟件是試用版，因此我暫時(shí)用BASCOM-AVR編譯器代替AT90S2313。

客戶端應(yīng)用軟件

運(yùn)行在PC上的客戶端應(yīng)用軟件主要有兩個(gè)主要功能∶大多數(shù)時(shí)間它一直在檢測(cè)COM1端口搜尋遙控器發(fā)給它的指令∶另一個(gè)功能是用它來(lái)瀏覽文件目錄?指定4個(gè)文件夾作?自動(dòng)點(diǎn)播文件夾。這些文件夾中的文件名接著就被轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)記錄，用COM1端口的發(fā)射部分發(fā)送到遙控器上。除非文件夾的內(nèi)容更改，否則只下載一次，因?這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在遙控器中的歌名列表閃存中，見照片2。

照片2 用以控制媒體播放器上的MP3文件的播放的PC應(yīng)用程序

我詳細(xì)地介紹一下第一個(gè)功能。正如前面提到的，計(jì)算機(jī)和遙控器之間通過(guò)433MHz無(wú)?連接，在PC端433MHz接收機(jī)以2400bps速率接收RF信號(hào)?把它轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)，接著把它送到COM1端口。所有數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)糾錯(cuò)均由NKM2401編/解碼器芯片組成的硬件電路完成。這樣做可以確保客戶端應(yīng)用軟件接收到的的指令都是合法的。

NKM2401采用8字節(jié)數(shù)據(jù)包格式。遙控器發(fā)送的所有指令由2字節(jié)同步數(shù)據(jù)(0xAA, 0x55)後跟16位指令字和4個(gè)補(bǔ)充字節(jié)組成。2字節(jié)指令字用來(lái)區(qū)別4種指令∶播放（停止），播放下一曲，播放前一曲，播放全部和暫停。其它14位數(shù)據(jù)用來(lái)選擇當(dāng)前文件夾和該文件夾內(nèi)歌名的一些附加信息。

當(dāng)你選出要用的文件夾時(shí)，文件夾就會(huì)打開，接著分析該文件夾然後顯示出唱片長(zhǎng)度信息。在應(yīng)用中我效仿了這個(gè)功能，把它應(yīng)用到了發(fā)射機(jī)和遙控器上。這樣做使你可以在遙控器的LCD上看到所有歌名。另外它意味著你僅需發(fā)送數(shù)據(jù)庫(kù)文件中歌曲位置的相應(yīng)編號(hào)就可以點(diǎn)播歌曲。

客戶端程序確定播放哪一首歌曲後怎樣使計(jì)算機(jī)播放這首歌曲呢？如果歌曲是WAV格式，那就很簡(jiǎn)單，因?Visual Basic內(nèi)置的多媒體支持功能包括WAV文件的播放，然而它不支持MP3文件的播放，起碼我所用的版本是這樣。我到處尋找能播放MP3文件的控件但沒(méi)能找到免費(fèi)的或者價(jià)格合理的。

在這方面我又碰釘子了。我剛下載了Microsoft免費(fèi)發(fā)布的Windows Media Player V.7。這個(gè)多用途程序能?很好地播放MP3文件?且有很多你所需要的附加功能。像很多Windows程序一樣它有支持快捷鍵的優(yōu)點(diǎn)。我的想法是同時(shí)運(yùn)行我的MP3自動(dòng)點(diǎn)播機(jī)客戶端程序和Windows Media Player，然後用我的客戶端軟件控制Windows Media Player。這可以用一系列的Visual Bsic命令實(shí)現(xiàn)。

第二個(gè)功能，選擇想要的音樂(lè)文件夾（多達(dá)4個(gè)）?把內(nèi)容下載到遙控器的閃存上，這個(gè)功能僅偶爾用到。你只需選定文件夾接著點(diǎn)擊表格左邊的4個(gè)數(shù)字按鈕中的一個(gè)就可以了。有一個(gè)窗口記錄著歌名列表閃存剩馀的空間。如果閃存沒(méi)有用完的話每個(gè)文件夾能裝將近200首歌曲。

?了簡(jiǎn)化遙控器的固件，我假設(shè)4個(gè)文件夾都會(huì)用到，因此全部下載。如果你沒(méi)有那?多文件夾，那?不足的文件夾將用你選定的文件夾的復(fù)件代替。

按下載鍵之前遙控器必須先插入PC的COM1端口暫時(shí)代替433MHz接收機(jī)。我用前面提到的自己做的電纜讓它一直插在PC上，電纜另一端?5pin DIN插頭，該插頭與接收機(jī)和遙控器都是匹配的，這樣連接就非常方便。下載時(shí)間由遙控器中的閃存的寫入時(shí)間?定。在所有4個(gè)目錄均含大約200首歌的極限情?下，下載時(shí)間大約?4分鐘。下載進(jìn)程用檢測(cè)盒顯示，檢測(cè)盒顯示在客戶程序文件夾列表旁邊，在遙控器LCD顯示屏上也有相關(guān)信息顯示。

AVR固件

我已大概介紹了FM發(fā)射機(jī)的自動(dòng)頻率控制原理。實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的程序非常簡(jiǎn)單，因此用Basic語(yǔ)言編寫?用BASCOM-AVR編譯器編譯。

遙控器的固件比較棘手。最初我試著用BASCOM-AVR編譯器編Basic程序但生成的程序代碼太長(zhǎng)，AT90S2313中的閃存空間裝不下。隨後，我用匯編語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)了遙控器的功能，使用的程序空間不到AT90S2313閃存空間的一半。

與PC客戶軟件一樣遙控器單元有兩個(gè)功能，其中一個(gè)功能不常用。打開時(shí)它顯示文件夾1中的前4首歌，接著循環(huán)檢測(cè)由RCA通用遙控器發(fā)出的紅外?指令和紅外?接收機(jī)模塊接收到的指令。紅外信號(hào)進(jìn)入AT90S2313的INPUT CAPTURE?D6端口，接著由定時(shí)器1（16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器）的輸入捕捉特性譯碼。我選用比較簡(jiǎn)單的紅外?指令結(jié)構(gòu)（Quasar牌電視機(jī)編碼054）以?少工作量。這種指令結(jié)構(gòu)的起始部分是固定長(zhǎng)度的起始?沖，後面緊跟8位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)位用?沖與?沖之間的2個(gè)不同的時(shí)間間隔表示。在確認(rèn)固定長(zhǎng)度的起始?沖後，你要做的只有兩件事∶捕捉接下來(lái)的8個(gè)?沖的時(shí)序；根據(jù)時(shí)間間隔將它們區(qū)分開來(lái)?分配適當(dāng)?shù)闹?。就像前面說(shuō)的遙控單元不停地檢測(cè)傳來(lái)地指令然後執(zhí)行相應(yīng)的功能，導(dǎo)航功能僅局限瀏覽歌曲列表和從一個(gè)文件夾跳到另一個(gè)文件夾。這通過(guò)調(diào)整指向閃存，讀取歌名?把這些ASCII字符發(fā)送到 LCD顯示屏實(shí)現(xiàn)。

通過(guò)AT90S2313的UART發(fā)送端口發(fā)送相應(yīng)的命令來(lái)實(shí)現(xiàn)播放，播放下一首，播放最後一首和暫停功能。同樣，此時(shí)NKM2401使用8字節(jié)數(shù)據(jù)包格式，同步字節(jié)和補(bǔ)充字節(jié)也必須按照需要加到16位指令字中。

設(shè)計(jì)有專用的下載功能按鍵。按下它時(shí)程序功能變成接收從AT90S2313的UART端口送過(guò)來(lái)的字符，PC?生的數(shù)據(jù)就用該功能傳送到歌曲閃存中。

Atmel 24C256閃存芯片?I2C接口的32K8存儲(chǔ)器，其5ms的寫入時(shí)間有點(diǎn)慢但對(duì)本設(shè)計(jì)?無(wú)大礙，因?從服務(wù)器計(jì)算機(jī)送來(lái)的數(shù)據(jù)的速率是 1200bps,相當(dāng)于每8.3ms傳輸一個(gè)字符。AT90S2313沒(méi)有專門的I2C端口，因此這個(gè)功能必須用固件實(shí)現(xiàn)。主程序直接套用Atmel公司應(yīng)用筆記中的程序，效果很好。

LCD?一個(gè)440點(diǎn)陣的器件，使用常見的Hitachi公司的HD44780控制器，實(shí)際上該控制器內(nèi)部包含兩個(gè)LSI控制器和一個(gè)公用的數(shù)據(jù)/控制接口，外加兩根ENABLE?。我必須改寫我原來(lái)的4位LCD驅(qū)動(dòng)程序來(lái)應(yīng)付LCD1、2行字符由控制器1控制，3、4行字符由控制器2控制的情?。

結(jié)語(yǔ)

我覺(jué)得這個(gè)設(shè)計(jì)很有意思，也許是因?它用了無(wú)?傳輸?shù)木壒拾?。Abacom公司的接收/發(fā)射模塊配合該公司的編碼和解碼器件應(yīng)用，性能很好。此外，貼近用戶的AVR器件閃存編程能力使匯編程序的寫入變得非常輕松。

對(duì)本設(shè)計(jì)我基本滿意，但仍然覺(jué)得有些不足的地方。我原來(lái)?不打算花那?多時(shí)間來(lái)做一個(gè)令人滿意的FM發(fā)射機(jī)模塊?，F(xiàn)在來(lái)說(shuō)可能是遲了一點(diǎn)，近來(lái)我看見市場(chǎng)上有Rohm公司的BH1416F無(wú)?音頻連接IC，它采用SOP22封裝，內(nèi)部包含完整的PLL穩(wěn)頻FM發(fā)射機(jī)和FM立體聲調(diào)制器。我買了這個(gè)芯片，打算以後試試。如果你不是一個(gè)超級(jí)音樂(lè)迷希望你可以將這里提到的一些想法用到其它方面去設(shè)計(jì)出更好的東西。