微型计算机技术在电台维护中的应用

摘 　要

针对地震勘探中 ,由于意外因素的影响 , IC - V10 0 电台内 CMO S静态存储器掉电 ,导致存储在它里面的频率等参数丢失 ,从而使该电台无法正常工作这一问题 ,从分析 IC - V10 0 电台 锁相环频率合成器原理入手 ,提出了利用微型计算机技术来恢复掉电电台数据的方法 。实际应用 表明 ,该方法达到了恢复掉电电台功能的目的 。

IC - V1 00 电台 是 ICOM 公 司生 产 的一 种专 业 级无线电通讯设备 ,它采用了当今先进的计算机技 术及数字锁相环频率合成技术 ,广泛应用于地震勘 探生产领域 。 IC - V100 电台内的 CMO S静态存储 器由于意外因素掉电 ,导致存储在它内面的频率等 参数丢失 ,从而使该电台无法正常工作 。曾经采用 包括使用专用编程器在内的许多方法都没能使掉电 的 IC - V10 0 电台恢复其功能 。针对这种情况 ,开展 了对该电台工作原理分析研究工作 ,并在此基础上 , 利用性能优良的 80 C31 微型计算机作为主控芯片 , 进行硬件设计及软件开发 ,取代原来的控制单元电 路 ,并由该电路向锁相环频率合成器及其它电路提 供因掉电而丢失的频率数据等参数 ,进而达到恢复 掉电电台功能的目的 。

1 　 IC - V1 0 0 电台锁相环频率合成器

1. 1 　锁相环原理

IC - V1 00 电台锁相环频率合成器 PLL 由晶体 振荡器 、频率合成器件 U PD283 4C、双模前置分频器 U PD5 71C、环路滤波 、压控振荡器等组成 。其原理框 图如图 1 所示 。

图 1 中 ,高速双模前置分频器 U PB 571 C 有两个 分频比 ,其分频比为 p / p + 1, 其中 , p = 6 4; 频率合成 器件 U PD2 834C内含射频放大器 、分频器 、主计数器 M、吸收计数器 S、鉴相器 、移位寄存器等 。

从原理框图可以看出 ,该锁相环频率合成器采 用串行接受数据的方式 ,原 CPU 从 CMO S静态存储 器中取出频率参数 ,在选通信号 STR1、时钟 CL K的

配合下 , 向 锁 相 环 频 率 合 成 器 发 送 二 进 制 数 据 。

U PD283 4C内的移 位 寄 存 器 接 收 来 自 CPU 发 来 的

17 位数据并送往 17 位锁存器锁存 。经 17 位锁存 器锁存后的高 11 位数据予置主计数器 M ,低 6 位数 据予置吸收计数器 S。锁相环频率合成器根据接收 到的二进制数据 ,由压控振荡器输出电台所需要的 第一本振信号频率或电台发射时的载波频率 。当环 路锁定时 ,压控振荡器输出的频率 fvco为 :

fvco = ( pm + s) fr ( 1 )

式中 , m 为主计数器 M 所予置的 11 位二进制所对应 的十进制数 , s为吸收计数器 S所予置的 6 位二进制 所对应的十进制数 , fr为基准频率 ,其值为 5 kH z。因 此 ,只要确定 m 、s的值 ,压控振荡器输出的频率 fvco 就确定了 。

作者简介 陈友祥 , 男 , 1 98 8 年毕业于江汉 石油学院 电子工程系电子仪器及电子测量专业 , 高级工程师 , 现从事 电子设备的维护工作 。在国内各级刊物发表论文多篇 。

1. 2 　m 、s数据的确定

在实际设计过程中 , 总是事先确定电台的工作 频率 , 即压控振荡器输出的频率 fvco , 然后再来确定 m 、s的值 。由 ( 1 )式可以得出 :

pm + s = fvco / fr ,

设锁相环总分频比 n = fvco / fr ,那么就有 :

m + s / p = n / p ( 2 )

从 ( 2 )式可知 : m 为 n / p的整数部分 ; s为 n / p的 余数部分 。

2 　调谐电压数据的测量

在 IC - V100 电台中 , CMO S静态存储器在保存 频道频率参数的同时 ,还保留了与其频率参数相对 应的调谐电压数据 。该数据保证高放接收电路谐振 在其接收频点上 。因此 ,要使掉电电台正常工作 ,还 需恢复调谐电压数据 。

IC - V100 电台高放谐振回路所需的调谐电压 获取原理框图 :

从图 2 中可以看出 , CPU 向串行移位寄存器发 送 8 位调谐电压数据 ,经移位寄存器变为 8 位并行 数据 ,供给数模转化器 ,从而为高放谐振回路提供谐 振电压 VT 。

对于串行传输数据 ,没有办法进行测量 ; 对于这

种经转化后的静态并行数据 ,只要测量串行移位寄 存器输出端 D7 - D0 各个引脚 , 就能轻易地得到谐 振电压的数据 。表 1 给出了一组正常电台在接收状 态下进行实际测量而得到的数据 。

3 硬件及软件

3. 1 　硬件

硬件原理框图如图 3 所示 。它由 80C3 1 微型计 算机 、地址锁存器 、程序存储器 、矩阵开关 、显示器等 电路组成 。电台所需的频率 、谐振电压等数据存储 在程序存储器中 。

3. 2 软件设计

软件主要围绕以下 4 个方面的内容来编写 :

( 1 )根据电台正常工作要求 ,把频道频率 、谐振 电压数据正确写入 IC - V100 电台相关电路中 ;

( 2 )实施对锁相环回路锁定检测 ;

( 3 )实施对电台控制 ,如收发控制 、频道切换等 ;

( 4 )显示当前工作频道参数以及收 /发状态信息 。 主程序流程图如图 4 所示 。