【摘 要】本文介紹了應(yīng)用單片機實現(xiàn)對多路中波廣播信號的自動監(jiān)測，并簡述了系統(tǒng)的功能，硬件及軟件的組成。監(jiān)測系統(tǒng)的核心部件是MCS—51系列單片機BOC552。

【關(guān)鍵詞】單片機 中波廣播 自動監(jiān)測

1、前言

利用計算機技術(shù)實現(xiàn)中波發(fā)射臺的自動控制和自動監(jiān)測，是保證安全優(yōu)質(zhì)播出的有效措施。而對于同時播出的多路語音信號，完全依靠人工監(jiān)聽非常困難。因此我臺研制了中波發(fā)射自動監(jiān)測系統(tǒng)，它采用單片機為主控芯片，可獨立完成對多路廣播信號的監(jiān)測和調(diào)幅度直方圖顯示以及異常報警，也可與我臺中波發(fā)射微機自動控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，作為中波發(fā)射微機自動控制系統(tǒng)的子系統(tǒng)。

2、系統(tǒng)功能

該中波發(fā)射自動監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能就是替代人員值班，自動監(jiān)測發(fā)射機的工作情況，出現(xiàn)異常情況時立即報警。歸納起來有以下幾點：

顯示功能：在CRT監(jiān)視器上，用直方圖顯示發(fā)射機的瞬時調(diào)幅度值和平均調(diào)幅度值。發(fā)射機出現(xiàn)故障時，顯示機號、故障現(xiàn)象、故障時間，倒備機工作時間和停播時間等。顯示統(tǒng)計結(jié)果；在CRT監(jiān)視器上顯示各機播音時問，臺內(nèi)、臺外停播時間和各發(fā)射機停播率等。

統(tǒng)計功能：統(tǒng)計各發(fā)射機本次播音時問，本月播音時問，本年度播音時問，總播音時問及各發(fā)射機停播時問和停播率。

發(fā)射機無載波輸出報警；

發(fā)射機有載波無音頻輸出延時30秒報警；

信號源前端無音頻信號延時30秒報警；

信號源前端有音頻信號，發(fā)射機高末無調(diào)幅報警，

調(diào)幅度監(jiān)測功能：實現(xiàn)語言節(jié)目和音樂節(jié)目的自動識別，按照調(diào)幅度的規(guī)定，超出范圍報警；

具有人機對話功能，機箱面板設(shè)置有8個按鍵，可實現(xiàn)；調(diào)整系統(tǒng)時鐘時間，進行10個畫面之間的相互切換，播出時間表的預(yù)置，瀏覽和修改；

具有與主機的通信功能；

系統(tǒng)自備時鐘，這是系統(tǒng)獨立工作的根本保證。

3、系統(tǒng)硬件概述

系統(tǒng)硬件主要包括單片機主控電路和輸入模擬信號處理電路等（電源部分，顯示卡皆用成品）。

3.1輸入模擬信號處理電路

原理電路包括信號的采樣、檢波、高頻撼波，信號分離和放大部分，將從發(fā)射機高頻末級采樣來的已調(diào)幅信號變換成0—5V的載頻直流電平和音頻脈動信號進行A/D轉(zhuǎn)換。要求在載頻直流電平中，不允許含有高頻和音頻成分，而且直流電平不隨調(diào)制信號的變化而改變。

3.2單片機主控電路

單片機主控電路是系統(tǒng)的核心電路，完成A/D轉(zhuǎn)換，智能監(jiān)測，異常報警，人機對話等所有功能。主要由CPU芯片BOC552，按健、申行通信口，報警驅(qū)動，CRT顯示接口和擴展存儲器組成。主控芯片80C552是菲力浦第三代單片機，它是以80C51為中央處理機，是符合工業(yè)標準的8位高性能單片微控制器，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)適合于實時過程控制應(yīng)用。與8051單片機相比，80C552主要增加了1個8路輸入的10位A/D轉(zhuǎn)換器、21路8位分辨率的脈沖寬度調(diào)制器輸出PWM、監(jiān)視定時器T3等。尤其它自備的8路輸入的10位A/D轉(zhuǎn)換器正好滿足4路廣播信號A/D轉(zhuǎn)換的需要，這就大大簡化了電路，提高了整機的穩(wěn)定性和可靠性。

4、系統(tǒng)軟件概述

4.1調(diào)幅度計算

通過讀取載波電平值Uw，測幅音頻信號電平值UΩ，然后由式m-UΩ /Uw計算出瞬時調(diào)幅度。由觀察可知，人們發(fā)出單—音節(jié)的最快頻率約為8音節(jié)/秒，根據(jù)抽樣定理，每l/（2x8）=62.5ms進行一次調(diào)幅度測試，即可得到調(diào)幅度的所有信息；有了瞬時調(diào)幅度，就可由此計算出平均調(diào)幅度。每隔半分鐘合算一次平均調(diào)幅度，在一分鐘內(nèi)，保留一次調(diào)幅度最大值。

4.2 系統(tǒng)軟件的組成

系統(tǒng)軟件主要由初始化模塊、插出記錄處理模塊、顯示寫屏模塊，系統(tǒng)時鐘模塊，按健處理模塊、A/D轉(zhuǎn)按模塊、串行通信模塊等組成。

初始化模塊：初始化程序是在剛開機時對內(nèi)部定時器、中斷和外部各個可編程器件進行最初的設(shè)定，保證各器件處于正常的工作狀態(tài)，然后啟動A/D轉(zhuǎn)換。

播出記錄處理模塊：本模塊用來完成檢測各種反映發(fā)射機工作狀況的標志位，報據(jù)各標志位狀態(tài)作出綜合分析判斷，然后作出相應(yīng)的處理。對發(fā)射機工作的監(jiān)測按照所發(fā)生的異常情況的嚴重程度，逐級監(jiān)測：先看是否停播（無載波），是否倒備，是否有調(diào)幅音頻，最后檢測調(diào)幅度是否達到要求。

在每一級異常事故出現(xiàn)后，立即調(diào)用異常處理子程序，用以完成報警、記錄故障發(fā)生的機號、起始時間等。

顯示寫屏模塊程序：當(dāng)有下列事件之一發(fā)生時：a.按鍵；b.時鐘；c.發(fā)射機調(diào)幅度；d.發(fā)射機異常的發(fā)生，屏幕內(nèi)容需要重新刷新，此時調(diào)用該程序模塊，將相應(yīng)顯示文本寫入顯示內(nèi)存。

系統(tǒng)時鐘模塊：數(shù)字鐘模塊就是定時計數(shù)器中斷服務(wù)程序，定時計數(shù)器0每秒發(fā)生二十次中斷，完成年、月、日、時、分、秒、周的進位變換以及開關(guān)機定時時間的查詢功能等。

按鍵處理模塊：按鍵處理模塊就是外部中斷服務(wù)程序。本部分程序先完成消除抖動、健譯碼，再轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)功能。

A/D轉(zhuǎn)換模塊：本模塊由系統(tǒng)定時器1每隔62.5ms啟動一次，完成四路載波直流電平和四路脈動音頻信號的A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)果作為判斷發(fā)射機工作狀態(tài)是否正常的依據(jù)。每路模擬量轉(zhuǎn)換時間小于35Us。

5、抗干擾措施

發(fā)射臺為強干擾環(huán)境，電磁輻射強，為使系統(tǒng)能夠準確可靠地工作，必須采取多種抗干擾措施以提高抗干擾能力。

在硬件電路和線路板的設(shè)計過程中.都針對性地采用丁一定的措施來清除干擾信號。

采樣信號經(jīng)線圈耦合后送到模擬信號處理電路，使控制機與被控制機做到完全隔離，保證了該系統(tǒng)的安全，

信號取樣全部采用高頻屏蔽電纜，且取樣電平盡量接近可用電壓值，保證了取樣信號的準確性.

采用交流穩(wěn)壓抗干擾凈化電源及UPS不間斷電源，機內(nèi)電源輸入端設(shè)有低通濾波器，克服了外電源對系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾。

利用單片機CPU自帶的電子狗對系統(tǒng)的運行進行監(jiān)測。

6、實用效果

該系統(tǒng)具有造價低，經(jīng)濟實用，功能齊全，易于推廣和性能價格比高的特點。因此特別適合于在中波發(fā)射臺推廣，為降低停播率，搞好安全優(yōu)質(zhì)播出，實現(xiàn)中波發(fā)射臺“無人值班，有人留守”的最終目的提供可靠的技術(shù)保障。

參考文獻：

[1]柯立民.單片機應(yīng)用文（2），北京航空航天大學(xué)出版社.1993

[2]高立安.用MCS—51單片機需現(xiàn)調(diào)幅度的自動控制.廣播與電視技術(shù)，1994（10）