基于单片机的渔业对讲机
刘娜
摘要：海洋渔业生产是高危行业，对讲机作为渔船海上通信的唯一手段，通信质量与渔民生命和财产安全利害与共。在渔业日常作业和遇险救援中起着无法替代的作用。目前我国渔业通信装备落后，值守信道少，信令通信速度慢，电台通信干扰较多，遇险报警范围和稳定性不高。为解决以上问题，提高渔业现代化水平，本文利用先进的微处理器技术及电子通信技术，设计渔业对讲机。它具有使用简单，低电压供电（dcl2 V），高功率输出（20 W），全频道覆盖，抗干扰性能强，为广大渔户提供一个稳定可靠的通信系统，使得渔船能够得到全天候的通信支持，对渔民生命财产安全都具有深远的意义。
关键词：单片机；对讲机；通信；电台
中图分类号：TP273 文献标识码：A
渔业属于风险大和死亡率高的行业，特别是海洋捕捞业遭受自然灾害和意外事故的可能性远远高于其他陆地行业。当渔船在海上遇到危险时，使用通信设备求助附近海域的船只是很好的求生方式。近海渔船主要依靠短波或超短波对讲设备对外联络。目前，渔船配备的超短波电台一般都模拟电台，由于种种缺点和不足，已无法满足渔民和渔业管理部门的使用需求。本文设计的渔业无线对讲机（以下简称对讲机）工作频率：27.500～39.500 MHz。频道间隔：25 kHz。频道数为960个，调制方式：调频电源：直流12 V（dcl0.8～15.6 V），音频失真率小于6%。其中接收机灵敏度高，静态耗电<300 mA。发射机输出功率为20 W，调制灵敏度<10 mV。解决了传统电台的弊端，提高了发送信号的速率，增强通话的保密性。这样能极大改善渔民生产作业环境，给渔民提供一个稳定可靠的通信系统。
1对讲机硬件设计
对讲机的发展方向是具有图像、文字、声音的多项功能，对讲机数字化研究还处于初始实验阶段，对讲机中最基础最必要的功能仍然是声音传输。本系统设计的核心是语音数字化处理后通信更稳定可靠，通话质量良好。对讲机外形如图1所示。
其中接收机部分使用MC3371P。摩托罗拉公司生产的窄带FM接收电路芯片MC3371P。用于一次变频FM接收。其内部电路包括振荡器、混频器、限幅中频放大器、正交鉴频器、有源滤波器、静噪开关和信号表驱动电路。这些电路是为二次变频FM通信设备而设计。MC3371P为使用IC并联回路而设计。产品所需的外围元件数量少，封装形式分16脚双列直插封装和双列扁平封装（SO—16）两种。主要特点是宽工作电压范围：2.0～9.0 V。低电源电流3.2 mA（Vec=4.0 V，静噪电路断开）；信号场强计具有60 dB的动态范围；混频器工作频率高达IOO MHzHz。
电路图如3所示。天线接收的信号经过放大电路，经过SIG线进入芯片MC3371P。经过外接带通滤波器，中频信号馈人限幅放大器和鉴频电路，最后还原成语音信号。
系统框图如图2所示。由单片机控制电路，发射电路，接收电路，放大电路，LED频道显示屏，存储电路AT93C46，按键电路及电源电路等组成。
发射部分使用Ⅱ型滤波器和发射信号电路构成。如图4所示。放大的信号通过滤波后，从天线发射出去。
其中对讲机数字控制部分如图6所示。由频道显示窗四个LED，按键部分，单片机部分，74HC164驱去部分，存储器部分，音量LED显示部分等组成。
2对讲机软件设计
2.1对讲机工作过程
首先正确安装机器，将天线电缆插头插入主机天线插座，旋紧。将话筒插头插入主机的话筒插座，旋紧。需要外接喇叭时，将外接喇叭插头插入外接喇叭插座。将主机电源线接人直流12 V电源，红线接正极；黑线接负极。
启动机器，顺时针旋转“电源与音量开关旋钮”，打开电源开关并调整音量。在空闲频道，顺时针旋转“静噪开关旋钮”使噪声刚好消失。本机设有A、B两种频道组合模式（见频率表）按A/B键，观察频道模式指示灯“A”“B”即可确认频道组合模式。
按“搜索”频道搜索键：在静音值守状态时，按一次“搜索”键，将从当前值守频道开始递增搜索.当搜索到信号时，在该频道上暂停约5秒；此时若按一下送话器的“发射”键。机器将停留在该频道上并可与之通话。当需要继续搜索时，再按一次“搜索”键；否则5秒钟后，将继续搜索。
在搜索时，如果不想继续搜索，再按一次“搜索”键，机器将停止搜索并返回到值守频道。“取消”键：在执行搜索或加密时按下“取消”键，将从搜索或加密状态返回正常的值守频道。
通话则在选择好频道后，按下送话器侧面的“发射”键，面板发射（TX）状态指示灯亮。此时对着送话器讲话，即可发射出去。松开“发射”键。发射指示灯灭，此时可以收听对方讲话。
2.2对讲机软件流程图
当单片机复位的时候，主程序执行初始化。主程序使用汇编语言编写。调用其它应用程序，如接收、发送、按键处理、存储等子程序。用C语言实现应用程序，需要主程序初始化的工作有，中断设置，看门狗设置，堆栈初始化，内存区清零，取出ROM区的数据变量放置在内存区，开放中断，屏幕显示。流程图如图7。
3结束语
本设计方案可应用于渔船野外作业等缺乏基础通信设施的环境。接收、发射模块电路设计和单片机数字控制是方案中的重点，对讲机的实际通信距离与当今主流无线对讲机相比参数基本一样，该设计方案对对讲机的数字化研究工作有一定参考价值。
