基于PS1008和ML-18V3的多功能寻呼机信号仪的设计

　　1 引言

　　多功能寻呼机信号仪俗称寻呼机发码器，它作为一种重要的寻呼机维修调试设备，对于寻呼机的维修、调试、改频都是必备的。然而它的市场售价却比较昂贵，一般都在千元以上。这对于许多电子爱好者来说显得望尘莫及，不敢问津。笔者在这里介绍一种多功能寻呼机信号仪的自制方法。该仪器以ML-18V3型多功能寻呼机信号仪配套软件为基础，并用PS1008单片机为核芯优化设计而成。该仪器具有性能可靠，功能较多，制作比较容易等特点。

　　自制的多功能寻呼机信号仪所用软件与ML-18V3型多功能寻呼机软件一样(该软件市场有售)，具有与ML-18V3型信号仪一样的功能：

　　1. 与电脑连接,键盘操作,全中文窗式界面,一看就会;

　　2. 可根据需要发送地址码,信息码。对地址码或信息码既可单次发送也可连续发送，任意选择;

　　3. 可发送中文信息;

　　4. 可在137～170MHz频段中任意置频( 频率步长5kHz，软件也支持280MHz频段);

　　5. 可连续发送前置码，从而使任何寻呼机自动进入去省电的测试状态，这就完全免去了对寻呼机去省电操作或寻找寻呼机短路点的麻烦，而此功能恰恰是一些价值昂贵的发码器所不具备的;

　　6. 可对不同地址码的寻呼机进行群呼;

　　7. 可任意设置寻呼机A/B/C/D等不同功能位;

　　8. 可正相或反相发送数据(即相位可变);

　　9. 具有相当实用的追码功能。可不依靠传呼台对任何不知台名和机号的寻呼机进行有效的追码。且无论其寻呼机加密与否都能使其地址码显示于荧屏，从而给许多既不知地址码又因种种原因没法读码和写码的寻呼机进行改频找到了有效的途径;

　　10. 可选择512/1200/2400/3600/4800/6400比特等不同速率发送数据。

　　下面具体介绍它的电路原理、安装调试、元器件选择和使用方法。

　　2 电路原理

　　该仪器由压控振荡电路、频率合成电路、微处理器、计算机接口电路、发射控制电路、稳压供电电路等构成，其电路组成框图及电原理图分别如图1、图2所示。该电路的核心是一块由武汉力源电子股份有限公司推出的型号为PS1008的16脚DIP封装的可用BASIC高级语言编程的单片机,它提供8路可独立编程的I/O口，其程序存放在芯片内的电可擦除存储器E2PROM内。该芯片的5～12脚均为I/O口，14脚、15脚为时钟端，3脚为复位端,13脚接5伏正电压，4脚为地.。关于该芯片的语言系统可参见《无线电》1996年第六期和第七期。它的语言系统比较简单，总共只有33条语句。该芯片(即图2中的U2)中存放着本电路的核心程序。

　　在图2中，由V7、V8、D12、L1、D13、D14等构成压控振荡电路及射频电路。从U2的5脚输出的POCSAG码(即国际一号码)经R15、R16被送到压控振荡电路的MOD载频信号输入端，进行±4.5kHz FSK移频键控调制。U1是一块常用的频率合成专用集成块，它的引脚功能参见文献。由U1和压控振荡电路以及U2共同完成所需频率的设定。其基本过程是：由压控振荡器的OUTP端输出的载频振荡信号被送到U1的8脚，通过U1判断是否满足所需频率的要求。然后U1通过5脚输出频率修正电压给压控振荡的VC端。而U1对频率的修正与锁定都是通过U2中的程序来控制。U1的9脚、10脚、11脚为与U2通信的数据线。光耦G6的1脚通过R2、V1等元件到U1的7脚，由此可以判断所需频率是否锁定。U2的10脚输出是否发射的控制指令，当U2的10脚为高电平时，V2导通、V3导通，从而使压控振荡电路、发射电路得电工作。红色发光二极管D7用于发射指示;绿色发光二极管D6用于指示电源接通。

　　由于发码器是通过微机键盘操作，用户界面也是通过电脑显示，所以电路中用了6个四端光耦合器，即电路中的G1～G6等元件构成了单片机U2与微机并口(打印口)进行通信的接口电路。电路中U2的3脚、5脚、6脚为数据输入端，分别接收通过G1、G2、G3传来的微机键盘指令;而G4、G5用来将U2发出的数据传送给微机;G6用来将U1的频率锁定信号传送给微机。由于发码电路与微机通信采用了光耦合方式，加之发码器的各单元电路均采用了分别稳压供电，因此避免了彼此的相互干扰，使整机的可靠性和稳定性得以提高。

　　3 安装调试

　　本电路看似有点复杂，其实安装调试都比较简单。要求每个元器件的引脚都必须剪短。只要元器件质量可靠，安装无误，调试就非常简单。全部元器件安装好后，检查确认无误即可通电调试。整个电路只有三处需要调试：其一是L1电感线圈的松紧，线圈绕得过于紧密可能导致频段高端达不到174MHz;线圈绕得过松可能导致频段低端即137MHz附近不能锁定。如果整个电路与微机并口连接后通电运行正常但却没能把寻呼机呼响，这时就需要调整R16的阻值从而改变压控振荡电路的调制深度，以满足±4.5kHz的调制频偏。当然，如果有示波器、频率计、频谱仪等专用仪器，调试起来就更加简便和精确。如果没有这些仪器，最好有一台频率合成的对讲机对发码信号进行监听，因为通

　　常的频率合成对讲机都具有场强指示功能。利用该功能不但可以基本检测出发码器所发信号的强弱，更重要的是它还可以检测出发码器所发频率的精度，当然这时对讲机一定要设在最小的频率步长，如5kHz。这样通过调节对讲机频率，同时观察对讲机场强就可知道发码器所发频率是否准确，如频率偏高或偏低可调整微调电容C1使之满足要求，若仍不能满足频率精度要求就需要更换12.8MHz晶体J1。如果通电运行电脑屏幕上显示“致命的0号错误”，说明微机与发码器未能建立起正确有效的通信，这时首先应检查发码器与微机并口的连线是否有误，如果确认连线无误，就应当认真检查6个光耦合器是否品质良好，同时检查单片机U2的10MHz晶振J2是否起振。出现“0号错误”一般都是以上三个方面的问题。电脑屏幕上如果出现“致命的D号错误”，说明发射频率未能锁定或压控振荡器没有正常工作。除应当检查与微机的连线和光耦合器外，应着重检查压控振荡器是否起振，频率合成专用集成块MB1504工作电压是否正常，晶振J1是否起振。总之只要安装无误，元器件质量没有问题，一般可以一次安装、调试成功。 需要特别说明的是，若安装者希望根据自己的意愿修改芯片内的程序，必须将10MHz时钟晶体更换为4MHz晶体，否则不能调试程序，只有当程序调试通过后，才能换回10MHz晶体使单片机正常运行，这是由SP1008单片机的固有特性所决定的。

　　4 元器件选择

　　采用双面印刷电路板安装，所以实际成品非常紧凑小巧。电路中所有电阻全部采用1/16W的金属膜电阻。电容除电源滤波采用涤伦电容外全部采用高频瓷片电容。V8采用的是截止频率大于或等于1GHz的场效应管，如K192、K241等。D12、D13、D14采用贴片变容二极管。射频管V7的截止频率应不低于600MHz。L1用直径0.3毫米的高强度漆包线在圆珠笔芯上绕5或2圈脱胎而成，前者工作于150MHz频段;后者工作于280MHz频段。L2、L3采用22μH的色环电感。除上述重要元器件外其它元器件无特殊要求。本电路功耗很低，所以用一只5W电源变压器可满足要求。

　　5 发码器的使用

　　关于多功能寻呼机信号仪的使用方法，可通过软件界面F1与README.EXE说明文件获得;F2可获得版权信息。仪器控制主界面如图3所示。

　　下面结合实例来说明对一只寻呼机，在既不知台名和机号，又不知地址码,同时又因没有该种寻呼机的写码器或解密器时,怎样利用多功能寻呼机信号仪对其进行改频和调试。从而来说明发码器的使用方法。

　　在连接好该仪器与微机并口连线后，将与仪器配套的3寸加密软盘插入微机的相应驱动器,打开仪器和微机电源开关，全中文主界面就会自动出现在屏幕上。这时，首先应确定这只寻呼机的工作频点和工作速率(工作频点可从该机后盖上的文字或开机看该机本振晶体确认，工作速率可通过示波器观察前置码波形或用频率计测量寻呼机速率晶体频率获得)。然后在键盘上按F3置好与这只寻呼机相同的频点，这时若寻呼机正常，且处于开机状态便可对其追码了。方法是：按F4随意置一估计的起始地址码;按F5选择好与BB机相同的速率;键入F9，将追码功能激活;然后按F11连续发送，追码便从你输入的那一组数码开始往后不断追下去。当寻呼机忽然被追响的时候，你按寻呼机阅读键，该寻呼机的地址码就显示在寻呼机屏幕上。将地址码通知传呼台，并将寻呼机换上该台频率的晶体，调整好接收灵敏度，确定相应的机号，这台本不知台名、机号和地址码的寻呼机就改频成功了，示意图如图4所示。

　　用多功能寻呼机信号仪对寻呼机进行测试、调校也很方便。只要置好相应的频点，选定所需速率，键入F12，仪器就会不断地发送出前置码，而寻呼机一旦接收到前置码，就会自动关闭省电电路，进入测试状态。这就免去了维修时，对寻呼机进行去省电操作或寻找去省电短路点的麻烦。现在寻呼机型号越来越多，不少新出的寻呼机，由于缺少图纸资料，往往专业维修人员也很难找到其短路点或进行去省电操作。因此，多功能寻呼机信号仪能大大提高寻呼机维修的效率，利用它所发的前置码，可以通过示波器直观看见寻呼机的前置码波形，若寻呼机是好的，其接收到并解调后的方波应是十分稳定的，若波形仍在上下跳动, 就说明寻呼机有问题需检查维修，通常寻呼机本振频偏、高放回路或中放回路失谐以及高放、中放增益偏低等故障均可利用多功能寻呼机信号仪发送前置码，调试寻呼机相应的调试点来修复。在调试中，从示波器上看到寻呼机收到的前置码波形对称和不失真，并且稳定下来，一般说本振就调准了。再把高放、中放的波形幅度调到最大，这样一台寻呼机的接收板便调试完成，示意图如图5所示。这时，可通过多功能寻呼机信号仪按寻呼机地址码发出一组信息来检验，BB机应能收到相应的信息。否则便是逻辑板有问题，需进一步检修。

　　需要说明的是，利用多功能寻呼机信号仪追码时，若能掌握一些技巧，将会大大缩短追码时间，这是因为每一个传呼台都有它的编码规则，如：某台地址码的前缀都是“081××××”，追码时就可从“081××××”开始，而不必从"0000008"开始追起。因此，只要注意收集各台地址码的编码规则，就可做到高效快捷的追码。

　　在用该仪器发码或追码时，可能有时候没能把寻呼机呼响，原因有以下几点：

　　1. 可能你所在的当地某一传呼台信号太强,压制干扰了仪器所发出的信号;

　　2. 你的寻呼机品质太差，或根本就有故障，需排除故障后再试;

　　3. 仪器频点预置有错，请将频点预置正确后再试;

　　4. 速率置错，请按F5置入其它速率一试;

　　5. 寻呼机数据相位是反的，请按F7反相发送一试。

　　因此，只要注意以上这些问题，该仪器使用起来就会得心应手。