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在前天推文“7”^[1]给出了制作QN8027实验板的过程。下面是当天下午该实验板进行功能测试。这为今年信标组使用声音和FM电磁波导航做些验证。

一、实验硬件模块

1. I2C总结单片机实验板

由于QN8027需要使用I2C总线进行控制，所使用的STM32F030的I2C总线控制板与在小型化RDA5807调频收音模块实验板^[2]博文中所使用的I2C总线控制板是相同的。I2C实验板在博文“RDA5807 FM收音机模块”中进行了介绍。

SPIF030 Hardware：

1. SPIF030 原理图:

2. SPIF030 PCB和电路板

3. SPIF030 Firmware: D:\zhuoqing\window\ARM\IAR\STM32\Application\Test\2020\GeneralFSPIF030 该软件是一个通用软件测试平台。其中包括有多个项目所遗留下来的代码片段。

2. 搭建面包板上的实验电路

QN8027实验板接口

下图显示了QN8027的实验接口。

在面包板上搭建实验电路板，将AN8027的I2C总线与SPIF030的I2C总结连接起来。在面包板上，从左到右的模块分别是：

二、软件调试

1. 测试软件

测试软件是有STM32CubeMX生成的程序框架，然后再使用IAR编辑和编译环境完成代码的生成。

2. QN8027 I2C protocl

 关于QN8027I2C的软件协议以及相关的程序代码，可以查看CSDN中相关的博文。

点击识别其中二维码跳转至CSDN博文

三、QN8027性能测试

1. 初始话程序

//------------------------------------------------------------------------------
void QN8027Init(void) {
    QN8027WriteRegister(0x00, 0x81);        // Set the All the register to default values
    WaitTime(20);                           // Delay 20MS
    QN8027WriteRegister(0x03, 0x10);        // Using the default setting
    QN8027WriteRegister(0x04, 0x33);        // Set the OSC frequency : 12MHz
    QN8027WriteRegister(0x00, 0x41);
    QN8027WriteRegister(0x00, 0x1);
    WaitTime(20);
    
    QN8027WriteRegister(0x01, 0x7e);
    QN8027WriteRegister(0x02, 0xb9);
    QN8027WriteRegister(0x00, 0x22);
}

读出的寄存器值：

22 7e b9 10 33 41 44 55 00....7f 81 06

寄存器00,01所对应的发送频道设定值CH=027e。根据手册中计算输出频率的公式：

根据上面数值，此时输出频率应该为：107.9MHz.

2. 输出频谱

使用DSA815频谱仪测量QN8027天线输出信号。

测试实际输出频谱，如下图所示，对应的峰值在108Mhz，与前面所设置的位置基本相同。

3. 设置QN8027的频谱

使用如下的代码来修改输出的频率。

//------------------------------------------------------------------------------
void QN8027SetFrequency(float fMHz) {
    unsigned int nChannel = (unsigned int)(fMHz - 76) * 20;
    unsigned char uc00 = (unsigned char)(nChannel >> 8) | 0x20;
    unsigned char uc01 = (unsigned char)(nChannel & 0xff);
    
    unsigned char ucDim[2];
    ucDim[0] = uc00;
    ucDim[1] = uc01;
    QN8027WriteRegisterDim(0x00, ucDim, 2);
   
}

在主程序初始化之后，使用QN8027SetFrequency设置输出频谱为90MHz。测量所得到的输出频谱为：

这说明对于QN8027输出频谱设置功能正确。

通过收音机接收发射信号

使用一台TECSUM收音机接收信号，分别使用不同的调制波形，查看收音机输出的波形。

（1）接收的不同调制信号波形

（2）最大调制信号幅值

通过改变调制信号的幅值，检查接收信号的失真情况。发现当输入信号的峰峰值小于1.2V的时候，输出的波形基本上没有失真。当输入信号的峰峰值超过1.2V时，输出信号开始有失真。

下面波形是输入调制信号的峰峰值等于1.5V时，接收到的正弦波开始了顶部有了饱和失真。

（3）发送与接收信号之间的延时

下面使用频率为3kHz的信号进行调制，对比发送和接收信号之间的相位，可以看到发送和接收信号中之间有了明显的相位延迟。经过波形参数估计，延迟相位大约是67.5°。

参考文献

1. 小型化RDA5807调频收音模块实验板^[3]

2. 信标的调频发送^[4]

3. 使用AD9833谐波发送调频广播^[5]

4. 单片调频收音机^[6]

5. RDA5807 FM收音机模块^[7]

参考资料