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1、. . . TAIYUAN UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY 毕业设计题目：数字式调频收音机姓 名： _ _学 号：_ 专业班级：_ 自动化_指导教师：_日 期：_ 电子信息工程学院. . 目录目录I摘要IABSTRACTII概述1第1章 系统功能需求分析与控制方案设计21.1系统功能需求分析21.1.1硬件需求分析21.1.2软件需求分析31.2控制方案设计31.2.1 控制器设计31.2.2 调频模块设计31.2.3 电源模块设计31.2.4 功放模块设计41.2.5 显示模块设计4第2章 硬件设计52.1单片机最小系统52.1.1 时钟电路52.1.2
2、 复位电路62.2电源电路72.3调频电路72.4功放电路92.5液晶显示电路102.6按键电路112.7硬件组装焊接11第3章 软件设计133.1主程序设计133.2液晶屏显示程序143.3调频模块控制程序14第4章 系统调试164.1硬件调试164.2软件调试164.3调试结果164.4结果分析18第5章 结论20致21参考文献22附录23摘要本文选用单片机STC89C52控制器完成了数字调频收音机设计，选用电源模块、键盘模块、TEA5767调频模块、LCD1602液晶显示器和LM386功放模块搭建了硬件平台，利用C语言完成了软件编程，程序开发环境为KeiluVision，实现了按键调频，
3、手动调节旋钮来改变音量大小和显示器实时显示频率的功能。实验结果表明，本文所设计的收音机具备手动调频，可调音量以及显示实时频率功能，达到了预期设计效果，符合设计要求。关键词：单片机STC89C52，TEA5767，LCD1602ABSTRACTThe STC89C52 microcontroller was selected, which is regarded as the main controller of the digital frequency modulation radio design, and combines with the power module, the keybo
4、ard module, the TEA5767 frequency modulation module, the LCD1602 liquid crystal display and the LM386 power amplifier module to complete hardware circuit design. and the software design of digital frequency modulation radio system is completed by using C language , the KeiluVision software is the pr
5、ogram development environment, the system realizes this functions, which adjusted frequency by the key, adjusted the sound volume by the knob and showed the real-time frequency by displayer. Finally, through the result of experiment, the design has frequency modulation, adjustable volume and display
6、 real-time frequency functions, the expected design effects are realized, and the design requirements are met.Keywords: STC89C52, TEA5767, LCD1602概述收音机一直在人们的娱乐生活中占有非常重要的位置，从原来的老式晶体管收音机到今天的网络收音机，说明通过广播可以享受生活，这一直是人们喜欢的生活方式。现在，随着消费型电子的兴起并且繁荣和数字电子技术的发展，广大从事消费型电子设计的厂商都不忘记在诸如MP3、便携式Video、智能手机、播放器等产品中嵌入调频收
7、音部分。但目前的收音机功能繁琐，故本设计从实际出发设计一款收音效果好，简单便捷的数字式调频收音机。调频收音机又称调频广播接收机，它是一种应用十分广泛的小型无线电信号接收装置，被用来接收广播信号以实现节目的收听。收音机是由美国的费邓森教授最早发明的，1906年至今已有一个世纪之余。随后，通过大量科研人员和工程师的不断努力以及电子器件的进步，从最初的矿石收音机为起点，逐步发展出电子管收音机，晶体管收音机，直到目前的集成电路收音机1。收音机的接收原理就是把从天线接收到的高频信号经检波（解调）还原成音频信号，送到扬声器变成音波。由于广播事业发展，天空中有了很多不同频率的无线电波。如果把这许多电波全都接
8、收下来，音频信号就会像处于闹市之中一样，许多声音混杂在一起，结果什么也听不清了。为了设法选择所需要的节目，在接收天线后，有一个选择性电路，它的作用是把所需的信号（电台）挑选出来，把不要的信号“滤掉”，以免产生干扰，这就是我们收听广播时，所使用的“选台”按钮。选择性电路的输出是选出某个电台的高频调幅信号，利用它直接推动扬声器是不行的，还必须把它恢复成原来的音频信号，这种还原电路称为解调，把解调的音频信号送到扬声器，就可以收到广播。典型的调频收音机工作原理图如下。图1 收音机工作原理图第1章 系统功能需求分析与控制方案设计本章主要容是对系统进行软、硬件需求分析和对控制方案进行设计。1.1系统功能需
9、求分析本文要求设计一个数字式调频收音机，具有以下功能：（1）可以手动上下调频，灵敏度为0.1MHz；（2）可以调节音量大小；（3）具有显示实时频率的功能；（4）音质要好，保证大部分电台声音清楚；（5）采用干电池供电，体积适中，便于携带。1.1.1硬件需求分析结合上述的系统功能需求分析，硬件电路中需要具备以下几个电路：1、调频收音电路，用来接收电台信号，解调输出，并且输出的音频信号要好；2、键盘电路，用来实现手动调节频率；3、显示电路，用来显示实时频率；4、功放电路，对调频电路输出的信号进行放大后送到扬声器，同时需要一个电位器实现音量的调节；5、电源电路，对各个电路进行供电。由于单片机具运算、控
10、制、存储、输入和输出等功能，可通过单片机来控制其他芯片实现所需功能。本文选用STC89C52单片机，单片机通过I2C总线实现控制功能。单片机通过IC总线对调频模块进行操作，实现具体功能。音频信号经由功放电路输出。首先从调频模块中读取频率字，然后把字换算，展示在屏幕上。系统框图如1-1所示。图1-1 系统设计框图1.1.2软件需求分析经过分析可知，可以用C语言编程，用单片机来控制调频收音模块，实现对调频模块的数据读写，来完成调节频率和频率转换的操作。用 C 语言来开发单片机系统软件的好处是编写代码效率高、软件调试直观、维护升级方便、代码的重复利用率高、便于跨平台的代码移植等等，因此 C 语言编程
11、在单片机系统设计中已得到越来越广泛的运用。针对 STC89C52 单片机的软件开发，同样可以用 C 语言实现。1.2控制方案设计本节对各个模块的选择进行分析设计。1.2.1 控制器设计 单片机是整个设计的核心部分，所以要了解各种单片机的特性及其优点、缺点。本设计选用的单片机型号为STC89C52。52系列单片机的优点如下：性能强、速度快、体积小、低价格、可以重复编写程序以及功能扩展方便，在大众市场应用比较广泛。为了方便调试，决定采用STC宏晶单片机，它可以通过USB口进行数据的下载和传输2。1.2.2 调频模块设计 调频模块选用市面常见的TEA5767，有两种方案可供选择。一是用TEA5767
12、芯片，然后外围电路需要自己设计。二是采用一些厂家生产的以TEA5767芯片为核心的模块。通过对比分析，方案一在自行设计电路时，需要画出PCB图以及手工焊接，其中TEA5767芯片具有40个引脚，并且整个芯片大小只有6*6毫米，在焊接时难度非常大3。方案二中整个模块仅有10个引脚，不需要关注部，只需要关注10个引脚，设计十分方便，操作简单。故采用方案二，使用厂家生产的TEA5767模块。1.2.3 电源模块设计 5.5V3.3V是单片机工作电压的围， 2.5V5.0V 是TEA5767工作电压的围。本设计采用4.5V供电完全足够，只需3节1.5V的干电池，并且将大小为470F的滤波电容与之并联，
13、防止电源电压波动或工作电流变化影响其工作稳定性。1.2.4 功放模块设计 选择常见的LM386功放芯片。 LM386是一种音频集成功率放大器，其特点有第一自身功耗极低，比如在12V电源电压下，功率仅为0.66w。第二电源电压围大，工作电压可以为4-12V或者5-18V的宽围4。第三由于它部就是一个完善的三级放大电路，所以只需要很少的元件进行外接即可实现其功能。第四总谐波失真小。因此它被广泛应用在录音机和收音机之中。1.2.5 显示模块设计方案一: LCD1602作为显示部分1602液晶模块可以显示两行字符，并且每行可以显示16个字符，这就是“1602”的定义。它具有显示质量高、没有电磁辐射、应
14、用围广、功耗小等优点。方案二：数码管作为显示部分数码管本质就是一种半导体的发光元器件，它由发光二极管组成。当它的管脚被输入所需电流时，将会发亮，若有规律的对其不同管脚输入电流，会组合显示出不同数字。以上两个方案都可以实现数字显示的功能，对比发现方案二价格占优势，但是如果从焊接角度来看，LED数码管的连接线的十分多，比较容易出错。方案一只需要简单的设计，并且液晶屏的反应速度较快，体积十分小巧，并且显示容比较多，可以完整的显示较长的英文单词，结合到本次设计需要显示一些单词，所以决定选择方案一。本章节通过对单片机、调频芯片、电源模块、功放模块，显示模块的需求进行分析，同时注重制作简单，在质量良好和价格优惠的原则对芯片进行了选择，下一章节将对各个硬件部分进行详细介绍。第2章 硬件设计2.1单片机最小系统最小系统就是单片机最基本的系统，这个最基本的系统包含了时钟电路和复位电路，不需要接外存储器或者输入输出口，只需要外接一个能对它供电的电源，靠着它部的资源就能够达到一个系统的硬件所需，但本设计需要实现电台的接收和播放，所以只有单片机最小系统是不够的。当用户编写程序时，就将这些程序存储到ROM中，ROM即只读程序存储器。还有很重要的一点就是，STC89C52的兼容性好，它的指令和引脚都兼容英特尔的MCS-51系列的单片机，这使得它的应用非常的广泛。下
