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1、-基于51单片机的数字FM收音机设计与实现摘 要现在人们常使用的收音机为手动调频收台，使用较为麻烦，而且由于接收灵敏度不高，所接收的频段较窄。TEA5767具有高性能的RF AGC电路，其接收灵敏度高、参考频率选择灵活、可实现自动搜台。本课题采用STC89C52单片机和TEA5767为核心器件，用I2C通信方式联接单片机与TEA5767，实现数字FM收音机系统。通过编写软件利用单片机控制TEA5767实现手动活自动调频，收到的信号通过TAD2822功放器件放大后，再用扬声器输出信号。在调频的过程中可以通过LCD1602液晶显示屏来随时查看信号的频率。关键词：数字调频； STC89C52； TE
2、A5767； TDA2030ABSTRACTNowadays people usually use the radio for manual FM accept , it is much trouble, and because the r* sensitivity is not high, the frequency band received is very narrow。TEA5767 has high-performance RF AGC circuit, high sensitivity receiving, reference frequency selection fle*ibl
3、e and it can be the realization of automatic search platform。So in this designing I will use the STC89C52 single-chip microcomputer and TEA5767 as the core components of digital FM radio system andUse the I2C communication to connect between STC89C52 and TEA5767 chip。Through the software written and
4、 using single chip computer control TEA5767 achieve manually live to be automatic FM, received signal through the TAD2030 amplifier amplification device, then use the speaker output the signal。In the process of FM the frequency of the signal can be checked by LCD1602 。Key words：Digital FM； STC89C52；
5、 TEA5767； TAD2030目 录绪论41 基于单片机的FM收音机工作原理51.1 FM收音机的基本工作原理51.2 数字调节FM收音机的工作原理51.3 用单片机完成数字调节的FM收音机的功能设计62 硬件电路设计72.1 硬件组成72.1.1 数字FM收音机系统控制中心单片机72.1.3 PT2257音量模块92.1.4 FM收音模块102.2 FM电路及其设计132.3 单片机控制与显示电路142.4 供电电路与放大电路153 软件设计163.1键盘与显示函数设计173.1.1 LCD液晶显示函数173.1.2 键盘读键子程序：183.2数字调节与收音控制程序设计193.2.1 E
6、A5767HN读写寄存器193.2.4 收音模块的初始化24结论27致谢27参考文献28附录29附录一 主程序29附录二 TEA5767读写子程序32附录三 按键子程序37绪论虽然手机、计算机、电视等各种电子娱乐设施已经越来越普遍，但是收音机在丰富的娱乐媒介中仍然占有重要地位。随着消费类电子的兴起和繁荣以及数字电子技术的发展，收音机逐渐数字化，集成化，而且成本越来越低，这使得在各种设备中嵌入收音机的现象更加普遍。广大从事消费类电子设计的厂商都不忘在诸如MP3、智慧手机、便携式Video播放器等产品中嵌入FM部分。TEA5767系列单片数字元收音机就被广泛地应用在各类电子产品中。利用TEA576
7、7设计数字FM收音机与传统的超外差式收音机的调谐方式不太一样，传统的超外差式收音机的固定频率为10.7MZ，而TEA5767系列数字元收音机的固定中频为225KHz，由于固定中频不同，锁相环系统的软件控制就有很大的差别，这就给广大芯片应用设计者带来一定的难度。本设计将采用宏晶STC89C52芯片来控制Philips公司的TEA5767收音模块，从而做成一个数位收音机。该收音机，具有抗干扰能力强、体积小、方便携带、调频范围宽等优点。1 基于单片机的FM收音机工作原理1.1 FM收音机的基本工作原理FM收音机由输入回路、高放回路、本振回路、混频回路、中放回路、鉴频回路和音频功率放大器组成。如图1-
8、1所示。调频的接收天线以耳机的地线替代，也可直接插上配给的天线ANT，二者工作原理相同。调频广播的高频信号输入回路直接经电容C、L组成的LC振荡回路，实际上构成一带通滤波器，其通频带为88MHz108MHz。在集成块内部接受的调频信号经过高频放大，谐振放大。被放大的信号与本地振荡器产生的本振信号在内部进行FM混频，混频后输出。图1-1 FM收音机原理框图FM混频信号由FM中频回路进行选择，提取以中频10.7MHz为载波的调频波。该中频选择回路由10.7MHz滤波器构成。中频调制波经中放电路进行中频放大，然后进行鉴频得到音频信号，经功率放大输出，耦合到扬声器，还原为声音。此外，因在调频波段未收到
9、电台信号时，内部增益处于失控而产生的噪声很大。为此，通过检出无信号时的控制电平，控制静噪电路工作，使音频放大器处于微放大状态，从而达到静噪功能。1.2 数字调节FM收音机的工作原理此设计的基本原理与上述传统收音机的原理相似，在此不再累述。主要组成部分有单片机、存储器、功放、收音芯片。此处介绍不同之处。此方案通过单片机根据键盘输入，通过I2C对TEA5767模块的控制寄存器进行读写操作，以实现TEA5767模块的自动手动搜索功能，音频信号经过由TDA2822构成的功放电路放大处理由扬声器输出。并将从TEA5767模块中读取的频率字换算后显示在LCD上。按存储键时，单片机将频率字写入24c02实现
10、存台功能，按读取键即可收听所存电台。1.3 用单片机完成数字调节的FM收音机的功能设计该设计分为两部分：硬件电路和程序。硬件电路包括控制模块、FM调频模块、电源供电模块和接收模块四部分。主控制器采用的是单片机STC89C52，调频模块采用的是TEA5767芯片，电源供电模块可采用电池直接供电或通过变压设备得到要求的电源。本设计采用模块化设计，整个系统由、控制模块、TEA576模块、音量控制模块和功放模块显示模块组成，系统的整体方案框图如图1-2图1-2 系统框图从图1-2中可以看出，控制模块仅仅通过I2C总线与收音模块连接并控制收音机工作。本设计使用单片机P3口的两个IO脚来模拟I2C总线的S
11、DA和SCL时序并与TEA5767通信；TEA5767输出的左右声道音频信号可通过音量控制模块进行前级放大及音量控制，然后输入到TDA7057进行后级功率放大，最后输出到扬声器。单片机可通过I2C总线进行音量调节；ROM存储模块主要用于存储电台数据、音量数据和时钟数据，为存储和读取数据带来方便。系统可通过按键进行操作，通过MCU检测按键信号并经单片机实现手动搜台、自动搜台、音量控制、时钟调整等功能，各项操作提示和操作结果均可通过LCD显示出来。稳压电源模块产生的5 V和33 V电压可分别为各个模块器件供电。2 硬件电路设计2.1 硬件组成基于单片机的数字FM收音机需要用到的主要硬件设施有STC
12、89C52单片机、TDA2030功放芯片、PT2257音量模块、TEA5767FM收音模块，各个硬件之间互相连接后，组成整个收音机的硬件系统。2.1.1 数字FM收音机系统控制中心单片机在本设计中，需要选用单片机作为整个系统的控制中心，由于对单片机的要求不高，可以选用普通的51系列单片机。考虑到引脚数量和经济实惠等诸多因素，此设计将采用STC89C52芯片，STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash， 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O
13、 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MA*810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89*52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。外形图和引脚图如图2-1所示图2-1 STC89C52单片机外形图及引脚图STC89C52在本设计中发挥着至关重要的作用，它是这个系统的控制核心。STC89C52与外围的硬件相连，向FM收音模块发出指令，决定自动搜索或手动搜索模式。再通过读按键的方式判断外围电路的指令，该指令经过单片机分析后直接向收音模
14、块发出信号，收音模块在收到信号后，响应外围电路的指令，调整收音的频道。收音的频道经过单片机的 处理之后，将所搜索到的频率显示在LCD1602液晶显示屏上。2.1.2 收音功放芯片TDA2030收音机系统直接接收到的信号一般都比较微弱，因此需要用通过功率放大器把信放大之后在用扬声器输出。这个环节需要选用一个体积小、输出功率大、失真小的音频功放芯片。德律风根生产的TDA2030采用V型5 脚单列直插式塑料封装结构。按引脚的形状引可分为H型和V型。该集成电路广泛应用于汽车立体声收录音机、中功率音响设备，具有内部保护电路。具体外形如图2-2，引脚功能如表2-1，具体参数如表2-2图2-2 TDA203
15、0外形图 表2-1 TDA2030功能引脚引脚功能1正向输入端2反向输入端3负电源输入端4功率输出端5正电源输入端表2-2 TDA2030主要参数表A2030极限参数参数名称极限值单位电源电压（Vs）18V输入电压（Vin）VsV差分输入电压（Vdi）15V峰值输出电流（Io）3.5A耗散功率（Ptot）（Vdi）20V工作结温（Tj）-40150存储结温（Tstg）-401502.1.3 PT2257音量模块在收音系统中还需要一个芯片来控制收音机输出的音量，PT22257是由CMOS技术制造而成的2声道音量控制IC，只有8个脚位，采用I2C控制界面，具备0-79dB的衰减范围，低噪声，高立体分离度及使用极少的周边原件。内部连接图2-3和外观图分别如图2-4图2-3 PT2257内部电路图图2-4 PT2257外观图表2-3 PT2257引脚引脚名称I/O叙述引脚编号LINI左声道输入，需加一交连电容后连接至讯源1LOUTO左声道输出，需加一交连电容后连接至输出端2Vss-地线3SDAII2C 介面DATA 输入脚位4SCLII2C 介面CLOCK 输入腳位
