基于單片機(jī)的數(shù)字FM收音機(jī)設(shè)計(jì)

1、XXXX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目：基于單片機(jī)的數(shù)字FM收音機(jī)設(shè)計(jì)Title： Digital FM radio Designing based on MCU姓 名： X X X 學(xué) 號(hào)：XXXXXXXX 學(xué) 院：機(jī)械與電子工程學(xué)院指導(dǎo)老師：X X X摘 要 現(xiàn)在人們常使用的收音機(jī)為手動(dòng)調(diào)頻收臺(tái)，使用較為麻煩，而且由于接收靈敏度不高，所接收的頻段較窄。TEA5767具有高性能的RF AGC電路，其接收靈敏度高、參考頻率選擇靈活、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搜臺(tái)。本課題采用STC89C52單片機(jī)和TEA5767為核心器件，用I2C通信方式聯(lián)接單片機(jī)與TEA5767，實(shí)現(xiàn)數(shù)字FM收音機(jī)系統(tǒng)。通過(guò)編寫軟件利用單片機(jī)控

2、制TEA5767實(shí)現(xiàn)手動(dòng)活自動(dòng)調(diào)頻，收到的信號(hào)通過(guò)TAD2822功放器件放大后，再用揚(yáng)聲器輸出信號(hào)。在調(diào)頻的過(guò)程中可以通過(guò)LCD1602液晶顯示屏來(lái)隨時(shí)查看信號(hào)的頻率。關(guān)鍵詞：數(shù)字調(diào)頻； STC89C52； TEA5767； TDA2030ABSTRACTNowadays people usually use the radio for manual FM accept , it is much trouble, and because the rx sensitivity is not high, the frequency band received is very narrow。TEA5

3、767 has high-performance RF AGC circuit, high sensitivity receiving, reference frequency selection flexible 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

4、and Use the I2C communication to connect between STC89C52 and TEA5767 chip。Through the software written and 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。

5、In the process of FM the frequency of the signal can be checked by LCD1602 。Key words：Digital FM； STC89C52； TEA5767； TAD2030目 錄緒論41 基于單片機(jī)的FM收音機(jī)工作原理51.1 FM收音機(jī)的基本工作原理51.2 數(shù)字調(diào)節(jié)FM收音機(jī)的工作原理51.3 用單片機(jī)完成數(shù)字調(diào)節(jié)的FM收音機(jī)的功能設(shè)計(jì)62 硬件電路設(shè)計(jì)72.1 硬件組成72.1.1 數(shù)字FM收音機(jī)系統(tǒng)控制中心單片機(jī)72.1.3 PT2257音量模塊92.1.4 FM收音模塊102.2 FM電路及其設(shè)計(jì)132.3

6、單片機(jī)控制與顯示電路142.4 供電電路與放大電路153 軟件設(shè)計(jì)163.1鍵盤與顯示函數(shù)設(shè)計(jì)173.1.1 LCD液晶顯示函數(shù)173.1.2 鍵盤讀鍵子程序：183.2數(shù)字調(diào)節(jié)與收音控制程序設(shè)計(jì)193.2.1 EA5767HN讀寫寄存器193.2.4 收音模塊的初始化24結(jié)論27致謝27參考文獻(xiàn)28附錄29附錄一 主程序29附錄二 TEA5767讀寫子程序32附錄三 按鍵子程序37緒論雖然手機(jī)、計(jì)算機(jī)、電視等各種電子娛樂(lè)設(shè)施已經(jīng)越來(lái)越普遍，但是收音機(jī)在豐富的娛樂(lè)媒介中仍然占有重要地位。隨著消費(fèi)類電子的興起和繁榮以及數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，收音機(jī)逐漸數(shù)字化，集成化，而且成本越來(lái)越低，這使得在各種設(shè)

7、備中嵌入收音機(jī)的現(xiàn)象更加普遍。廣大從事消費(fèi)類電子設(shè)計(jì)的廠商都不忘在諸如MP3、智慧手機(jī)、便攜式Video播放器等產(chǎn)品中嵌入FM部分。TEA5767系列單片數(shù)字元收音機(jī)就被廣泛地應(yīng)用在各類電子產(chǎn)品中。利用TEA5767設(shè)計(jì)數(shù)字FM收音機(jī)與傳統(tǒng)的超外差式收音機(jī)的調(diào)諧方式不太一樣，傳統(tǒng)的超外差式收音機(jī)的固定頻率為10.7MZ，而TEA5767系列數(shù)字元收音機(jī)的固定中頻為225KHz，由于固定中頻不同，鎖相環(huán)系統(tǒng)的軟件控制就有很大的差別，這就給廣大芯片應(yīng)用設(shè)計(jì)者帶來(lái)一定的難度。本設(shè)計(jì)將采用宏晶STC89C52芯片來(lái)控制Philips公司的TEA5767收音模塊，從而做成一個(gè)數(shù)位收音機(jī)。該收音機(jī)，具有抗

8、干擾能力強(qiáng)、體積小、方便攜帶、調(diào)頻范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。1 基于單片機(jī)的FM收音機(jī)工作原理1.1 FM收音機(jī)的基本工作原理FM收音機(jī)由輸入回路、高放回路、本振回路、混頻回路、中放回路、鑒頻回路和音頻功率放大器組成。如圖1-1所示。調(diào)頻的接收天線以耳機(jī)的地線替代，也可直接插上配給的天線ANT，二者工作原理相同。調(diào)頻廣播的高頻信號(hào)輸入回路直接經(jīng)電容C、L組成的LC振蕩回路，實(shí)際上構(gòu)成一帶通濾波器，其通頻帶為88MHz108MHz。在集成塊內(nèi)部接受的調(diào)頻信號(hào)經(jīng)過(guò)高頻放大，諧振放大。被放大的信號(hào)與本地振蕩器產(chǎn)生的本振信號(hào)在內(nèi)部進(jìn)行FM混頻，混頻后輸出。圖1-1  FM收音機(jī)原理框圖FM混頻信號(hào)由FM

9、中頻回路進(jìn)行選擇，提取以中頻10.7MHz為載波的調(diào)頻波。該中頻選擇回路由10.7MHz濾波器構(gòu)成。中頻調(diào)制波經(jīng)中放電路進(jìn)行中頻放大，然后進(jìn)行鑒頻得到音頻信號(hào)，經(jīng)功率放大輸出，耦合到揚(yáng)聲器，還原為聲音。此外，因在調(diào)頻波段未收到電臺(tái)信號(hào)時(shí)，內(nèi)部增益處于失控而產(chǎn)生的噪聲很大。為此，通過(guò)檢出無(wú)信號(hào)時(shí)的控制電平，控制靜噪電路工作，使音頻放大器處于微放大狀態(tài)，從而達(dá)到靜噪功能。1.2 數(shù)字調(diào)節(jié)FM收音機(jī)的工作原理 此設(shè)計(jì)的基本原理與上述傳統(tǒng)收音機(jī)的原理相似，在此不再累述。主要組成部分有單片機(jī)、存儲(chǔ)器、功放、收音芯片。此處介紹不同之處。此方案通過(guò)單片機(jī)根據(jù)鍵盤輸入，通過(guò)I2C對(duì)TEA5767模塊的控制寄存

10、器進(jìn)行讀寫操作，以實(shí)現(xiàn)TEA5767模塊的自動(dòng)手動(dòng)搜索功能，音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)由TDA2822構(gòu)成的功放電路放大處理由揚(yáng)聲器輸出。并將從TEA5767模塊中讀取的頻率字換算后顯示在LCD上。按存儲(chǔ)鍵時(shí)，單片機(jī)將頻率字寫入24c02實(shí)現(xiàn)存臺(tái)功能，按讀取鍵即可收聽(tīng)所存電臺(tái)。1.3 用單片機(jī)完成數(shù)字調(diào)節(jié)的FM收音機(jī)的功能設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)分為兩部分：硬件電路和程序。硬件電路包括控制模塊、FM調(diào)頻模塊、電源供電模塊和接收模塊四部分。主控制器采用的是單片機(jī)STC89C52，調(diào)頻模塊采用的是TEA5767芯片，電源供電模塊可采用電池直接供電或通過(guò)變壓設(shè)備得到要求的電源。本設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)由、控制模塊、TEA

11、576模塊、音量控制模塊和功放模塊顯示模塊組成，系統(tǒng)的整體方案框圖如圖1-2圖1-2 系統(tǒng)框圖從圖1-2中可以看出，控制模塊僅僅通過(guò)I2C總線與收音模塊連接并控制收音機(jī)工作。本設(shè)計(jì)使用單片機(jī)P3口的兩個(gè)IO腳來(lái)模擬I2C總線的SDA和SCL時(shí)序并與TEA5767通信；TEA5767輸出的左右聲道音頻信號(hào)可通過(guò)音量控制模塊進(jìn)行前級(jí)放大及音量控制，然后輸入到TDA7057進(jìn)行后級(jí)功率放大，最后輸出到揚(yáng)聲器。單片機(jī)可通過(guò)I2C總線進(jìn)行音量調(diào)節(jié)；ROM存儲(chǔ)模塊主要用于存儲(chǔ)電臺(tái)數(shù)據(jù)、音量數(shù)據(jù)和時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為存儲(chǔ)和讀取數(shù)據(jù)帶來(lái)方便。系統(tǒng)可通過(guò)按鍵進(jìn)行操作，通過(guò)MCU檢測(cè)按鍵信號(hào)并經(jīng)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)搜臺(tái)、自動(dòng)搜

12、臺(tái)、音量控制、時(shí)鐘調(diào)整等功能，各項(xiàng)操作提示和操作結(jié)果均可通過(guò)LCD顯示出來(lái)。穩(wěn)壓電源模塊產(chǎn)生的5 V和33 V電壓可分別為各個(gè)模塊器件供電。2 硬件電路設(shè)計(jì)2.1 硬件組成基于單片機(jī)的數(shù)字FM收音機(jī)需要用到的主要硬件設(shè)施有STC89C52單片機(jī)、TDA2030功放芯片、PT2257音量模塊、TEA5767FM收音模塊，各個(gè)硬件之間互相連接后，組成整個(gè)收音機(jī)的硬件系統(tǒng)。2.1.1 數(shù)字FM收音機(jī)系統(tǒng)控制中心單片機(jī)在本設(shè)計(jì)中，需要選用單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，由于對(duì)單片機(jī)的要求不高，可以選用普通的51系列單片機(jī)。考慮到引腳數(shù)量和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等諸多因素，此設(shè)計(jì)將采用STC89C52芯片，STC89C

13、52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash， 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。外形圖和引腳圖如圖2-1所示 圖2-1 STC89C52單片機(jī)外形圖及引腳圖

14、STC89C52在本設(shè)計(jì)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它是這個(gè)系統(tǒng)的控制核心。STC89C52與外圍的硬件相連，向FM收音模塊發(fā)出指令，決定自動(dòng)搜索或手動(dòng)搜索模式。再通過(guò)讀按鍵的方式判斷外圍電路的指令，該指令經(jīng)過(guò)單片機(jī)分析后直接向收音模塊發(fā)出信號(hào)，收音模塊在收到信號(hào)后，響應(yīng)外圍電路的指令，調(diào)整收音的頻道。收音的頻道經(jīng)過(guò)單片機(jī)的 處理之后，將所搜索到的頻率顯示在LCD1602液晶顯示屏上。2.1.2 收音功放芯片TDA2030 收音機(jī)系統(tǒng)直接接收到的信號(hào)一般都比較微弱，因此需要用通過(guò)功率放大器把信放大之后在用揚(yáng)聲器輸出。這個(gè)環(huán)節(jié)需要選用一個(gè)體積小、輸出功率大、失真小的音頻功放芯片。德律風(fēng)根生產(chǎn)的TDA

15、2030采用V型5 腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。按引腳的形狀引可分為H型和V型。該集成電路廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機(jī)、中功率音響設(shè)備，具有內(nèi)部保護(hù)電路。具體外形如圖2-2，引腳功能如表2-1，具體參數(shù)如表2-2圖2-2 TDA2030外形圖 表2-1 TDA2030功能引腳引腳功能1正向輸入端2反向輸入端3負(fù)電源輸入端4功率輸出端5正電源輸入端 表2-2 TDA2030主要參數(shù)表A2030極限參數(shù)參數(shù)名稱極限值單位電源電壓（Vs）±18V輸入電壓（Vin）VsV差分輸入電壓（Vdi）±15V峰值輸出電流（Io）3.5A耗散功率（Ptot）（Vdi）20V工作結(jié)溫（Tj）-4

16、0±150存儲(chǔ)結(jié)溫（Tstg）-40±1502.1.3 PT2257音量模塊在收音系統(tǒng)中還需要一個(gè)芯片來(lái)控制收音機(jī)輸出的音量，PT22257是由CMOS技術(shù)制造而成的2聲道音量控制IC，只有8個(gè)腳位，采用I2C控制界面，具備0-79dB的衰減范圍，低噪聲，高立體分離度及使用極少的周邊原件。內(nèi)部連接圖2-3和外觀圖分別如圖2-4圖2-3 PT2257內(nèi)部電路圖圖2-4 PT2257外觀圖表2-3 PT2257引腳引腳名稱I/O敘述引腳編號(hào)LINI左聲道輸入，需加一交連電容后連接至訊源1LOUTO左聲道輸出，需加一交連電容后連接至輸出端2Vss-地線3SDAII2C 介面DAT

17、A 輸入腳位4SCLII2C 介面CLOCK 輸入腳位5VDD-正電源輸入端6ROUTO右聲道輸出，需加一交連電容后連接至輸出端7RINI右聲道輸入，需加一交連電容后連接至訊源82.1.4 FM收音模塊FM模塊的控核心芯片采用飛利浦公司的TEA5767數(shù)字立體聲FM芯片，該芯片把所有的FM功能都集成到一個(gè)不足6*6平方米的用HVQFN40封裝的小方塊中。芯片工作電壓2.5V5.0V，典型值是3V；RF接收頻率范圍是76108MHz，(最強(qiáng)信號(hào)+噪聲)/噪聲的值在60dB左右，失真度在0.4%左右；雙聲道音頻輸出的電壓在6090mV左右，帶寬為22.5KHz。芯片的引腳分布及其引腳定義分別見(jiàn)圖2

18、-3和表2-3。圖2-3 TEA5767芯片引腳分布表2-3 引腳定義管腳定義管腳定義1 空腳21空腳2鎖相環(huán)輸出22左聲道輸出3本振23右聲道輸出4本振24軟靜音時(shí)間常數(shù)5本振電源25檢波輸出6數(shù)字地26基準(zhǔn)7數(shù)字電源27中頻中心頻率調(diào)整時(shí)間常數(shù)8數(shù)據(jù)線28中頻限幅器退藕19時(shí)鐘線29中頻限幅退藕2 10空腳30空腳11三線讀寫控制31空腳12總線模式選擇32增益控制13總線使能端33模擬地14軟口134模擬電源15軟口235射頻輸入116晶振36高頻地17晶振37射頻輸入218相位濾波38高放AGC時(shí)間常數(shù) 19導(dǎo)頻低通濾波39鎖相環(huán)開(kāi)關(guān)輸出20空腳40空腳該芯片具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）集成高

19、靈敏度的低噪聲放大器；（2）內(nèi)置的FM解調(diào)器可以省去外部鑒頻器，并且FM的中頻選擇性可在芯片內(nèi)部完成；（3）可以采用32.768KHz或13MHz的振蕩器產(chǎn)生參考時(shí)鐘或可以直接輸入6.5MHz的時(shí)鐘信號(hào)；（4）可以通過(guò)I2C或三線串行總線來(lái)獲取中頻計(jì)數(shù)器值或接收的高頻信號(hào)電平，以便進(jìn)行自動(dòng)調(diào)諧功能（5）射頻具有自動(dòng)增益控制功能，并且LC調(diào)諧振蕩器只需固定片裝電感。其基本工作原理分析： （1）天線輸入電路： RF ANT 天線經(jīng)過(guò)C1耦合送入LI、C2、C4組成的RF帶通濾波器（87.6MHz108MHz和76MHz87.5MHz）送入TEA5767的35、37腳，通過(guò)TEA5767內(nèi)部高通放大

20、。模擬電源由FM 3V3經(jīng)過(guò)R1限流C5濾波后送入TEA5767的34腳。 （2）可調(diào)式LC諧振回路： 2、3、4腳接內(nèi)部VCO，外接變?nèi)荻O管D1、D2。2腳為調(diào)諧電壓輸出，自動(dòng)搜索時(shí)電壓在1V內(nèi)變化。VCO供電由FM 3V3經(jīng)過(guò)R4限流C13濾波送如TEA5767的第5腳。 （3）I2C控制總線： 內(nèi)置I2C接口，通過(guò)TEA5767的8、9腳控制，CPU通過(guò)I2C對(duì)其進(jìn)行搜臺(tái)、選臺(tái)操作。數(shù)字電源由FM 3V3經(jīng)過(guò)R7限流C19濾波送如TEA5767的第7腳。 （4）CO震蕩電路： CO震蕩電路主要由XT1（32.768）、C14送入TEA5767的17腳輸入，再?gòu)?8腳輸出到C15，產(chǎn)生3

21、2.768的基本時(shí)鐘。 （5）音頻輸出電路： 經(jīng)過(guò)TEA5767處理后的模擬音頻信號(hào)從23（右聲道）、22（左聲道）輸出到后級(jí)功放電路放大。原理框圖如圖2-4圖2-4 原理框圖2.2 FM電路及其設(shè)計(jì)FM接收電路是系統(tǒng)硬件電路中的核心部分之一，本硬件系統(tǒng)采用單芯片TEA5767HN模塊作為FM接收電路的核心元器件。Philips公司提供的TEA5767HN模塊芯片為低電壓、低功耗和低價(jià)位的全集成單芯片立體聲無(wú)線電產(chǎn)品，它只需要極少的外圍元件，并且基本上不需要外部對(duì)高頻信號(hào)的手動(dòng)調(diào)準(zhǔn)。另外，其頻帶范圍較寬，可以完全免費(fèi)調(diào)到歐洲、美國(guó)和日本的調(diào)頻波段。其模塊應(yīng)用接線圖如圖2-5所示。圖2-5 FM

22、模塊應(yīng)用接線圖圖2-5中VCC接3.3V的電源，并通過(guò)磁珠及電容器件進(jìn)行干擾抑制，注意磁珠FB應(yīng)選用特征頻率為100MHz，直流電阻的貼片元件，這樣有利于對(duì)高頻噪聲進(jìn)行抑制但同時(shí)又不是系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)多的直流損耗22uF的電容最好選用鉭電容，2個(gè)0.1uF的電容可選用介電常數(shù)高、高頻性能好的陶瓷電容，這樣就保證了整個(gè)FM Module的電源系統(tǒng)的穩(wěn)定。BUS-MODE是用來(lái)選擇CPU與FM Module，串口通信的方式，為I2C的通信方式DATA和CLK即為I2C通信的數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線，系統(tǒng)的CPU通過(guò)I2C接口即可對(duì)FM Module進(jìn)行控制。W/READ在該系統(tǒng)沒(méi)有使用，此時(shí)FM Module通過(guò)

23、W/READ，CLK，DATA與系統(tǒng)的CPU實(shí)現(xiàn)三線方式串行通信。BUS-ENABLE為總線使能信號(hào)，當(dāng)BUS-ENABLE為邏輯低時(shí)使FM Module進(jìn)入省電模式，該系統(tǒng)中把其直接拉高，是因?yàn)镕M Module可以通過(guò)I2C接口控制其進(jìn)入省電模式。FM_ANT為FM Module的天線接口即射頻信號(hào)輸入腳，目前在此類消費(fèi)電子產(chǎn)品中，天線大多采用耳機(jī)線代替，該產(chǎn)品也不例外，上圖中的J3即為立體聲耳機(jī)接口。耳機(jī)左右聲道信號(hào)線上感應(yīng)到的毫伏級(jí)的FM信號(hào)即可通過(guò)J3腳的腳進(jìn)入到FM Nodule中。當(dāng)然這么小的信號(hào)不會(huì)對(duì)耳機(jī)上的音質(zhì)有什么影響，而且由于有上圖中的3個(gè)0.22uH空心電感的隔離作用，

24、FM的信號(hào)可以損耗很小的地被FM Module接收。值得注意的是3個(gè)空心電感應(yīng)該在電路板上緊靠耳機(jī)接口放置以增加接收的靈敏度，并且電感的直流阻抗應(yīng)盡量小，這樣可以減少音頻的功率損耗。3個(gè)電感的選用考慮到空心結(jié)構(gòu)的、可能外形尺寸比較大，不太合適于便攜式產(chǎn)品的應(yīng)用，可以選用陶瓷支架的電感。盡量不要選用非線性比較大的鐵氧支架電感，因?yàn)檫@有可能影響耳機(jī)的音質(zhì)。2.3 單片機(jī)控制與顯示電路微控制器部分以STC89C52為核心，包括復(fù)位電路，晶振電路和按鍵控制電路，特別注意的是電源輸入要加上去藕電容，電路原理圖見(jiàn)圖2-6圖2-6 單片機(jī)控制電路顯示電路采用LCD1602為主器件，具體電路如圖2-7圖2-7

25、 LCD1602顯示電路2.4 供電電路與放大電路供電電路直接輸入DC9V，經(jīng)過(guò)ASM1117-5V進(jìn)行5V穩(wěn)壓輸出。模塊3.3V電源由ASM1117-3.3直接提供。如圖2-8圖2-8 供電電路放大電路如圖2-9該電路工功能是放大收音機(jī)收到的信號(hào)圖2-9 放大電路3 軟件設(shè)計(jì)基于STC89C52的單片機(jī)控制平臺(tái)的TEA5767數(shù)字收音機(jī)的軟件設(shè)計(jì)主要包括六個(gè)部分：I2C總線通信協(xié)議、TEA5767HN收音模塊控制、PT2257音量控制、AT24C02存儲(chǔ)模塊控制、鍵盤掃描及狀態(tài)顯示。本文的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)著重分析TEA5767HN收音模塊控制、PT2257音量模塊這兩部分的工作原理以及編程思

26、路。 本系統(tǒng)程序使用C語(yǔ)言編寫，主程序由啟動(dòng)、初始化、鍵盤掃描、按鍵處理、液晶顯示等5大模塊組成。其中系統(tǒng)初始化包括STC89C52的初始化、TEA5767HN的初始化和LCD的初始化；按鍵處理通過(guò)調(diào)用函數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)按鍵復(fù)用功能，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)搜臺(tái)、自動(dòng)搜臺(tái)、音量控制、時(shí)間調(diào)整、鬧鐘調(diào)整等操作；顯示模塊可顯示系統(tǒng)的各個(gè)工作狀態(tài)。3.1鍵盤與顯示函數(shù)設(shè)計(jì)3.1.1 LCD液晶顯示函數(shù)液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志位低電平，表示不忙，否則指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊哪里顯示字符，圖3-1是1602的內(nèi)部顯示地址 圖3-1 LCD

27、1602內(nèi)部地址LCD1602初始化指令：延時(shí)15mS寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）延時(shí)5mS寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）延時(shí)5mS寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）以后每次寫指令和讀/ 寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測(cè)忙信號(hào)寫指令38H：顯示模式設(shè)置寫指令08H：顯示關(guān)閉寫指令01H：顯示清零寫指令06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置寫指令0CH：顯示開(kāi)及光標(biāo)設(shè)置3.1.2 鍵盤讀鍵子程序：圖3-2 流程圖char readkey(void)char temp,temp1,char key;temp=p3;delay(100);if(temp1=p3)=temp)temp=temp&0x0f;switch(temp

28、)case 0x0e: key=1;break;case0x0d: key=2;break;case 0x0b: key=3;break;case 0x07: key=4;break;default;key=0;return key;3.2數(shù)字調(diào)節(jié)與收音控制程序設(shè)計(jì)3.2.1 EA5767HN讀寫寄存器吃透芯片的寄存器是編好程序的關(guān)鍵TEA5767HN有5個(gè)寫寄存器和5個(gè)讀寄存器，每個(gè)寄存器可存儲(chǔ)8位數(shù)據(jù)。寫寄存器可以存儲(chǔ)控制信息，包括軟件靜音、模式選擇、PLL可編程計(jì)數(shù)器的設(shè)置、向上向下搜索模式選擇、靜左右音頻、可編程端口的設(shè)置、待機(jī)節(jié)能模式、歐洲日本頻段選擇、晶振頻率選擇、ADC門限設(shè)置、

29、去加重設(shè)置等。讀寄存器可檢測(cè)接收電路狀態(tài)，反饋控制信息，包括搜索到有效電臺(tái)標(biāo)志位、搜索到有效電臺(tái)后PLL可編程計(jì)數(shù)器的狀態(tài)、4 b ADC的輸出、以及7 b IF中頻輸出。下面就對(duì)芯片的寄存器進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。（1）芯片寄存器地址的格式如下：表3-1 芯片寄存器地址格式R/W=0為讀模式；R/W=1為寫模式（2）寫模式下5個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的格式及各位的描述。數(shù)據(jù)字節(jié)1a）字節(jié)格式表3-2 數(shù)據(jù)字節(jié)1字節(jié)格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）MUTESMPLL13PLL12PLL11PLL10PLL9PLL8b）位描述表3-3 數(shù)據(jù)字節(jié)1位描述位號(hào)符號(hào)描述7MUTE如果 MU

30、TE=1，則左右聲道被靜音；MUTE=0，左右聲道正常工作。6SM如果 SM=1，則處于搜索模式；SM=0，不處于搜索模式。5 到 0PLL13：8設(shè)定用于搜索和預(yù)設(shè)的可編程頻率合成器。數(shù)據(jù)字節(jié)2a）字節(jié)格式表3-4 數(shù)據(jù)字節(jié)2字節(jié)格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）PLL7PLL6PLL5PLL4PLL3PLL2PLL1PLL0 b）位描述表3-5 數(shù)據(jù)字節(jié)2位描述位號(hào)符號(hào)描述7 到 0PLL7：0設(shè)定用于搜索和預(yù)設(shè)的可編程頻率合成器。數(shù)據(jù)字節(jié)3a）字節(jié)格式表3-6 數(shù)據(jù)字節(jié)3字節(jié)格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）SUDSSL

31、1SSL0HLSIMSMLMRSWP1b）位描述表3-7 數(shù)據(jù)字節(jié)3位描述位號(hào)符號(hào)描述7SUDSUD=1，增加頻率搜索；SUD=0，減小頻率搜索。6 和 5SLL1：0搜索停止標(biāo)準(zhǔn)：見(jiàn)下表 1。4HLSI高/低充電電流切換：HLSI=1，高充電電流； HLSI=0，低充電電流。3MS立體聲/單聲道：MS=1，單聲道；MS=0，立體聲。2ML左聲道靜音：ML=1，左聲道靜音并置立體聲，ML=0，左聲道正常。1MR右聲道靜音：MR=1，右聲道靜音并置立體聲，MR=0，右聲道正常。0SWP1軟件可編程端口 1：SWP1=1，端口 1 高電平；SWP1=0，端口 1 低電平。注：搜索停止標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定表3-

32、8 搜索停止標(biāo)準(zhǔn)SSL1SSL2搜索停止標(biāo)準(zhǔn)00在搜索模式下禁止01低：ADC 輸出大小為 510中：ADC 輸出大小為 711高：ADC 輸出大小為 10 數(shù)據(jù)字節(jié)4a）字節(jié)格式表3-9 數(shù)據(jù)字節(jié)4字節(jié)格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）SWP2STBYBLXTALSMUTEHCCSNCSI數(shù)據(jù)字節(jié)5a）字節(jié)格式表3-10 數(shù)據(jù)字節(jié)5字節(jié)格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）PLLREFDTC-b）位描述表3-11 數(shù)據(jù)字節(jié)5位描述位號(hào)符號(hào)描述7PLLREF若 PLLREF=1，6.5MHz 的鎖相環(huán)參考頻率啟用；若 PLLREF

33、=0，6.5MHz 的鎖相環(huán)參考頻率關(guān)閉。6DTC若 DTC=1，去加重時(shí)間常數(shù)為 75us；若 DTC=0，去加重時(shí)間常數(shù)為 50us。5 到 0-未用，狀態(tài)不必考慮。（3）寫模式下5個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的格式及各位的描述。數(shù)據(jù)字節(jié)1a）字節(jié)格式表3-12 數(shù)據(jù)字節(jié)1字節(jié)格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）RFBLFPLL13PLL12PLL11PLL10PLL9PLL8b）位描述表3-14 位描述位號(hào)符號(hào)描述7RF準(zhǔn)備好標(biāo)志：RF=1，有一個(gè)頻道被搜到或者一個(gè)制式已經(jīng)符合；RF=0，沒(méi)有頻道被搜到。6BLF波段制式：BLF=1，一個(gè)制式已經(jīng)符合；BLF=0，沒(méi)有制式已

34、經(jīng)符合。5 到 0PLL13：8用于搜索和預(yù)設(shè)后的可編程頻率合成器設(shè)定結(jié)果。數(shù)據(jù)字節(jié)2a）字節(jié)格式表3-15數(shù)據(jù)字節(jié)1位描述位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）PLL7PLL6PLL5PLL4PLL3PLL2PLL1PLL0b）位描述表3-16 數(shù)據(jù)字節(jié)2位描述位號(hào)符號(hào)描述7 到 0PLL7：0設(shè)定用于搜索和預(yù)設(shè)后的可編程頻率合成器設(shè)定結(jié)果。位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）STEREOIF6IF5IF4IF3IF2IF1IF0數(shù)據(jù)字節(jié)3a）字節(jié)格式表3-17 數(shù)據(jù)字節(jié)3字節(jié)格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（

35、低位）STEREOIF6IF5IF4IF3IF2IF1IF0b）位描述表3-18 數(shù)據(jù)字節(jié)3位描述位號(hào)符號(hào)描述7STEREO立體聲標(biāo)志位：STEREO=1，立體聲接收；STEREO=0，單聲道接收。6 到 0IF6：0中頻計(jì)數(shù)器結(jié)果。數(shù)據(jù)字節(jié)4a）字節(jié)格式表3-19 數(shù)據(jù)字節(jié)4字節(jié)格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）LEV3LEV2LEV1LEV0CI3CI2CI10b）位描述表3-20 數(shù)據(jù)字節(jié)4位描述位號(hào)符號(hào)描述7 到 4LEV3：0ADC 的輸出。3 到 1CI3：1芯片驗(yàn)證號(hào)。0-該位內(nèi)部置 0。數(shù)據(jù)字節(jié)5字節(jié)格式表3-21 數(shù)據(jù)字節(jié)5字節(jié)格式位 7（高

36、位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）00000000在采用I2C協(xié)議進(jìn)行通信時(shí)，輸入電壓小于0.2VCCD就被認(rèn)為是高電平，大于0.45VCCD就被認(rèn)為是高電平，高電平和低電平的持續(xù)時(shí)間必須要大于1us，在編程模擬I2C協(xié)議時(shí)要特別注意到這個(gè)時(shí)間。3.2.2 TEA5767HN的數(shù)據(jù)傳輸TEA5767HN的數(shù)據(jù)順序是：地址、字節(jié)1、字節(jié)2、字節(jié)3、字節(jié)4、字節(jié)5，數(shù)據(jù)傳送必須按照這個(gè)順序。每個(gè)字節(jié)將控制不同的功能。每個(gè)字節(jié)的第七位為最高位，并作為字節(jié)的第一位傳送。在時(shí)鐘的下降沿，數(shù)據(jù)變?yōu)橛行盘?hào)。在每一字節(jié)后面加停止信號(hào)可以縮短傳送時(shí)間。在整個(gè)傳輸完成之前，發(fā)送一個(gè)停止條件，

37、其保留的字節(jié)將包含以前的信息。如果一個(gè)字節(jié)沒(méi)有傳送完，新的字節(jié)將被使用，但新的調(diào)諧周期不會(huì)開(kāi)始。3.2.3 TEA5767HN的讀寫流程根據(jù)TEA5767HN的讀寫協(xié)議，調(diào)用公用I2C驅(qū)動(dòng)即可編寫出TEA5767HN的讀寫函數(shù)：radio_write()，radio_read()。它們可為手動(dòng)搜臺(tái)、自動(dòng)搜臺(tái)等FM功能調(diào)用，以實(shí)現(xiàn)程序的模塊化，優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)。TEA5767HN的讀寫流程如圖3-3所示。其中I2C_Start(FM)和I2C_Stop(FM)分別表示啟動(dòng)和停止I2C總線，Check_(FM)為應(yīng)答信號(hào)。 圖3-3 TEA5767HN 讀寫流程圖3.2.4 收音模塊的初始化TEA57

38、67HN在上電復(fù)位時(shí)，靜音位設(shè)置為“1”，其他所有位設(shè)置為“0”。為了初始化集成塊，所有位都必須重新設(shè)定。所以，上電后必須重新給TEA5767HN寫入數(shù)據(jù)，以初始化收音模塊。圖3-4 TEA5767HN初始化流程圖TEA5767HN的初始化流程圖如圖3-4所示。圖中的radio_write_data分別為要寫入TEA5767HN的5個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)寫入數(shù)據(jù)讓TEA5767HN接收的頻率為88100 kHz，選擇歐洲制式和32768 MHz晶振，同時(shí)采用立體聲輸出。函數(shù)get_pll()是根據(jù)當(dāng)前頻率計(jì)算出PLL值的函數(shù)。調(diào)用get_pll()函數(shù)計(jì)算出PLL值后，應(yīng)再把PLL高6位送給字節(jié)1

39、的低6位，接著把PLL的低8位送給字節(jié)2。頻率顯示則可直接調(diào)用fm_disp()函數(shù)來(lái)完成。3.3 PT2257的音量控制設(shè)計(jì)本系統(tǒng)使用PT2257來(lái)控制收音機(jī)輸出的音量，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化音量控制。PT2257的地址為88H。單片機(jī)可與PT2257通過(guò)I2C進(jìn)行通信。PT2 257的寫操作先由單片機(jī)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)寫入PT2257的片地址0x88，然后，由PT2257送回應(yīng)答信號(hào)，單片機(jī)收到應(yīng)答信號(hào)后，即向PT2257發(fā)送音量衰減量數(shù)據(jù)，單片機(jī)再次收到應(yīng)答信號(hào)后，即發(fā)出停止信號(hào)，如此即可完成一次控制過(guò)程。PT2257衰減量數(shù)據(jù)Vol由十位和個(gè)位兩部分組成。數(shù)據(jù)的傳輸順序是先發(fā)送十位數(shù)據(jù)，再發(fā)送個(gè)位數(shù)據(jù)

40、。寫入的十位數(shù)據(jù)為(Vol10)|TenDB，個(gè)位數(shù)據(jù)為(Vol10)|OneDB。其中TenDB=0xe0，OneDB=0xd0。衰減量的大小為十位和個(gè)位值的合并，圖3-5和圖3-6給出了PT2257的寫流程和音量控制流程。 圖3-5 PT2257寫流程圖圖3-6 PT2257音量控制流程圖結(jié)論軟硬件都設(shè)計(jì)好之后，要把編號(hào)的程序下載到單片機(jī)內(nèi)。下載工具可以用此前實(shí)習(xí)時(shí)焊接的簡(jiǎn)易單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，下載軟件可以用STC_ISP_V480。在調(diào)試軟件時(shí)，由于開(kāi)始時(shí)沒(méi)有定義好參數(shù)，導(dǎo)致程序雖沒(méi)錯(cuò)誤卻難以實(shí)現(xiàn)預(yù)想的功能，后經(jīng)反復(fù)仔細(xì)檢查終于發(fā)現(xiàn)，并解決了問(wèn)題。在調(diào)試整機(jī)系統(tǒng)時(shí)能夠搜索的頻率范圍為87.51

41、08MHz，能夠接收到68個(gè)電臺(tái)，由于沒(méi)有專用天線，電路板質(zhì)量也不高，再加上電臺(tái)本身信號(hào)強(qiáng)度的問(wèn)題，有34個(gè)電臺(tái)的音質(zhì)效果不是很好，干擾很大?？傮w來(lái)說(shuō)本次課題還是比較成功的。致 謝 從整體上來(lái)講，基于單片機(jī)的FM收音機(jī)設(shè)計(jì)是一個(gè)成功的設(shè)計(jì)。反觀整個(gè)過(guò)程，掌握好寄存器的功能是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。從這個(gè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)（1）通過(guò)軟件模擬I2C總線通信協(xié)議（2）編程操作串口（3）熟悉芯片的工作原理同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己有很多不足的地方：焊接技術(shù)不夠好，同時(shí)編程能力也很薄弱。在以后的工作學(xué)習(xí)中一定要多加強(qiáng)練習(xí)。本論文是在李老師的悉心教導(dǎo)下完成的，是他在我最困難的時(shí)候給了我及時(shí)的提醒與幫助。字里行間都流露著導(dǎo)師的諄

42、諄教誨。本人在與導(dǎo)師的多次交流過(guò)程中被導(dǎo)師誨人不倦的態(tài)度和淵博的知識(shí)深深地所折服。正是因?yàn)橛辛藢?dǎo)師如此敬業(yè)的指導(dǎo)，本人才能順利完成本篇論文。參考文獻(xiàn)【1】C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)/譚浩強(qiáng)著.-2版.-北京：清華大學(xué)出版社，2008.11【2】模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)/童詩(shī)白，華成英主編；清華大學(xué)教研組編.-4版.-北京：高等教育出版社，2006.5【3】單片機(jī)原理與應(yīng)用/朱兆優(yōu)等編著.-北京：電子工業(yè)出版社，2010.9【4】王輝平基于IIC 總線數(shù)字收音機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)J儀表技術(shù)，2008（11）：56-58【5】余修武USB 接口技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用研究J電子技術(shù)應(yīng)用，2008（10）：151-153【6】

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45、q_lab=0;uchar input_sti_lab=0;uchar frq_wei=0;uchar tai_wei=0;uchar frq10=0;uchar tai4=0;uchar temp_wei=0;uchar st_num=0;code uchar dis_fr="_"code uchar dis_fb=" "extern uchar flash;extern uchar sti_flash;extern uchar flash_temp=0;uchar stion_h2;extern unsigned char radio_write_d

46、ata15; void set_stions(uchar a) EA=0;rdnbyt(0xa0,a*2,2,stion_h); radio_write_data10=stion_h0; radio_write_data11=stion_h1; radio_write_data12=0x20; radio_write_data13=0x11; radio_write_data14=0x00;radio_write();radio_read();frequency=frequency+20;EA=1;void main(void)/主程序uchar a,b,key; /按鍵所要的變量ini_in

47、t(); /中斷和系統(tǒng)設(shè)置init(); /屏幕初始化set_stions(1); /設(shè)置第一個(gè)電臺(tái)radio_write(); /寫電臺(tái)頻率disp_chin_st("調(diào)頻收音機(jī)",24,0);disp_chin_st("電臺(tái)頻率：",0,2);disp_chin_st("電臺(tái)編號(hào)：",0,4);disp_uchar(st_num,55,4);disp_chin_st("調(diào)頻收音機(jī)",0,6);/-frq0=1;frq1=0;frq2=7;frq3=5;set_frq(frq);/設(shè)置電臺(tái)頻率并送數(shù)據(jù)到收音頭/-

48、/while(1)/auto_search(0);/-鍵盤掃描開(kāi)始-while(1) for(a=0;a<4;a+) /讓行線依次出現(xiàn)底電平（四次同樣的循環(huán)） P2=(0X80>>a); /讓行線依次出現(xiàn)底電平，列線為輸入狀態(tài)（這里把高4位做行線，低四位做列線） if(P2&0x0f)=0x0f)/假如沒(méi)按鍵按下，這時(shí)候，列線不會(huì)檢測(cè)到低電平 key=0; else for(b=0;b<4;b+)/假如按鍵按下，這時(shí)候，列線會(huì)檢測(cè)到低電平 P2=(0X08>>b); if(P2>>4)!=0X0F) break; /讓列線依次出現(xiàn)低電平行

49、線檢測(cè)，看哪列有按鍵按下 P2=0X0F; while(P2&0X0F)!=0X0F); key=a*4+b+1; /每行有四個(gè)按鍵，所以所得到的行數(shù)*4加按鍵的列數(shù)，就是被按下的位置，這里加1是想跳過(guò)0。 break; /-鍵盤掃描結(jié)束-switch(key) case 0: break; case 16: auto_search(0); disp_int(frequency/10,55,2); break; case 12: auto_search(1); disp_int(frequency/10,55,2); break; key=0;附錄二 TEA5767讀寫子程序#incl

50、ude"reg52.h"#include"24c02.h"#include"lcm.h"#define max_freq 108000#define min_freq 87500unsigned char radio_write_data5=0xb1,0xa0,0x20,0x11,0x00; /要寫入TEA5767的數(shù)據(jù)unsigned char radio_write_data15=0x31,0xa0,0x20,0x11,0x00; /要寫入TEA5767的數(shù)據(jù)unsigned char radio_read_data5; /TEA5767讀出的狀態(tài)unsigned int default_pll=0x29c2;/0x29f9; /默認(rèn)存臺(tái)的pll,87.8MHzunsigned int pll=0;float frequency=0;void get_frequency(void);extern v