51單片機控制的FM收音機

1、®；i広北氏滋A孝':二二；J/ortjfwrjf Vntvirsity f&r專業(yè)綜合課程設(shè)計基于單片機控制的FM收音機班級：通信（三）班成績基于單片機控制的FM收音機摘要：單片機自20世紀(jì)70年代問世以來，以極其高的性能價格比受到人們的重視和矢 注，所以應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。單片機的特點是體積小、集成度高、重量輕、抗干 擾能力強，對環(huán)境要求不高，價格低廉，可靠性高，靈活性好，開發(fā)較為容易。正 因為單片機有如此多的優(yōu)點，因此其應(yīng)用領(lǐng)域之廣，幾乎到了無孔不入的地步。在 我國，單片機已被廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動化控制、自動檢測、智能儀表、智能化家 用電器、航空航天系統(tǒng)和和國防

2、軍事、尖端武器等各個方面。我們可以開發(fā)利用單 片機系統(tǒng)以獲得很高的經(jīng)濟效益。更重要的意義是單片機的應(yīng)用改變了控制系統(tǒng)傳 統(tǒng)的設(shè)計思想和方法。以前采用硬件電路實現(xiàn)的大部分控制功能，正在用單片機通 過軟件方法來實現(xiàn)。這種以軟件結(jié)合硬件或取代硬件并能提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù) 稱為微控制技術(shù)。例如，本文所要論述的通過單片機來控制TEA5767H芯片及驅(qū) 動LCD1602液晶屏實現(xiàn)FM收音并顯示頻率?，F(xiàn)在人們常使用的收音機為手動調(diào) 頻收臺，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。本設(shè)計采 用的是TEA5767HF芯片，它是由PHILIPS公司推岀的針對低電壓應(yīng)用的單芯片數(shù) 字調(diào)諧FM立體聲

3、收音機芯片。TEA5767HNK片內(nèi)集成了完整的IF頻率選擇和鑒頻系統(tǒng)，只需很少的低成本外圍 元件，就可實現(xiàn)FM收音機的全部功能。另外，它具有高性能的RF AGC電路，其 接收靈敏度高；參考頻率選擇靈活；可實現(xiàn)自動搜臺。矢鍵詞：89C52單片機；TEA5767H芯片；2822功率放大器AbstractThis test con stitute with stc89c52 sin glechip micyoco,tea5767 model,2822 power amplifier, 1602 and peripheral circuitn the desig n process,we used

4、modular desig n forseveral types,such as search ing model,display model,storage model and some ancillary function.STC series singlechip has very good control ability and stable level to meet therequireme nts.前言：本設(shè)計研究FM收音機分為硬件電路和程序設(shè)計兩個方面。從硬件電路來說，主 要是實現(xiàn)所需電壓值、穩(wěn)壓、搜臺、控制和頻率顯示等方面；從系統(tǒng)程序來說，主 要是如何將電臺頻率換算出PLL控

5、制字寫入TEA5767HN以及PLL控制字轉(zhuǎn)換成頻率送顯示。意義：隨著單片機技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機在日用電子產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越廣泛，TEA5767H芯片可通過IIC系統(tǒng)總線進行各種功能控制，并通過IIC總線輸出7位 IF計數(shù)值；立體聲解調(diào)器完全免調(diào)，可用軟件控制SNC HCC暫停和靜音功能；具有兩個可編程I/O 口，可用于系統(tǒng)的其他相矢功能，又由于其小尺寸的封裝，使得它非常適合用于電路板空間相當(dāng)有限的設(shè)計上。1課題分析總體分析課題研究分為兩部分：硬件電路和程序。硬件電路包括主控制器、調(diào)頻模塊、喇叭(耳機)接收和頻率顯示四部分。主控制器采用的是單片機AT89S51調(diào) 頻模塊采用的是TEA5767

6、HN芯片，顯示電路采用FPB9742芯片和LCD液晶屏 直讀顯示。程序部分用C語言編寫包括設(shè)定89.6MHZ電臺、TEA5767HN寫入和 讀出、PLL控制字轉(zhuǎn)換為頻率送顯示和IIC總線操作子程序包。通過設(shè)計電路圖和 電路焊接，編寫程序并調(diào)試，使系統(tǒng)達到設(shè)計要求。1.2主要技術(shù)分析：1.2.1調(diào)頻廣播收音機的原理：-個典型的調(diào)頻廣播收音機的電路原理圖如下:自動增益控制背音頻放大器122本設(shè)計用到的TEA5767HN勺功能介紹：(1)具有集成的高靈敏度低噪聲射頻輸入放大器; 具有射頻自動增益控制電路RF AGC(3) LC調(diào)諧振蕩器采用廉價的固定片式電感；(4) 具有內(nèi)部實現(xiàn)的FM中頻選擇性;(

7、5) 具有完全集成的FM鑒頻器，無需外部解調(diào)；(6) 可選擇32.768RHZ或13MHZ勺晶體參考頻率振蕩器，也可使用 外部6.5MHZ的參考頻率；(7) 采用PLL合成器調(diào)諧系統(tǒng)；(8) 弓 m BUSMODE 選擇 IIC 和 3-wire 總線；(9) 總線可輸岀7位中頻計數(shù)器；(10) 總線可輸出4位信號電平信息；(11) 具有軟件靜音功能；(12) 具有免調(diào)整立體聲解調(diào)功能；(13) 具有電臺自動搜索功能；123 TEA5767HN 的 IIC 總線說明：TEA5767HN的IIC總線地址是C0H是可收發(fā)的從器件結(jié)構(gòu)，無內(nèi)部地址。最大低電平是0.2VCCD最大高電平是0.45VCC

8、D當(dāng)使用HC總線時，引腳BUSMOD必須接地。因總線的最高時鐘頻率是 400KHZ故芯片的時鐘頻率不能高于該值。當(dāng)向TEA5767HN寫入數(shù)據(jù)時，地址的最低位是0,即寫地址是C0H當(dāng)從TEA5767Hr讀出數(shù)據(jù)時，地址的最低位是1，即讀地址是C1HTEA5767HN遵守通用的IIC總線通信協(xié)議，IIC總線的寫模式和讀模式格式分別開始位寫地址應(yīng)答位數(shù)據(jù)字節(jié)應(yīng)答位停止位寫模式lie讀模式開始位讀地址應(yīng)答位數(shù)據(jù)字節(jié)1lie1.2.4寫數(shù)據(jù)：TEA5767HN內(nèi)部有一個5字節(jié)的控制寄存器，在IIC上電復(fù)位后，必須先通過總線接口向其寫入適當(dāng)控制字，TEA5767HN才能正常工作。寫入控制字應(yīng)按照以下順序

9、：地址，字節(jié)1，字節(jié)2,字節(jié)3,字節(jié)4,字節(jié)5首先發(fā)送每個字節(jié)的最高位。在時鐘下降沿后寫入的數(shù)據(jù)才有效寫模式字節(jié)1格式位7( MSB ft 6 位5 位4 位3 位2 位1 位0( LSBMUTESMPLL13PLL12PLL11PLL10PLL9PLL8寫模式字節(jié)各位說明位符號說明7MUTE左右聲道靜音設(shè)置。1:左右聲道靜音；0：左右聲道非靜音6SM搜索模式設(shè)置。1 :搜索模式；0：非搜索模式50PLL438預(yù)置或搜索電臺的頻率數(shù)據(jù)高6位寫模式字節(jié)2格式位 7(MSB位6位5位4位3位2位4位 0( LSBPLL7PLL6PLL5PLL4PLL3PLL2PLL1PLL0寫模式字節(jié)2各位說明位

10、符號說明70PLL70預(yù)置或搜索電臺的頻率數(shù)據(jù)低8位寫模式字節(jié)3格式位 7( MSB位6位5位4位3位2位4位 0( LSBSUDSSL1SSL0HLSIMSMLMRSWP1寫模式字節(jié)3各位說明位符號說明7SUD上下搜索設(shè)置。1 ：向上搜索；0：向下搜索6，5SSL1-0設(shè)定搜索停止電平，見下表4HLSI設(shè)定咼低本振。1 ：咼端本振注入；0：低端本振注入3MS單聲道或立體聲設(shè)置。1 :強制單聲道；0：開立體聲2ML左靜音設(shè)置。1 :左聲道靜音強制單聲道；0 :左聲道非靜音1MR右靜音設(shè)置。1 ：右聲道靜音強制單聲道；0 :右聲道非靜音0SWP1軟件可編程輸出口 1設(shè)置。仁SWP0F為高；0 :

11、 SWPORM 氐搜索停止電平設(shè)置SSL1SSL0搜索停止電平00不搜索01低電平，ADC輸出值為510中電平，ADC輸出值為711高電平，ADC輸出值為10（本設(shè)計用的是第三種）125讀數(shù)據(jù)讀地址為C1H讀模式字節(jié)1格式位7(MSB(立6位5位4位3位2位1位0(LSBRFBLFPLL13PLL12PLL11PLL10PLL9PLL8讀模式字節(jié)各位說明位符號說明7RFReady標(biāo)志。1 :發(fā)現(xiàn)了一個電臺或搜索到頭；0：未搜索到頭6BLF波段到頭標(biāo)志。1 :搜索到頭；0 :未搜索到頭50PLL13-8搜索或預(yù)置的電臺頻率值的高6位（需換算）讀模式字節(jié)2格式位7(MSB位6位5位4位3位2位4位

12、 0( LSBPLL7PLL6PLL5PLL4PLL3PLL2PLL1PLL0讀模式字節(jié)2各位說明位符號說明70PLL70搜索或預(yù)置的電臺頻率值的低8位（需換算）讀模式字節(jié)3格式位7(MSB位6位5位4位3位2位1位 0( LSBSTEREOIF6IF5IF4IF3IF2IF1IF0讀模式字節(jié)3各位說明位符號說明7STEREO立體聲標(biāo)志。1 ：立體聲；0：單聲道60IF60中頻計數(shù)結(jié)果126根據(jù)電臺頻率換算出PLL控制字寫入以及根據(jù)PLL控制字換算出電臺 頻率讀岀。TEA5767HN勺中頻f固定為225khz,參考頻率與所使用的晶振 有矢，具體數(shù)值如下：XTAL是寫模式控制字第4字節(jié)的位4,

13、PLLREF是寫模式控制字第5字 節(jié)的7位。FM收音機參考頻率XTALPLLREF參考頻率振蕩頻率003000HZ13MHZ013000HZ6.5MHZ1032768HZ32.768KHZ1132768HZ32.768KHZfRF=(NDEC*fREFS)/4(+ ) fIF式中，fRF為收到的電臺頻率，NDEC為控制字的十進制值，fIF為中頻頻率，fREFS為參考頻率。當(dāng)采用 高本振時，公式用減號，當(dāng)采用低本振時，公式用加號。本設(shè)計用的參考頻率是32768H Z,低本振，計算公式為：fRF 二 NDEC*8192+22500( HZ)3FM收音機電路圖:器件清單:器件規(guī)格件數(shù)電解電容12電解

14、電容1000 H1電解電容47 aF4普通電容0.1 aF1電阻10k2TDA28221喇叭14 FM收音機實物圖:5.FM收音機核心程序:#in elude <reg51 h>#i nelude <stri ng.h>#in elude <math.h> #in elude <uart.h> #i nelude <i2e.h> #defi ne max_freq 108000#defi ne min_freq 87500 sbit KEY11 二 P3A0;sbit KEY22 二 卩 3 丿I 1;sbit KEY 仁 P3A2;

15、sbit KEY 2=P3A3;unsigned char radio_write_data5=0x2a,0xb6,0x40,0x11,0x40;II/要寫入TEA5767的數(shù)據(jù)讀出的狀時的pH,時的pHun sig ned char radio_read_data5; /TEA5767態(tài)unsigned int default_pll=0x301d;” 0x29f9;默認存臺的pll,95.8MHzunsigned int max_pll=0x339b; /108MHzunsigned int min_pll=9000;/70MHzun sig ned long freque ncy;un

16、sig ned int pll;un sig ned long FM;/*void delay (un sig ned int time)while(time-);*/void delaylms (un sig ned int b)/1msfor(b;b>0;b-)un sig ned int i;for(i=0;i<300;i+)；#in cludevi ntri ns.h> sbit RS = P2A4; / 定義端口 sbit RW=卩 2 八 3;sbit EN = P2A2;sbit P20=P2A0;/定義鎖存使能端口段鎖存sbit P2仁P2A1; 位鎖存sbi

17、t P35 = P3A5; 這是為了矢閉開發(fā)板上的點陣實際應(yīng)用去掉#defi ne RS_CLR RS=O#defi ne RS_SET RS=1#defi ne RW_CLR RW=O#defi ne RW.SET RW=1#defi ne EN_CLR EN=O #define EN SET EN=1#defi ne DataPort P1uS延時函數(shù)、含有輸入?yún)?shù)unsigned char t、無返回值un sig ned char是定義無符號字符變量、其值的范圍是0255這里使用晶振12M精確延時請使用匯編，大致延時長度如下T=tx2+5 uS*/ f void DelayUs2x(

18、un sig ned char t)while(-t);mS延時函數(shù)，含有輸入?yún)?shù)un sig ned char t ，無返回值un sig ned char是定義無符號字符變量，其值的范圍是0-255這里使用晶振12M精確延時請使用匯編*/ fvoid DelayMs( un sig ned char t)while(t-)/大致延時1 mSDelayUs2x(245);DelayUs2x(245);判忙函數(shù)-*/ bit LCD_Check_Busy(void)DataPort 二 OxFF;RS_CLR;RW_SET;EN_CLR;_nop_();EN.SET;return (bit)(

19、DataPort & 0x80);寫入命令函數(shù)-*/ void LCD_Write_Com(u nsig ned charwhile(LCD_Check_Busy(); / 忙則等待RS_CLR;RW.CLR;EN_SET;DataPort 二 com;_nop_();EN_CLR;寫入數(shù)據(jù)函數(shù)*/void LCD_Write_Data(u nsig ned char Data) while(LCD_Check_Busy(); /RS_SET;RW.CLR;EN_SET;DataPort= Data;_nop_();EN_CLR;/*忙則等待清屏函數(shù)*/void LCD_Clear(v

20、oid)LCD_Write_Com(0x01);DelayMs(5);初始化函數(shù)*/void LCD_I nit(void)LCD_Write_Com(0x38); /*顯示模式設(shè)置 */DelayMs(5);LCD_Write_Com(0x38);DelayMs(5);LCD_Write_Com(0x38);DelayMs(5);LCD_Write_Com(0x38);顯示矢閉*/LCD_Write_Com(0x08); /*LCD_Write_Com(0x01);/* 顯示清屏 */顯示光標(biāo)移動設(shè)置*/顯示開及光標(biāo)設(shè)置*/LCD_Write_Com(0x06); /* DelayMs(5)

21、;LCD_Write_Com(OxOC); /* 1602顯示void DISP_FM()un sig ned char j;j=(radio_read_data3&0 xf0)»4;LCD_Write_Com(0x8e);LCD_Write_Data('0'+(j/10);LCD_Write_Data('0'+(j%10);LCD_Write_Com(0x8c);LCD.WriteDataCS');LCD_Write_Data(,:');FM=freque ncy;LCD_Write_Com(0x80);LCD_Write_D

22、ata(n);LCD_Wite_Data(F);LCD_Wite_Data(M);LCD_Write_DataCR');LCD_Wite_Data(0);LCD_Wite_DataCcT);LCD_Write_Data(T);LCD_Write_Data('o');LCD_Write_Com(0xc2);if(FM/100000)LCD_Write_Data('0'+FM/100000);else LCD_Write_Data(H);LCD_Write_Com(0xc3);LCD_Write_Data(,O,+(FM% 100000)/10000);LC

23、D_Write_Com(0xc4);LCD_Write_Data('0'+(FM%10000/1000);LCD_Write_Com(0xc5);LCD_Write_DataC.');LCD_Write_Com(0xc6);LCD_Write_Data('0'+(FM%1000)/100);LCD_Write_Com(0xc7);LCD_Write_Data(,0'+(FM%100)/10);LCD_Write_Com(0xc8);LCD_Write_Data(,0,+(FM%10);LCD_Write_Com(0xc9);LCD_Write_D

24、ata(u);LCD_Write_Com(Oxca);LCD_Write_Data(M);LCD_Write_Com(Oxcb);LCD_Wite_Data('H)；LCD_Write_Com(Oxcc);LCD_Write_Data('Z');void radio_write(void)un sig ned char i;iic_start();寫地址iic_write8bit(0xc0); /TEA5767if(!iic_testack()for(i=0;i<5;i+)iic_write8bit(radio_write_datai);iic_ack();iic

25、_stop();由頻率計算PLLvoid get_pll(void)un sig ned char hlsi;un sig ned int twpll=0;hlsi=radio_write_data2&0 x10; /HLSI位if (hlsi)pll=(un sig ned頻率單in t)(float)(freque ncy+225)*4)/(float)32.768); II位:kelsepll=(un sig ned頻率單in t)(float)(freque ncy-225)*4)/(float)32.768); II位:k由 PLL 計算頻率 void get_freque

26、ncy(void)un sig ned char hlsi;un sig ned int n pll=0;n pll=pll;hlsi 二 radio_write_data2&0x10;if (hlsi)freque ncy (un sig ned頻率單位:KHz頻率單位:KHzIon g)(float)( npll)*(float)8.192-225); / elsefreque ncy (un sig nedIon g)(float)( npll)*(float)8.192+225);/ void radio_read(void)un sig ned char i;unsigned

27、 char temp_l,temp_h;pll=0;iic_start();iic_write8bit(0xc1); /TEA5767讀地址if(!iic_testack()for(i=0;i<5;i+)radio_read_dataiZl iic_read8bit(); iic_ack();iic_stop();temp J 二 radio_read_data1;temp_h 二 radio_read_data0;temp_h&二 0x3f;pll 二 temp_h*256+temp_l;get_freque ncy();手動設(shè)置頻率,mode=1+0.1MH 乙 mode=0

28、:-0.1MHz , 不用考慮TEA5767用于搜臺的相矢位：SM,SUDvoid腳呼W儺 mode)radio_read();if(mode)freque ncy+=100;if(freque ncy>max_freq)freque ncy 二 min_freq;elsefreque ncy-=100;if(freque ncy<min_freq) freque ncy 二 max_freq;radio_write_data0=pll/256; radio_write_data1 =pll%256; rad i o_wr ite_d ata 2=0x41; rad i o_wr

29、ite_d ata 3=Ox 11; rad i o_write_d ata 4=0x40;radio_write();自動搜臺，mode=1,頻率增加搜臺；mode=0:頻率減小搜臺，不過這個 好像不能循環(huán)搜臺void auto_search(bit mode)bit BLF;radio_read();if(BLF)if(mode)freque ncy=min_freq;else freque ncy 二 max_freq;elseif(mode)freque ncy+=100;if(freque ncy>max_freq) freque ncy 二 min_freq;DISP_FM(

30、);elsefreque ncy-=100;if(freque ncy<min_freq)freque ncy 二 max_freq;get_pll();if(mode)rad io_write_data2=0xb 1;elseradio_write_data2=0x41;radio_write_data0=pll/256+0x40; /為自動搜索模式radio_write_data1=pll%256;radio_write_data3=0x11; / SSL1件rad io_write_d ata 4=0x40;radio_write();radio_read();while(!(ra

31、dio_read_data0 &0x80)/加0x40是將SM置為1和SSL0控制搜索停止條搜臺成功標(biāo)志radio_read();DISP_FM();UART_Put_Num(freque ncy);if(radio_read_data0&0x40)=0x40)BLF=1;else BLF=O;get_pll()；if(radio_read_data2&0 x80)radio_write_data2=0xb1;else radio_write_data2=0x41;radio_write_data0=pll/256;radio_write_data1 =pll%256;

32、ra d i o_wr i te_d a ta 3=Ox 11;radio_write_data4=0x40;radio_write();radio_read();DISP_FM();void mai n(void)P3=0xFF;P仁0x00;/這是為了矢閉開發(fā)板上的數(shù)碼管實際應(yīng)用去掉P20=0; /這是為了矢閉開發(fā)板上的數(shù)碼管實際應(yīng)用去掉P21二0; /這是為了矢閉開發(fā)板上的數(shù)碼管實際應(yīng)用去掉P35二0; 這是為了矢閉開發(fā)板上的點陣實際應(yīng)用去掉P 仁 OxFF;/P1 口置 1LCDj nit();LCD_Clear(); 清屏UART_I ni t();/ 串口初始化UART_Send_

33、Str("調(diào)頻收音機 n"); radio_write();while(1)if(KEY 仁二0)delay1ms(15); / 延時 15msif(KE Y1=0)while(KE Y 1=0); 等待按鍵釋放search(1);radio_read();UART_Send_Str(” 目前頻率 nu);UART_Put_Num(freque ncy);UART_Se nd_Str(,nH);DISP_FM();if(KE Y2=0)delay1ms(15); / 延時 15msif(KEY 2=0)while(KE Y2=0); 等待按鍵釋放search(O);radio_read();UART_Send_Str(