單片機(jī)控制的FM收音機(jī)

1、基于單片機(jī)控制的FM收音機(jī)摘要：單片機(jī)自 20 世紀(jì) 70 年代問世以來，以極其高的性能價(jià)格比受到人們的重視和關(guān)注，所以應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。單片機(jī)的特點(diǎn)是體積小、集成度高、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好，開發(fā)較為容易。正因?yàn)閱纹瑱C(jī)有如此多的優(yōu)點(diǎn)， 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(jī)已被廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制、 自動(dòng)檢測、智能儀表、智能化家用電器、 航空航天系統(tǒng)和和國防軍事、 尖端武器等各個(gè)方面。 我們可以開發(fā)利用單片機(jī)系統(tǒng)以獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益。 更重要的意義是單片機(jī)的應(yīng)用改變了控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和方法。以前采用硬件電路實(shí)現(xiàn)的

2、大部分控制功能，正在用單片機(jī)通過軟件方法來實(shí)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(jī)來控制TEA5767HN芯片及驅(qū)動(dòng) LCD1602液晶屏實(shí)現(xiàn) FM收音并顯示頻率。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。本設(shè)計(jì)采用的是 TEA5767HN 芯片，它是由 PHILIPS 公司推出的針對(duì)低電壓應(yīng)用的單芯片數(shù)字調(diào)諧 FM 立體聲收音機(jī)芯片。 TEA5767HN 芯片內(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(shí)現(xiàn) FM 收音機(jī)的全部功能。另外

3、，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(shí)現(xiàn)自動(dòng)搜臺(tái)。關(guān)鍵詞：89C52 單片機(jī)； TEA5767HN 芯片 ;2822 功率放大器 AbstractThis test constitute with stc89c52 singlechip micyoco,tea5767 model,2822 power amplifier,1602 and peripheral circuit.In the design process,we used modular design for several types,such as searching model,disp

4、lay model,storage model and some ancillary function.STC series singlechip has very good control ability and stable level to meet the requirements.前言：本設(shè)計(jì)研究 FM 收音機(jī)分為硬件電路和程序設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。從硬件電路來說，主要是實(shí)現(xiàn)所需電壓值、 穩(wěn)壓、搜臺(tái)、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(tái)頻率換算出PLL 控制字寫入 TEA5767HN ，以及 PLL 控制字轉(zhuǎn)換成頻率送顯示。意義：隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)在日用電子

5、產(chǎn)品中的應(yīng)用越來越廣泛， TEA5767HN 芯片可通過 IIC 系統(tǒng)總線進(jìn)行各種功能控制， 并通過 IIC 總線輸出 7 位 IF 計(jì)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(gè)可編程 I/O 口，可用于系統(tǒng)的其他相關(guān)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(jì)上。1 課題分析1.1 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(jī)）接收和頻率顯示四部分。主控制器采用的是單片機(jī) AT89S51，調(diào)頻模塊采用的是 TEA5767HN 芯片，顯示電路采用 FPB9742 芯片和 LCD 液晶屏直

6、讀顯示。程序部分用 C 語言編寫包括設(shè)定 89.6MHZ 電臺(tái)、 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(jì)電路圖和電路焊接，編寫程序并調(diào)試，使系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。1.2 主要技術(shù)分析：1.2.1 調(diào)頻廣播收音機(jī)的原理：一個(gè)典型的調(diào)頻廣播收音機(jī)的電路原理圖如下：自動(dòng)增益控制高頻放大器混頻器中頻放大器限幅器鑒頻器調(diào)諧器本地振蕩器音頻放大器1.2.2 本設(shè)計(jì)用到的 TEA5767HN 的功能介紹：（1）具有集成的高靈敏度低噪聲射頻輸入放大器；（2）具有射頻自動(dòng)增益控制電路 RF AGC；（3）LC 調(diào)諧振蕩器采用廉價(jià)的固定片式電感；（4）

7、具有內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的FM 中頻選擇性；（5）具有完全集成的FM 鑒頻器，無需外部解調(diào)；（6）可選擇 32.768kHZ 或 13MHZ 的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）引腳 BUSMODE 可選擇 IIC 和 3-wire 總線；（9）總線可輸出 7 位中頻計(jì)數(shù)器；（10）總線可輸出 4 位信號(hào)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(tái)自動(dòng)搜索功能；1.2.3 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。

8、最大低電平是 0.2VCCD ，最大高電平是 0.45VCCD 。當(dāng)使用 IIC 總線時(shí)，引腳 BUSMODE 必須接地。因總線的最高時(shí)鐘頻率是400kHZ，故芯片的時(shí)鐘頻率不能高于該值。當(dāng)向 TEA5767HN 寫入數(shù)據(jù)時(shí)，地址的最低位是 0，即寫地址是 C0H。當(dāng)從 TEA5767HN 讀出數(shù)據(jù)時(shí)，地址的最低位是 1，即讀地址是 C1H。 TEA5767HN 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為：IIC寫模式開始位開始位寫地址讀地址應(yīng)答位IIC 讀模式應(yīng)答位數(shù)據(jù)字節(jié)應(yīng)答位數(shù)據(jù)字節(jié) 1停止位1.2.4 寫數(shù)據(jù)：TEA5767HN 內(nèi)部有一個(gè) 5 字節(jié)的控制

9、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：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(gè)字節(jié)的最高位。在時(shí)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）位6位5位4位3位2位1位0（LSB）MUTESMPLL13PLL12PLL11PLL10PLL9PLL8位符號(hào)寫模式字節(jié) 1 各位說明說明7 MUTE左右聲道靜音設(shè)置。 1：左右聲道靜音； 0：左右聲道非靜音6 SM搜索模式設(shè)置。 1：搜索模式； 0：非搜索模式50PLL138預(yù)置或搜索電臺(tái)的頻率數(shù)據(jù)高6 位寫模式字節(jié) 2

10、 格式位 7（MSB）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（LSB）PLL7PLL6PLL5PLL4PLL3PLL2PLL1PLL0寫模式字節(jié) 2 各位說明位符號(hào)說明70PLL70預(yù)置或搜索電臺(tái)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 1位 0（LSB）SUDSSL1SSL0HLSIMSMLMRSWP1寫模式字節(jié) 3 各位說明位符號(hào)說明7SUD上下搜索設(shè)置。 1：向上搜索； 0：向下搜索6，5SSL10設(shè)定搜索停止電平，見下表4HLSI設(shè)定高低本振。 1：高端本振注入； 0：低端本振注入3MS單聲道或立體聲設(shè)置。1：強(qiáng)制單聲道； 0：開立體聲

11、2ML左靜音設(shè)置。 1：左聲道靜音強(qiáng)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(qiáng)制單聲道；0：右聲道非靜音0SWP1軟件可編程輸出口 1 設(shè)置。 1：SWPOR1 為高； 0：SWPOR1 為低搜索停止電平設(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(jì)用的是第三種）1.2.5 讀數(shù)據(jù)讀地址為 C1H。讀模式字節(jié) 1 格式位 7（MSB） 位 6位 5位 4位 3位 2位 1位0（LSB）RFBLFPLL13PLL12PLL11PLL10PLL9PLL8讀模式字節(jié) 1 各

12、位說明位符號(hào)說明7RFReady 標(biāo)志。 1：發(fā)現(xiàn)了一個(gè)電臺(tái)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50PLL138搜索或預(yù)置的電臺(tái)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 1位 0（ LSB）PLL7PLL6PLL5PLL4PLL3PLL2PLL1PLL0讀模式字節(jié) 2 各位說明位符號(hào)說明70PLL70搜索或預(yù)置的電臺(tái)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（ LSB）STEREOIF6IF5IF4IF3IF2IF1IF0讀模式字

13、節(jié) 3各位說明位符號(hào)說明7STEREO立體聲標(biāo)志。 1：立體聲；0：單聲道60IF60中頻計(jì)數(shù)結(jié)果1.2.6 根據(jù)電臺(tái)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(tái)頻率讀出。 TEA5767HN 的中頻 f 固定為 225khz，參考頻率與所使用的晶振有關(guān)，具體數(shù)值如下：XTAL 是寫模式控制字第4 字節(jié)的位 4，PLLREF 是寫模式控制字第5 字節(jié)的7位 。FM 收音機(jī)參考頻率XTALPLLREF參考頻率振蕩頻率003000HZ13MHZ013000HZ6.5MHZ1032768HZ32.768KHZ1132768HZ32.768KHZfRF=(NDEC*fREFS)/4-

14、（ +） fIF式中， fRF 為收到的電臺(tái)頻率， NDEC 為控制字的十進(jìn)制值， fIF 為中頻頻率， fREFS 為參考頻率。當(dāng)采用高本振時(shí)，公式用減號(hào)，當(dāng)采用低本振時(shí)，公式用加號(hào)。本設(shè)計(jì)用的參考頻率是32768HZ，低本振，計(jì)算公式為：fRF=NDEC*8192+225000 （HZ ）2 FM 收音機(jī)流程圖：3 FM 收音機(jī)電路圖：器件清單：器件規(guī)格件數(shù)電解電容1F2電解電容1000F1電解電容47F4普通電容0.1 F1電阻10k2TDA28221喇叭14 FM 收音機(jī)實(shí)物圖：5.FM 收音機(jī)核心程序：#include <reg51.h>#include <stri

15、ng.h>#include <math.h>#include <uart.h>#include <i2c.h>#define max_freq 108000#define min_freq 87500sbit KEY11=P30;sbit KEY22=P31;sbit KEY1=P32;sbit KEY2=P33;unsignedcharradio_write_data5=0x2a,0xb6,0x40,0x11,0x40;/ 要寫入 TEA5767的數(shù)據(jù)unsigned char radio_read_data5; unsigned int defau

16、lt_pll=0x301d;/TEA5767 /0x29f9;/讀出的狀態(tài)默認(rèn)存臺(tái)的pll,95.8MHzunsigned int max_pll=0x339b; unsigned int min_pll=9000;/108MHz/70MHz時(shí)的 pll,時(shí)的 pllunsigned long frequency;unsigned int pll;unsigned long FM;/*void delay(unsigned int time)while(time-);*/void delay1ms (unsigned int b)/1msfor(b;b>0;b-)unsigned int

17、 i;for(i=0;i<300;i+);#include<intrins.h>sbit RS = P24;/定義端口sbit RW = P23;sbit EN = P22;sbit P20=P20;/定義鎖存使能端口段鎖存sbit P21=P21;/位鎖存sbit P35 = P35;/這是為了關(guān)閉開發(fā)板上的點(diǎn)陣實(shí)際應(yīng)用去掉#define RS_CLR RS=0#define RS_SET RS=1#define RW_CLR RW=0#define RW_SET RW=1#define EN_CLR EN=0#define EN_SET EN=1#define DataP

18、ort P1/*-uS 延時(shí)函數(shù)，含有輸入?yún)?shù)unsigned char t，無返回值unsigned char是定義無符號(hào)字符變量，其值的范圍是0255 這里使用晶振12M，精確延時(shí)請(qǐng)使用匯編 , 大致延時(shí)-長度如下T=tx2+5uS*/void DelayUs2x(unsigned char t)while(-t);/*-mS 延時(shí)函數(shù)，含有輸入?yún)?shù) unsigned char t，無返回值unsigned char 是定義無符號(hào)字符變量，其值的范圍是0255這里使用晶振12M，精確延時(shí)請(qǐng)使用匯編-*/void DelayMs(unsigned char t)while(t-)/大致延時(shí)

19、1mSDelayUs2x(245);DelayUs2x(245);/*-判忙函數(shù)-*/bit LCD_Check_Busy(void)DataPort= 0xFF;RS_CLR;RW_SET;EN_CLR;_nop_();EN_SET;return (bit)(DataPort & 0x80);/*-寫入命令函數(shù)-*/void LCD_Write_Com(unsigned char com)while(LCD_Check_Busy(); /忙則等待RS_CLR;RW_CLR;EN_SET;DataPort= com;_nop_();EN_CLR;/*-寫入數(shù)據(jù)函數(shù)-*/void LCD

20、_Write_Data(unsigned char Data)while(LCD_Check_Busy(); /忙則等待RS_SET;RW_CLR;EN_SET;DataPort= Data;_nop_();EN_CLR;/*-清屏函數(shù)-voidLCD_Clear(void)*/LCD_Write_Com(0x01);DelayMs(5);/*-初始化函數(shù)-*/void LCD_Init(void)LCD_Write_Com(0x38); /*顯示模式設(shè)置 */DelayMs(5);LCD_Write_Com(0x38);DelayMs(5);LCD_Write_Com(0x38);Delay

21、Ms(5);LCD_Write_Com(0x38);LCD_Write_Com(0x08); /*顯示關(guān)閉 */LCD_Write_Com(0x01); /*顯示清屏 */LCD_Write_Com(0x06); /*顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置 */DelayMs(5);LCD_Write_Com(0x0C); /*顯示開及光標(biāo)設(shè)置 */1602 顯示void DISP_FM()unsigned char j;j=(radio_read_data3&0xf0)>>4;LCD_Write_Com(0x8e);LCD_Write_Data('0'+(j/10);LCD_W

22、rite_Data('0'+(j%10);LCD_Write_Com(0x8c);LCD_Write_Data('S');LCD_Write_Data(':');FM=frequency;LCD_Write_Com(0x80);LCD_Write_Data('F');LCD_Write_Data('M');LCD_Write_Data(' ');LCD_Write_Data('R');LCD_Write_Data('a');LCD_Write_Data('d&

23、#39;);LCD_Write_Data('i');LCD_Write_Data('o');LCD_Write_Com(0xc2);if(FM/100000)LCD_Write_Data('0'+FM/100000);else LCD_Write_Data(' ');LCD_Write_Com(0xc3);LCD_Write_Data('0'+(FM%100000)/10000);LCD_Write_Com(0xc4);LCD_Write_Data('0'+(FM%10000/1000);LCD_W

24、rite_Com(0xc5);LCD_Write_Data('.');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_Data(' ');LCD_Write_Com(0xca);LCD_Write_Da

25、ta('M');LCD_Write_Com(0xcb);LCD_Write_Data('H');LCD_Write_Com(0xcc);LCD_Write_Data('Z');void radio_write(void)unsigned char i;iic_start();iic_write8bit(0xc0);/TEA5767寫地址if(!iic_testack()for(i=0;i<5;i+)iic_write8bit(radio_write_datai);iic_ack();iic_stop();/ 由頻率計(jì)算 PLL void g

26、et_pll(void)unsigned char hlsi;unsigned int twpll=0;hlsi=radio_write_data2&0x10; /HLSI 位 if (hlsi)pll=(unsigned int)(float)(frequency+225)*4)/(float)32.768);/ 頻率單位 :k elsepll=(unsigned int)(float)(frequency-225)*4)/(float)32.768);/ 頻率單位 :k/ 由 PLL 計(jì)算頻率void get_frequency(void)unsigned char hlsi;un

27、signed int npll=0;npll=pll;hlsi=radio_write_data2&0x10;if (hlsi)frequency=(unsignedlong)(float)(npll)*(float)8.192-225);/ 頻率單位 :KHz elsefrequency=(unsignedlong)(float)(npll)*(float)8.192+225);/ 頻率單位 :KHzvoid radio_read(void)unsigned char i;unsigned char temp_l,temp_h; pll=0;iic_start();iic_write

28、8bit(0xc1);/TEA5767讀地址if(!iic_testack()for(i=0;i<5;i+)radio_read_datai=iic_read8bit();iic_ack();iic_stop();temp_l=radio_read_data1;temp_h=radio_read_data0;temp_h&=0x3f;pll=temp_h*256+temp_l;get_frequency();/ 手動(dòng)設(shè)置頻率 ,mode=1,+0.1MHz; mode=0:-0.1MHz , 不用考慮 TEA5767用于搜臺(tái)的相關(guān)位 :SM,SUDvoid search(bit

29、mode)radio_read(); if(mode)frequency+=100; if(frequency>max_freq)frequency=min_freq;elsefrequency-=100;if(frequency<min_freq)frequency=max_freq;get_pll();radio_write_data0=pll/256;radio_write_data1=pll%256;radio_write_data2=0x41;radio_write_data3=0x11;radio_write_data4=0x40;radio_write();DISP_

30、FM();/ 自動(dòng)搜臺(tái) ,mode=1, 頻率增加搜臺(tái) ; mode=0: 頻率減小搜臺(tái) , 不過這個(gè)好像不能循環(huán)搜臺(tái)void auto_search(bit mode)bit BLF; radio_read();if(BLF) if(mode)frequency=min_freq;else frequency=max_freq;elseif(mode)frequency+=100;if(frequency>max_freq)frequency=min_freq;elsefrequency-=100;if(frequency<min_freq)frequency=max_freq;

31、get_pll();if(mode)radio_write_data2=0xb1;elseradio_write_data2=0x41;radio_write_data0=pll/256+0x40; /加0x40是將SM置為1為自動(dòng)搜索模式radio_write_data1=pll%256;radio_write_data3=0x11; /SSL1和 SSL0控制搜索停止條件radio_write_data4=0x40;radio_write();radio_read();while(!(radio_read_data0&0x80)/搜臺(tái)成功標(biāo)志radio_read();DISP_FM

32、();UART_Put_Num(frequency);if(radio_read_data0&0x40)=0x40)BLF=1;else BLF=0;get_pll();if(radio_read_data2&0x80)radio_write_data2=0xb1;else radio_write_data2=0x41;radio_write_data0=pll/256;radio_write_data1=pll%256;radio_write_data3=0x11;radio_write_data4=0x40;radio_write();radio_read();DISP_F

33、M();void main(void)P3=0xFF;P1=0x00;/ 這是為了關(guān)閉開發(fā)板上的數(shù)碼管實(shí)際應(yīng)用去掉P20=0; / 這是為了關(guān)閉開發(fā)板上的數(shù)碼管實(shí)際應(yīng)用去掉P21=0; / 這是為了關(guān)閉開發(fā)板上的數(shù)碼管實(shí)際應(yīng)用去掉P35=0; / 這是為了關(guān)閉開發(fā)板上的點(diǎn)陣實(shí)際應(yīng)用去掉P1=0xFF;/P1 口置 1LCD_Init();LCD_Clear();/清屏UART_Init();/串口初始化UART_Send_Str(" 調(diào)頻收音機(jī) n");radio_write();while(1)if(KEY1=0)delay1ms(15); /延時(shí) 15msif(KEY1=0)while(KEY1=0);/等待按鍵釋放search(1);radio_read();UART_Send_Str("目前頻率 n");if(KEY2=0)delay1ms(15); /延時(shí) 15msif(KEY2=0)while(KEY2=0);/等待按鍵釋放search(0);radio_read();UART_Send_Str("目前頻率 n&q