基于51单片机的数字FM收音机设计与实现

基于51单片机的数字FM收音机设计与实现摘要XXXX大学毕业设计（论文）1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RFAGC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；TEA5767；TDA2030XXXX大学毕业设计（论文）2ABSTRACTNowadayspeopleusuallyusetheradioformanualFMaccept,itismuchtrouble,andbecausetherxsensitivityisnothigh,thefrequencybandreceivedisverynarrow。TEA5767hashigh-performanceRFAGCcircuit,highsensitivityreceiving,referencefrequencyselectionflexibleanditcanbetherealizationofautomaticsearchplatform。SointhisdesigningIwillusetheSTC89C52single-chipmicrocomputerandTEA5767asthecorecomponentsofdigitalFMradiosystemandUsetheI2CcommunicationtoconnectbetweenSTC89C52andTEA5767chip。ThroughthesoftwarewrittenandusingsinglechipcomputercontrolTEA5767achievemanuallylivetobeautomaticFM,receivedsignalthroughtheTAD2030amplifieramplificationdevice,thenusethespeakeroutputthesignal。IntheprocessofFMthefrequencyofthesignalcanbecheckedbyLCD1602。Keywords：DigitalFM；STC89C52；TEA5767；TAD2030XXXX大学毕业设计（论文）3目录绪论................................................................41基于单片机的FM收音机工作原理.....................................51.1FM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........................72.1.3PT2257音量模块........................................92.1.4FM收音模块...........................................102.2FM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..........................................173.1.1LCD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..................................193.2.1EA5767HN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..............................................37XXXX大学毕业设计（论文）4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TEA5767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。XXXX大学毕业设计（论文）51基于单片机的FM收音机工作原理1.1FM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1-1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88MHz—108MHz。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1-1FM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LCDXXXX大学毕业设计（论文）6上。按存储键时，单片机将频率字写入24c02实现存台功能，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1-2TEA5767AT24C04STC89C52键盘LCD显示频率声音控制放大器电源扬声器图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I／O脚来模拟I2C总线的SDA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5V和3．3V电压可分别为各个模块器件供电。XXXX大学毕业设计（论文）72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STC89C52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口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810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STC89X52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2-1STC89C52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