随着现代科学技术的不断发展,电子产品也不断更新换代,单片机的广泛应用使用使现在的电子产品设计越来越方便、功能越来越好,而单片机是所有微处理器中性价比最高的一种,它的功能不断完善,种类不断增加,因此它的应用领域也不断扩大,本文我们将单片机与FM 收音机芯片综合运用起来,设计了一款可以实现调频、存台的FM 收音机系统。
1 系统方案
1.1 系统总体设计
该系统设计采用模块化设计,主要由存储模块,主控制器,数字处理芯片和音频功率放大器组成。系统工作原理框图如图1 所示,由主控制器接收按键信号进行人机交互,通过I2C 总线,主控制器作为主机,TEA5767 为从机,双机通信,TEA5767 芯片输出音频信号经LM386 放大后通过耳机或扬声器播放,系统运行时,收听电台的频率可在LCD 显示器上实时显示,通过按键手动控制频率搜台,或切换至自动搜台模式,音频输出设备音量可由电位器调节[8]。
2 系统硬件设计
该系统的硬件设计部分分为TEA5767 数字处理电路、主控制器电路和音频功放电路。TEA5767 数字处理电路模块部分为该系统工作部分,主控制器为控制部分。
2.1 TEA5767数字处理电路模块
TEA5767 数字处理电路图为本系统主要电路图,是本系统的核心部分,该部分由TEA5767 芯片及外围电路组成,如图2 所示。系统采用了TEA5767 芯片,它的RF 接收频率范围是(76~108)MHz,其音频输出电压约为60~90 mV,带宽为22.5 kHz,具有高灵敏的低噪声放大器、自动增益控制的性能[2]。由于TEA5767音频输出信号微弱,因此音频输出信号还需由后续音频功放电路进行放大处理。因为TEA5767 的串行接口支持I2C 总线协议,所以主控制器与该模块采用I2C 通信方式,DATA 和CLK 为I2C 总线的SDA 和CLK 信号线[10]。
图2 TEA5767数字处理电路
2.2 主控制器电路模块
该系统以STC89C52 为主控制器的电路设计如图3所示。用P0 口作为LCD 显示器的数据线,P10 与P11两个单片机的IO 口连接I2C总线的CLK与SDA信号线。P2 口用作LCD 显示器的控制线和按键模块的接口[9]。
图3 主控制器电路
2.3 音频功放电路模块
在该设计中,用LM386 作为音频输出信号的放大器,它具有自身功耗低(6 v,24 mW)、更新内链增益可调整(20~200)、电源电压范围大(4~12 V 或5~18 V)、外接元件少和总谐波THD 失真小等优点,LM386 音频功放电路如图4 所示。
图4 音频放大电路
3 系统软件设计
3.1 主控制器主程序工作流程及设计
本系统是由STC89C52 作为主控制器,系统的主程序工作流程如图5 所示。主控制器接收按键模块的控制信号进行人机交互,当系统开机后,主控制器先对TEA5767,I2C,LCD 进行初始化,再进入循环程序中检测并判断有无按键被按下,识别按键信号并执行预定程序。当LCD 显示器显示程序主菜单页面时,在该页面下可实现手动切换电台,实现电台的加减[7]。按下菜单键后进入电台编辑界面,在电台编辑界面,可以对电台的频率进行加减调节,并可实现保存。另外通过手动换台时可以将电台信息实时显示在LCD1602 上。
3.2 I2C程序设计
该系统设计采用的TEA5767 和AT24C02 都为I2C 接口的芯片,I2C 总线可以实现多主双向同步数据传送,也就是说在一个主机IIC 总线下可以挂多个IIC 丛机。本设计当中TEA5767 和AT24C02 都作为丛机,但是不同的是丛机地址不同,从而才可区分其元件的数据读写[6]。AT24C02 芯片的读写器件地址为0XA0 和0XA1,TEA5767 芯片的读写器件地址为0XC0 和0XC1,I2C接口读写数据算法流程图如图6 所示。在I2C 器件中指定地址写入一个数据,与读数据类似,首先发送开始信号,写数据地址等待相应,然后发送数据,等待相应,结束信号[3-4]。即可写入数据。
4 结束语
该系统是基于单片机的数字FM调频收音机的设计,也是基于单片机及其接口技术、计算机技术、微电子技术综合应用的设计,该设计其控制系统主要由主控制电路模块及TEA5767 模块构成,控制电路负责FM 收音机的工作过程,整个系统主要由STC89C52 单片机、LCD 液晶显示器、按键模块电路、调频收音TEA5767模块、音频功率放大电路组成。它实现了FM 收音机的诸多功能,包括能够实现FM 收音机的自动搜台、频率手动调节、保存,并将频率值及频道号显示在LCD 液晶显示器上。
参考文献:
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[6] 聂丽文,古波,刘双全.基于单片数字收音机TEA5768HL[J].电子设计应用,2004,1(4):23-25.
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[10] 胡荣.便携式数字调频式立体声收音机的研究与设计[J].科技广场,2012,3(4):143-146.
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