基于單片機和TEA5767HN的FM收音機系統的設計

摘要：為了在電子產(chǎn)品中嵌入立體聲FM數字收音機功能。采用單片機AT89S52和TEA5767HN為硬件核心，運用I2C總線(xiàn)通信方式進(jìn)行軟件設計，給出了實(shí)現手動(dòng)搜臺、自動(dòng)搜臺等功能的FM數字調頻收音機的設計方法。該方法采用PT2257對音頻進(jìn)行處理，以實(shí)現立體聲輸出，因而具有輕巧、方便、頻帶范圍寬、低功耗、高靈敏度等特點(diǎn)，并可以嵌入MP3、手機、便攜式播放器等小型電子產(chǎn)品中。
關(guān)鍵詞：單片機；AT89S52；TEA5767HN；PT2257

0 引言
在當前數字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)高速發(fā)展的PC時(shí)代。嵌入式技術(shù)越來(lái)越同人們的生活緊密相關(guān)。其中掌上嵌入式電子產(chǎn)品更是給人們的生活帶來(lái)了很大方便和很多快樂(lè )。盡管生活方式不斷發(fā)生變化，但無(wú)線(xiàn)電仍然很流行。因此，本文針對TEA5767HN數字收音機芯片的控制機理，闡述了通過(guò)該芯片和C51單片機來(lái)將FM數字收音機嵌入智能電子產(chǎn)品的設計方法。

1 系統整體設計思路
本立體聲FM數字收音機的設計目標是通過(guò)單片機AT89S52來(lái)控制FM接收芯片TEA5767HN，從而實(shí)現可自動(dòng)搜索并存儲10多個(gè)電臺節目(也可手動(dòng)搜索并存儲電臺節目)。所收聽(tīng)電臺的頻率和臺號及時(shí)鐘可在顯示模塊中的LCD上顯示，音量則可通過(guò)音量加、減按鍵自主控制，并能存儲關(guān)機時(shí)設定的數據以及鬧鐘功能。具體系統設計框圖如圖1所示。

本系統主要由單片機AT89S52控制模塊、TEA5767HN收音模塊、音量控制模塊、ROM存儲模塊、顯示模塊、按鍵模塊和電源模塊七部分組成。本系統硬件設計的關(guān)鍵則在于FM接收、音頻處理等模擬部分；軟件設計的關(guān)鍵在于控制模塊與收音模塊之間的通信。
從圖1中可以看出，控制模塊僅僅通過(guò)I2C總線(xiàn)與收音模塊連接并控制收音機工作。本設計使用單片機P3口的兩個(gè)I／O腳來(lái)模擬I2C總線(xiàn)的SDA和SCL時(shí)序并與TEA5767HN通信；TEA5767HN輸出的左右聲道音頻信號可通過(guò)音量控制模塊進(jìn)行前級放大及音量控制，然后輸入到TDA7057進(jìn)行后級功率放大，最后輸出到揚聲器。單片機可通過(guò)I2C總線(xiàn)進(jìn)行音量調節；ROM存儲模塊主要用于存儲電臺數據、音量數據和時(shí)鐘數據，為存儲和讀取數據帶來(lái)方便。系統可通過(guò)按鍵進(jìn)行操作，通過(guò)MCU檢測按鍵信號并經(jīng)單片機實(shí)現手動(dòng)搜臺、自動(dòng)搜臺、音量控制、時(shí)鐘調整等功能，各項操作提示和操作結果均可通過(guò)LCD顯示出來(lái)。穩壓電源模塊產(chǎn)生的5 V和3．3 V電壓可分別為各個(gè)模塊器件供電。

2 硬件系統電路設計
由于本系統硬件設計的關(guān)鍵在于FM接收、音頻處理等模擬電路部分，其余電路均為常規電路，因而其硬件系統的設計著(zhù)重分析收音模塊、音量控制模塊這兩部分電路。
2．1 收音模塊電路分析
FM接收電路是系統硬件電路中的核心部分之一，本硬件系統采用單芯片TEA5767HN作為FM接收電路的核心元器件。Philips公司提供的TE-A5767HN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(xiàn)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高頻信號的手動(dòng)調準。另外，其頻帶范圍較寬，可以完全免費調到歐洲、美國和日本的調頻波段。

圖2所示為T(mén)EA5767HN的FM應用電路連接圖。圖中，VCC接穩壓電源模塊中的3．3 V電源，并通過(guò)磁珠FB及電容器進(jìn)行干擾抑制。22μF的電容選用鉭電容，兩個(gè)0．1μF的電容可以選用介電常數高、高頻性能好的陶瓷電容，以保證整個(gè)收音模塊的電源系統更加穩定。R_OUT、L_OUT為FM的音頻信號輸出。DATA和CLK為I2C通信的數據線(xiàn)和時(shí)鐘線(xiàn)，系統的MCU通過(guò)I2C接口來(lái)對FM Module進(jìn)行控制。芯片上的W／READ引腳在本系統中沒(méi)有使用，故空接。CLK、DATA用于與系統的MCU實(shí)現串行通信。BUS-ENABLE為總線(xiàn)使能信號，當BUS-ENABLE為低時(shí)，芯片上的FM-Mod-ule引腳進(jìn)入省電模式，所以采取空接方式。RF為FM收音模塊的天線(xiàn)接口，即射頻信號輸入腳。