基于單片機的FM收音機設計

隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品也不斷更新?lián)Q代，單片機的廣泛應用使用使現在的電子產(chǎn)品設計越來(lái)越方便、功能越來(lái)越好，而單片機是所有微處理器中性?xún)r(jià)比最高的一種，它的功能不斷完善，種類(lèi)不斷增加，因此它的應用領(lǐng)域也不斷擴大，本文我們將單片機與FM 收音機芯片綜合運用起來(lái)，設計了一款可以實(shí)現調頻、存臺的FM 收音機系統。

1   系統方案

1.1 系統總體設計

該系統設計采用模塊化設計，主要由存儲模塊，主控制器，數字處理芯片和音頻功率放大器組成。系統工作原理框圖如圖1 所示，由主控制器接收按鍵信號進(jìn)行人機交互，通過(guò)I2C 總線(xiàn)，主控制器作為主機，TEA5767 為從機，雙機通信，TEA5767 芯片輸出音頻信號經(jīng)LM386 放大后通過(guò)耳機或揚聲器播放，系統運行時(shí)，收聽(tīng)電臺的頻率可在LCD 顯示器上實(shí)時(shí)顯示，通過(guò)按鍵手動(dòng)控制頻率搜臺，或切換至自動(dòng)搜臺模式，音頻輸出設備音量可由電位器調節^[8]。

2   系統硬件設計

該系統的硬件設計部分分為TEA5767 數字處理電路、主控制器電路和音頻功放電路。TEA5767 數字處理電路模塊部分為該系統工作部分，主控制器為控制部分。

2.1 TEA5767數字處理電路模塊

TEA5767 數字處理電路圖為本系統主要電路圖，是本系統的核心部分，該部分由TEA5767 芯片及外圍電路組成，如圖2 所示。系統采用了TEA5767 芯片，它的RF 接收頻率范圍是（76~108）MHz，其音頻輸出電壓約為60~90 mV，帶寬為22.5 kHz，具有高靈敏的低噪聲放大器、自動(dòng)增益控制的性能^[2]。由于TEA5767音頻輸出信號微弱，因此音頻輸出信號還需由后續音頻功放電路進(jìn)行放大處理。因為T(mén)EA5767 的串行接口支持I2C 總線(xiàn)協(xié)議，所以主控制器與該模塊采用I2C 通信方式，DATA 和CLK 為I2C 總線(xiàn)的SDA 和CLK 信號線(xiàn)^[10]。

圖2 TEA5767數字處理電路

2.2 主控制器電路模塊

該系統以STC89C52 為主控制器的電路設計如圖3所示。用P0 口作為L(cháng)CD 顯示器的數據線(xiàn)，P10 與P11兩個(gè)單片機的IO 口連接I2C總線(xiàn)的CLK與SDA信號線(xiàn)。P2 口用作LCD 顯示器的控制線(xiàn)和按鍵模塊的接口^[9]。

圖3 主控制器電路

2.3 音頻功放電路模塊

在該設計中，用LM386 作為音頻輸出信號的放大器，它具有自身功耗低（6 v，24 mW）、更新內鏈增益可調整（20~200）、電源電壓范圍大（4~12 V 或5~18 V）、外接元件少和總諧波THD 失真小等優(yōu)點(diǎn)，LM386 音頻功放電路如圖4 所示。

圖4 音頻放大電路

3   系統軟件設計

3.1 主控制器主程序工作流程及設計

本系統是由STC89C52 作為主控制器，系統的主程序工作流程如圖5 所示。主控制器接收按鍵模塊的控制信號進(jìn)行人機交互，當系統開(kāi)機后，主控制器先對TEA5767，I2C，LCD 進(jìn)行初始化，再進(jìn)入循環(huán)程序中檢測并判斷有無(wú)按鍵被按下，識別按鍵信號并執行預定程序。當LCD 顯示器顯示程序主菜單頁(yè)面時(shí)，在該頁(yè)面下可實(shí)現手動(dòng)切換電臺，實(shí)現電臺的加減^[7]。按下菜單鍵后進(jìn)入電臺編輯界面，在電臺編輯界面，可以對電臺的頻率進(jìn)行加減調節，并可實(shí)現保存。另外通過(guò)手動(dòng)換臺時(shí)可以將電臺信息實(shí)時(shí)顯示在LCD1602 上。

3.2 I2C程序設計

該系統設計采用的TEA5767 和AT24C02 都為I2C 接口的芯片，I2C 總線(xiàn)可以實(shí)現多主雙向同步數據傳送，也就是說(shuō)在一個(gè)主機IIC 總線(xiàn)下可以?huà)於鄠€(gè)IIC 叢機。本設計當中TEA5767 和AT24C02 都作為叢機，但是不同的是叢機地址不同，從而才可區分其元件的數據讀寫(xiě)^[6]。AT24C02 芯片的讀寫(xiě)器件地址為0XA0 和0XA1，TEA5767 芯片的讀寫(xiě)器件地址為0XC0 和0XC1，I2C接口讀寫(xiě)數據算法流程圖如圖6 所示。在I2C 器件中指定地址寫(xiě)入一個(gè)數據，與讀數據類(lèi)似，首先發(fā)送開(kāi)始信號，寫(xiě)數據地址等待相應，然后發(fā)送數據，等待相應，結束信號^[3-4]。即可寫(xiě)入數據。

4   結束語(yǔ)

該系統是基于單片機的數字FM調頻收音機的設計，也是基于單片機及其接口技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)綜合應用的設計，該設計其控制系統主要由主控制電路模塊及TEA5767 模塊構成，控制電路負責FM 收音機的工作過(guò)程，整個(gè)系統主要由STC89C52 單片機、LCD 液晶顯示器、按鍵模塊電路、調頻收音TEA5767模塊、音頻功率放大電路組成。它實(shí)現了FM 收音機的諸多功能，包括能夠實(shí)現FM 收音機的自動(dòng)搜臺、頻率手動(dòng)調節、保存，并將頻率值及頻道號顯示在LCD 液晶顯示器上。

參考文獻：

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（本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2022年4月期）