基于單片數字收音機TEA5768HL

摘    要：本文通過(guò)介紹以TEA5768HL為代表的單片數字收音機在低電壓MCS-51系統中的應用實(shí)例，詳細分析了單片數字收音機芯片TEA5768HL的應用系統設計和軟件實(shí)現方法，并提出了在數字收音機中使用軟件控制方法實(shí)現抗鏡像頻率干擾、從而準確調諧廣播電臺的新思路。
關(guān)鍵詞：I2C；MCU；PLL；數字調諧
引言
TEA576x系列單片數字收音機被廣泛地應用在數字音響，便攜式CD、VCD、DVD、手機等數字消費電子系統里。但是由于該數字收音機芯片與傳統的超外差式收音機的調諧原理有些不太相同，比如傳統的超外差式收音機的固定中頻為10.7Mz，而TEA576x系列數字收音機的固定中頻為225KHz，由于固定中頻不同，鎖相環(huán)系統的軟件控制就有很大的差別，這就給廣大芯片應用設計者帶來(lái)一定難度。本文就針對TEA576x系列數字收音機芯片的控制機理，詳細地闡述了該芯片基于MCS-51單片機系統的應用軟硬件設計。
TEA5768HL簡(jiǎn)介
TEA5768HL是一款適用于低電壓環(huán)境的單片立體聲FM數字調諧收音機。該芯片完全集成了IF頻率選擇和鑒頻系統，而且只需要很少的低成本外圍元件，硬件系統完全不需要調試。
TEA5768HL信號前端具有高性能的RF AGC電路，接收靈敏度高，并且兼容歐洲、美國和日本FM頻段。參考頻率選擇靈活,可通過(guò)寄存器設置選擇32.768KHz、13MHz晶體振蕩器或者6.5MHz外部時(shí)鐘參考頻率。通過(guò)I2C系統總線(xiàn)進(jìn)行各種功能控制，并通過(guò)I2C總線(xiàn)輸出7位IF計數值。立體聲解調器完全免調，軟件控制SNC、HCC、暫停和靜音功能。具有兩個(gè)可編程I/O口，可用于系統的其它相關(guān)功能。

TEA5768HL數字收音機應用系統的硬件實(shí)現
如圖1所示：TEA5768HL 數字調諧收音機應用系統的硬件模塊主要由MCU(P89LPC932)控制電路、數字調諧收音(TEA5768HL)、音頻信號放大(TDA1308)3大部分組成。其中MCU控制電路主要由低功耗MCS-51系列單片機P89LPC932、鍵盤(pán)及狀態(tài)顯示終端構成，是該應用系統的硬件平臺，鍵盤(pán)用于輸入對數字調諧收音機的各種操作，系統的各種工作狀態(tài)由狀態(tài)顯示終端顯示。P89LPC932內部集成了雙時(shí)鐘的80C51內核 ，而且片內包含有捕獲/比較單元，2個(gè)模擬比較器, I2C 通信端口、SPI 通信端口、鍵盤(pán)中斷輸入、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、片內EEPROM 存儲區、RC振蕩器和看門(mén)狗定時(shí)器等，能適合于許多要求高集成度低成本的應用場(chǎng)合。由TEA5768HL構成數字調諧收音機模塊，音頻信號放大由TDA1308構成，完成數字調諧收音機的音頻信號放大。MCU控制模塊通過(guò)I2C總線(xiàn)完成對數字調諧收音機模塊的所有控制，收音機模塊輸出的音頻信號經(jīng)由音頻放大模塊放大后輸出到耳機或揚聲器。TEA5768HL數字調諧收音模塊的原理如圖2所示。

軟件設計
應用軟件架構
基于P89LPC932單片機控制平臺的TEA5768HL數字收音機的軟件設計主要包括3部分:
1. I2C總線(xiàn)通信協(xié)議、鍵盤(pán)及顯示終端驅動(dòng)程序；
2. TEA5768HL 底層驅動(dòng)，包括寄存器控制字的讀寫(xiě)操作；
3. 應用層程序包括數字調諧收音機的各種應用功能的實(shí)現。
應用軟件設計
整個(gè)應用層軟件主程序由：系統初始化、鍵盤(pán)命令檢測、系統狀態(tài)信息讀寫(xiě)、頻道調諧、鍵盤(pán)命令處理和系統狀態(tài)顯示6大模塊組成。TEA5768HL數字調諧收音機應用系統軟件主程序流程如圖3所示。其中系統初始化包括P89 LPC932的初始化、I2C通信初始化、系統狀態(tài)信息讀取和TEA5768HL控制寄存器的初始化。
關(guān)于鍵盤(pán)的掃描及鍵碼識別程序，這里不再贅述，讀者可以自行完成。所有的功能由鍵盤(pán)輸入開(kāi)啟，所以鍵盤(pán)命令處理程序將完成該系統的所有功能。以下重點(diǎn)介紹TEA5768HL數字收音機的鍵盤(pán)命令處理程序。
鍵盤(pán)命令處理程序實(shí)現了暫停、手動(dòng)搜索、自動(dòng)搜索、廣播頻道切換、立體聲/單聲道切換、靜音和鍵盤(pán)鎖定7個(gè)常用功能，每一個(gè)功能由一個(gè)功能函數完成。
每個(gè)功能就是一個(gè)功能模塊函數，鍵盤(pán)命令處理程序都是功能模塊函數的調用。上述7個(gè)功能模塊中，自動(dòng)搜索和手動(dòng)搜索是該數字調諧收音機系統程序功能模塊的關(guān)鍵。
自動(dòng)搜索功能模塊函數
自動(dòng)搜索功能模塊函數主要由：FM廣播頻率設置、搜索頻率設定、廣播信號強度讀取、IFC中頻計數器讀取、有效廣播頻道的判別、廣播頻道數據的存儲和系統工作狀態(tài)顯示等部分組成。自動(dòng)搜索功能模塊函數流程如圖4所示。
遵循圖4流程編寫(xiě)自動(dòng)搜索功能模塊，將使系統能夠很好地實(shí)現自動(dòng)搜索功能，手動(dòng)搜索相當于自動(dòng)搜索的一個(gè)步進(jìn)頻率的搜索過(guò)程。不難發(fā)現，不管是自動(dòng)搜索還是手動(dòng)設定頻率，如何調諧單個(gè)頻率是關(guān)鍵，也是數字調諧收音機調諧廣播電臺的軟件算法的核心。TEA5768HL數字調諧收音機系統通過(guò)調用一個(gè)功能函數來(lái)完成單個(gè)頻率的調諧。
調諧單個(gè)頻率功能模塊函數
調諧單個(gè)頻率功能模塊函數包括：頻率和鎖相環(huán)數據的轉換(調諧算法函數)、TEA5768HL調諧狀態(tài)寄存器的設置、High/Low Injection 的優(yōu)化選擇以及TEA5768HL控制寄存器寫(xiě)操作。

結語(yǔ)
TEA5768HL數字調諧收音機是一個(gè)數字調諧系統。除了硬件平臺，完全依靠MCU對其寄存器的控制就可以完成數字調諧收音機的所有功能?；赥EA5768HL的應用系統，性能可靠的硬件設計是基礎，良好的軟件架構是關(guān)鍵，而基于軟件控制的 High/Low Injection 優(yōu)化選擇和鎖相環(huán)數據的精確轉換則能確保系統更加可靠穩定地運行?！?/P>

參考文獻
1 Philips Semiconductors  TEA5768HL Datasheet ,2002
2 Philips Semiconductors  P89LPC932 Datasheet, User Manual,   2002
3 Philips Semiconductors. Digital Radio Specification. 2000
4 馬忠梅等. 單片機的C語(yǔ)言應用程序設計. 北京航空航天大學(xué)出版社，1999