賈俊榮

閩江學院，福建福州 350108

多功能數(shù)字調(diào)頻收音機的設計與實現(xiàn)

賈俊榮

閩江學院，福建福州 350108

本系統(tǒng)由STC89C52單片機、獨立按鍵、液晶顯示、收音模塊、電子鐘、存臺讀臺部分、測溫系統(tǒng)及功放電路組成，采用單片機最小系統(tǒng)驅(qū)動和控制，實現(xiàn)一個可調(diào)頻、存臺和讀臺，時間與日期可修改，并顯示當前頻率、當前時間、當前溫度的多功能收音機。

單片機；調(diào)頻；收音機

隨著科技的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品不斷推陳出新，設計新穎功能多樣的數(shù)字調(diào)頻收音機不斷涌入市場，充實人們的生活。從早期功能單一，外觀龐大的調(diào)幅收音機，到現(xiàn)在功能復雜，設計精致小巧的數(shù)字調(diào)頻收音機，從由分立元件連接到高度集成電路設計而成，收音機經(jīng)歷了不斷改進和更新。單片機是所有微處理機中性價比最高的一種，隨著功能不斷完善，種類的不斷增加，其應用領(lǐng)域也迅速擴大。本文采用微控制芯片STC89C52設計了一款多功能的FM收音機系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)總體方案設計

本設計采用模塊化設計，系統(tǒng)的整體方案框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

系統(tǒng)由單片機、控制按鍵、LCD12864、收音模塊、電子鐘、存臺部分、測溫系統(tǒng)及功放電路等組成，通過單片機最小系統(tǒng)驅(qū)動和控制子模塊，構(gòu)成一個可調(diào)、存臺，顯示當前頻率、時間、溫度的多功能數(shù)字收音機。

2 系統(tǒng)硬件模塊設計

2.1 控制模塊

控制模塊是設計的核心，控制各個功能模塊數(shù)據(jù)的讀入、處理、輸出，使各個模塊連接在一起組成一個有機整體?？刂颇K主要由STC89C52單片機和外圍電路組成的最小系統(tǒng)。單片機最小系統(tǒng)包括開關(guān)指示電路、復位電路、時鐘電路、IO口連接電路組成，

2.2 TEA5767模塊

采用TEA5767實現(xiàn)集成收音機模塊。RF接收頻率范圍是76～108MHz，；雙聲道音頻輸出的電壓約在60～90mV，帶寬為22.5kHz。具有高靈敏度的低噪聲放大器、自動增益控制的性能，使用更加方便。可以采用32.768kHz的晶體振蕩器產(chǎn)生參考時鐘。TEA5767模塊電路其中，scl和sda分別為收音模塊與單片機的接口，遵循I2C總線協(xié)議，通過I2C來獲取中頻計數(shù)器值與接收的各種信號的電平，以便于進行自動調(diào)諧；output為左右聲道的輸出端口。

實際使用的天線一般為波長的1/4時接收的信號強度較好，通過功率放大出來的聲音最清晰，天線長度的計算公式：l=λ/4=c /f/4

其中：λ為接收頻率所對應的波長，c為光在真空中的傳播速度，f為所接收的頻率。

本設計選取100MHz為計算天線長度的頻率：

2.3 溫度采集模塊

溫度傳感器DS18B20具有體積小，抗干擾能力強，精度高，附加功能強等特點，采用該芯片構(gòu)成溫度采集模塊。DS18B20的引腳DQ通過一個上拉電阻與單片機的P2.0連接。

2.4 數(shù)字鐘模塊

DS1302 是采用涓流充電的時鐘芯片，通過SPI串行接口與單片機89C52進行通信，提供年、月、日、時、分、秒、星期的時間信息，根據(jù)實際情況每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自行調(diào)整準確。DS1302的典型應用。

clock2為芯片外接的32.768kHz晶振。為了防止掉電使得時鐘不準確，可以外接電池BATTERY，當?shù)綦姇r，可通過外部電池繼續(xù)供電，從而保證時間準確。

2.5 按鍵模塊

采用一個四按鍵的獨立鍵盤，按鍵key0用來指示液晶光標指向的地址，每按一次換一個地址，配合按鍵key1，key2調(diào)整時間的年、月、日、星期、時、分、秒，單獨按下key1或者key2可調(diào)節(jié)頻率，按下key1頻率上加，按下key2頻率下減，范圍從87.5MHz～108MHz，步進為0.1MHz。key3控制存臺或者讀臺，搜到一個頻道后按一下key3則可以存儲當前的電臺，最多可存儲10臺，按一下key0，再按key3為讀臺，每按一次可根據(jù)存臺的先后順序讀出存儲的電臺頻率。

2.6 存儲模塊

24C02與單片機的接口非常簡單。CE0，CE1，CE2為器件地址線，MODE為寫保護引腳，SCL，SDA為二線串行接口，符合I2C總線協(xié)議。

2.7 功放模塊

TEA5767采用的是單聲道音頻輸出，輸出信號微弱，需要經(jīng)過功率放大。本設計采用功率放大芯片TDA2030，電路簡單并能夠很好的實現(xiàn)功率放大，提高驅(qū)動能力。R/L_out與收音模塊的左聲道或者右聲道連接，通過Rw1可以調(diào)節(jié)音量，音頻放大電路的放大倍數(shù)通過Rw2可以調(diào)節(jié)。

3 程序設計

3.1 主函數(shù)程序設計

主函數(shù)調(diào)用初始化函數(shù)后，由一個循環(huán)不斷進行按鍵掃描、頻率和時間的讀寫、刷新顯示。

3.2 頻率調(diào)節(jié)程序設計

對芯片寄存器進行操作的關(guān)鍵是設置接收頻率，接收頻率設置參數(shù)可以通過以下式子得到：

其中，F(xiàn)RF：接收頻率（kHz）；FIR：中頻（TEA5767為225kHz）；FREFS：參考頻率（由TEA5767外接晶振而定）。

3.3 時間調(diào)整程序設計

按鍵Key0為復用功能鍵，第一次按下則進入時間調(diào)整函數(shù)，以后每按一次key0計數(shù)變量自加1次，液晶上光標會移動到對應年、月、日、星期、時、分、秒的位置，光標完整地走完一圈后自動退出時間調(diào)整函數(shù)；按鍵key2為對應要調(diào)整的時間加一鍵，每按一次時間值加1；Key3為減1鍵。

4 結(jié)論

采用8位的微控制芯片STC89C52來控制數(shù)字收音機模塊TEA5767，結(jié)合按鍵調(diào)頻控制、存臺讀臺、液晶顯示、功率放大，以及外加功能溫度檢測、電子時鐘設計，構(gòu)成了一個多功能的FM收音機系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有電路簡單易懂、體積小、易操作的特點，且收音機具有頻帶寬、抗干擾能力強、音質(zhì)清晰的優(yōu)點。

圖2 時間調(diào)整流程圖

[1]林鋒，孫軍.應用TEA5767的調(diào)頻收音電路設計[J].微計算機信息，2005（2）.

[2]黃燕宇.TDA2030在單電源供電音頻放大電路中的應用[J].硅谷，2010（8）.

[3]薛小鈴，劉志群，賈俊榮.單片機接口模塊應用與開發(fā)詳例[M].北京：北京航空航天大學出版社，2010.

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1674-6708（2015）150-0167-02