朱思羽 趙鑫喆 肖菁 邸國(guó)輝

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)收音機(jī)手動(dòng)調(diào)諧不好自己把握不同尺度，很難調(diào)諧到合適工作位置，并且接收靈敏度不高，接收頻帶窄等等方面的不足之處，本文設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)和TEA5767為核心器件，實(shí)現(xiàn)數(shù)字FM收音機(jī)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)的調(diào)頻收音機(jī)研究體積小，收音效果好，系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：收音機(jī);數(shù)字調(diào)頻;帶寬

1引言

1888年德國(guó)科學(xué)家來赫茲發(fā)現(xiàn)了無線電波，1901年意大利科學(xué)家馬可尼發(fā)明了無線電報(bào)，1901年馬可尼設(shè)計(jì)無線電并成功從英國(guó)到加拿大發(fā)送信息。從開始使用無線電波信息進(jìn)行第一次傳輸，人類不斷尋求研究，利用各種渠道，提高通信的可靠性與通信距離。人們通過不斷努力追求社會(huì)生活學(xué)習(xí)方式的多元化，個(gè)性化，電子信息技術(shù)的發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展，給人類的生活帶來了新的面貌;人們不僅可以隨心所欲地享受無線通信的手段。用來進(jìn)行接收數(shù)據(jù)信息的接收器叫做收音機(jī)。迄今為止收音機(jī)不僅有接收功能，還能夠與圖紙結(jié)合，如電視接收?qǐng)D像。從1930年開始的電子管類型的收音機(jī)，晶體管類型于1954年制作而成，發(fā)展到集成電路收音機(jī)，以及現(xiàn)在被廣泛使用的DSP收音機(jī)，收音機(jī)改變了人們溝通聯(lián)絡(luò)的方式，極大的增加了生活的便捷性。它的性能越來越好，功能越來越強(qiáng)。

2 設(shè)計(jì)意義

如今數(shù)據(jù)時(shí)代發(fā)展潮流使得很多家庭都有收音機(jī)，因此收音機(jī)無處不在。然而大多數(shù)常規(guī)收音機(jī)的使用模擬無線電調(diào)諧器，調(diào)諧到可變電阻器或可變電感硬件，語音放大依賴于硬件的廣播信號(hào)，所以頻率是不夠精確。數(shù)字調(diào)頻收音機(jī)的出現(xiàn)就是因?yàn)橐陨先秉c(diǎn)，科技不斷的創(chuàng)新，發(fā)展出現(xiàn)了數(shù)字調(diào)頻收音機(jī)，從而滿足人們的需求。數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)的出現(xiàn)使傳統(tǒng)收音機(jī)被淘汰。

一般數(shù)字調(diào)頻收音機(jī)使用低壓電源， 飛利浦公司推出了適合低壓的單片機(jī)一款芯片，中頻選頻和鑒頻系統(tǒng)的性能卓越，非常低的組件成本可以完成調(diào)頻。眾所周知DVD、MP4、手機(jī)、等一系列電子產(chǎn)品中用的都是TEA5767類型數(shù)字模塊。由于不同的固定中頻，相位鎖定環(huán)控制系統(tǒng)軟件有是有很大的區(qū)別，因此設(shè)計(jì)有一定的困難存在。

3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的FM收音機(jī)，硬件電路主要由以下幾部分組成：STC89C52單片機(jī)、液晶顯示器LCD、調(diào)頻收音模塊TEA5767、功放LM386、按鍵。當(dāng)運(yùn)行時(shí)單片機(jī)STC89C52為數(shù)字調(diào)頻收音機(jī)核心控制器件，通過液晶顯示器顯示電臺(tái)的頻率最后由四個(gè)按鍵KEY0～KEY3起調(diào)頻選臺(tái);第一個(gè)按鍵KEYO的功能是是增加電臺(tái)頻率，第二個(gè)按鍵KEY1是減少電臺(tái)頻率，第三個(gè)按鍵KEY2控制著電臺(tái)上調(diào)，第四個(gè)按鍵KEY3則管控著電臺(tái)下調(diào)。實(shí)現(xiàn)部分甚高頻信號(hào)接收;通過系統(tǒng)程序可以直觀的看出電臺(tái)頻率是怎樣換算出PLL控制字。

本方案設(shè)計(jì)的是由I2C控制的寄存器控制TEA5767模塊完成的搜索來達(dá)到一系列功能，所接收的信號(hào)由LM386芯片的放大電路，通過揚(yáng)聲器外放，經(jīng)過精確的換算LCD屏幕上將會(huì)顯示最后接收的頻率，按下讀取鍵，就可以輕松及時(shí)的收聽我們所搜索的電臺(tái)。本設(shè)計(jì)方案主要是由控制與收音兩個(gè)核心模塊共同構(gòu)成，后級(jí)功率再通過放大器LM386輸出到使用揚(yáng)聲器，聲音由此產(chǎn)生。該系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)為通過鍵操作進(jìn)行管理，并通過檢測(cè)該鍵信號(hào)，音量控制，時(shí)鐘調(diào)節(jié)功能，工作操作和風(fēng)險(xiǎn)分析的操作實(shí)現(xiàn)由MCU芯片技術(shù)及其手動(dòng)搜索，自動(dòng)搜臺(tái)可以在液晶顯示提示。穩(wěn)壓電源模塊產(chǎn)生電壓，5V和3.3V電壓分別向每個(gè)模塊設(shè)備供電。

（1）主控電路：由時(shí)鐘電路與復(fù)位電路與單片機(jī)構(gòu)成最小系統(tǒng)，有單片機(jī)完成主控任務(wù)。復(fù)位系統(tǒng)能夠?qū)⒅醒胩幚韱卧獑纹瑱C(jī)與其器件恢復(fù)到最初狀態(tài)。單片機(jī)STC89C52的復(fù)位引腳輸入，如果RST保持高電平的時(shí)候，它就會(huì)一直保持復(fù)位前開始狀態(tài)。CPU要想從最開始狀態(tài)工作要求RST退出復(fù)位。它能有效實(shí)現(xiàn)自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位的功能。

（3）音頻輸入電路：FM模塊采用的芯片是TEA5767，用一個(gè)HVQFN40的小方塊將FM功能都集成到一起。大多數(shù)的芯片電壓是3.3V，波動(dòng)范圍為2.5V至5.0V，;76～108MHz為調(diào)頻接收頻率。

（3） 音頻輸出電路：LM386芯片為本次設(shè)計(jì)的功放模塊。LM386芯片為的功率放大器集成電路，并且主要為低損耗電源所設(shè)計(jì)的芯片。音頻信號(hào)輸入后經(jīng)內(nèi)部放大電路放大后，揚(yáng)聲器發(fā)送接收的信號(hào)。隨身聽、便攜式的DVD等音頻放音設(shè)備常用LM386集成功放電路;功率較小，基本達(dá)到用戶聽覺需求，電路極為簡(jiǎn)單、音質(zhì)效果好、電壓浮動(dòng)范圍寬。

4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的軟件部分主要是對(duì)收音與控制進(jìn)行編程，主程序主要由幾大模塊組成的，它們分別是收音模塊、液晶顯示器模塊、按鍵控制模塊。主要流程是：初始化芯片TEA5767與液晶顯示器，打開定時(shí)器，掃描按鍵。根據(jù)不同的按鍵可以進(jìn)行積極響應(yīng)的處理。系統(tǒng)完成初始化環(huán)節(jié)，收音模塊會(huì)自動(dòng)讀取信息，同時(shí)收音模塊將會(huì)通過數(shù)據(jù)技術(shù)，研究分析方法處理以上數(shù)據(jù)，其后將最終能夠得到的數(shù)據(jù)上傳至單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)學(xué)生得到的數(shù)據(jù)作為驅(qū)動(dòng)液晶顯示器進(jìn)行選擇相應(yīng)的顯示，單片機(jī)掃描管理系統(tǒng)鍵盤端口，獲取鍵值，然后進(jìn)行與之相對(duì)應(yīng)的處理。

結(jié)論

FM無線電部分主要分別由輸入，高放，混頻，中放，鑒別器，本地振蕩器電路和功放電路組成。LC振蕩回路是由高頻信號(hào)輸入到回路經(jīng)電容C、L組成的，頻帶為88MHz到108MHz的濾波器。調(diào)頻控制信號(hào)經(jīng)過集成高放與諧振進(jìn)行放大，由FM混頻輸出之后擴(kuò)增。本文概括講述了調(diào)頻收音機(jī)的設(shè)計(jì)過程，通過硬件與軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻收音機(jī)搜臺(tái)與放音等控制。

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通訊作者：邸國(guó)輝（1979-）男，黑龍江大慶人，副教授，研究方向：農(nóng)業(yè)信息處理