数字收音机的设计与实现
数字收音机的设计与实现[20200131184648]
摘 要
收音机的发展一般经过电子管、晶体管再到集成电路。本文完成了数字调频立体声收音机的设计与实现。从接收信号到处理信号等一系列过程，最终通过扬声器放出声音来。整个系统中有许多分支。数字调频立体声收音机的组成由：天线、收音电路、单片机控制电路、功率放大电路、显示电路、按键电路、电源电路及扬声器构成。其中各个部分电路的作用、性能指标和工作原理，尤其使用了两块集成电路。数字调频立体声收音机的MCU采用STC89C52单片机，单片机是本系统的核心器件，由收音机模块TEA5767实现频率的接收，数码管实时显示频率，通过按键调节频率，以TDA2822作为音频功率放大器。电路组装后期，就是电路调试，使收音机正常工作。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:收音机,STC89C52,TEA5767,数码管,TDA2822
一、引言 2
二、设计方案与硬件介绍 2
（一）STC89C52RC 2
（二）TEA5767 3
（三）TDA2822 4
三、硬件部分 5
（一）单片机控制电路 5
（二）数码显示电路 5
（三）按键电路 6
（四）收音电路 7
（五）功率放大电路 8
（六）电源电路 9
（七）总电路 10
四、软件部分 12
（一）主流程 12
（二）收音子程序 13
五、调试及实物 13
（一）端口及按键说明 13
（二）调试 14
（三）元件清单 15
（四）实物 16
六、总结 17
参考文献 19
致 谢 20
附录 21
（一）主程序 21
（二）初始化程序 28
（三）按键程序 30
一、引言
现在越来越丰富的娱乐设备普及到普通家庭，比如各种功能强大的手机、电视，互联网也处在飞速发展中，但是收音机依然在日常生活中占有重要地位。收音机也一直处于不断发展中，现在的收音机有着构造简单、收音质量高、稳定性好、使用简单等特点。本文提出了一种基于单片机的数字FM收音机设计方案。与普通收音机相比有体积更小收音更清晰等优点。
本篇论文中采用独特的收音电路，保证收音效果；用4位的LED数码显示管显示收音频率；整个电路的控制枢纽就是单片机。通过对单片机烧入的程序来控制频率增减，每次增减0.1MHz。在整个电路中增加了噪声消除电路，降低整个电路的噪声；利用DSP处理器处理立体声更加的逼真抗干扰能力也得到了提高。
二、设计方案与硬件介绍
本系统主要由单片机控制电路、收音电路、数码显示电路、功率放大电路、电源电路和按键电路六部分组成。收音机通电后，初始化单片机后收音机开始工作。无线信号会通过天线输送到收音电路，在单片机不在发送频率改变的情况下，信号再次送到功率放大电路，由功放电路带动扬声器。电源电路为整个系统提供电源。单片机STC89C52接收按键的控制信息并通过I2C总线对收音电路实现控制，完成选台的功能，然后将频率实时显示在数码管上。系统设计方案如图1所示。
图1 系统设计方案
（一）STC89C52RC
本文设计方案中主芯片是STC89C52RC单片机，该单片机具有以下特点：8位、电压低、89C2051静态设计和高性能的CHMOS。单片机内含有4kbytes可重复擦写只读的Flash存储器和128bytes的RAM.。而且具有非易失性存储技术优点。
STC89C52RC单片机，在它40个引脚中，有32个双向输入或输出（I/O）端口、P1、2个外中断口、2个16位可编程定时计数器、2个全双向串行通信口、1个模拟比较放大器。其中P1是一个完整的8位双向I/O口。
在单片机中还是用了动态设计技术，因此可以达到较宽的操作频率范围，最低可以到0MHZ，最高到24MHZ。
操作频率能够达到0MHZ也就意味着它具有睡眠省电功能。在此模式中，片内的RAM会被封闭停止工作，也就是没有时钟振荡，只有被唤醒才可以继续工作。唤醒方式有多种，比如定时/计数器串行口等等方式。
（二）TEA5767
收音电路实现的核心是TEA5767芯片，TEA5767内置了主频高达75MHZ的数字信号处理器 ，实现384KBPS/48KHZ的MD级高品质MP3音乐文件回放，加上拥有一般MP3播放器难以企及的高保真回放线路（信噪比高达95DB，总谐波失真率〈0.05%〉，同时非常省电）。TEA5767主要具有以下特点：
（1）高灵敏、低噪声高频放大器；
（2）收音频率：87.6MHz~108MHz，LC调谐振荡器使成本更低，RF AGC 电路；
（3）内置调频中频选择，I2C总线控制；
（4）内置FM立体声解调器，PLL合成调谐解码器；
（5）可编程端口两个，分别为软静音和立体声噪声消除；
（6）自适应立体声解码，自动搜索功能；
（7）等待模式，需要一个7.6MHz晶体；
TEA5767芯片引脚分布如图2所示，引脚功能如表1所示。
图2 TEA5767引脚分布
表1 TEA5767收音模块引脚功能
引脚 符号 功能 引脚 符号 功能
1 FM_ANT RF信号输入 6 VCC 电源输入
2 FM_MPX 解调信号输出 7 W/R_SLE 3线总线时读、写控制
3 R_OUT 右声道输出 8 BUSMOD 总线模式选择
4 L_OUT 左声道输出 9 CLOCK 总线时钟输入
5 GND 电源地 10 DATA 总线数据输入/输出
（三）TDA2822
功率放大电路的核心是TDA2822芯片。TDA2822是双通道单片功率放大集成电路，通常在袖珍式盒式放音机（WALKMAN）、收录机和多媒体有源音箱中作音频放大器。它的特点就是电源电压范围宽（1.8～15V），电源电压可低至1.8V 仍能工作，因此，该电路适合在低电源电压下工作。静态电流小,交越失真也小。适用于单声道桥式（BTL）或立体声线路两种工作状态。图3为TDA2822内部引脚图，表2为引脚功能配置。
图3 TDA2822引脚分布
表2 引脚功能配置
引出端序号 符号 功能 引出端序号 符号 功能
1 OUT1 输出端1 5 IN2（-） 反向输入端2
2 VCC 电源 6 IN2（+） 正向输入端2
3 OUT2 输出端2 7 IN1（+） 正向输入端1
4 GND 接地 8 IN2（-） 反向输入端1
三、硬件部分
（一）单片机控制电路
本设计的控制器以STC89C52为核心，包括复位电路，晶振电路。整个控制系统中采用了无源晶振的形式发生MCU所需要的时钟信号。时钟电路中的两个电容用作补偿，使得晶振更容易起振，频率更加稳定。系统的复位采用了上电复的形式，上电过程中微控制器复位引脚保证10ms以上的高电平就能可靠的将微控制器复位。电路如图4所示。
图4 单片机控制电路
（二）数码显示电路
LED数码显示管在日常生活中很常见。一般数码管都是7段加一个小数点，与单片机结合在一起应用是最广泛简洁的方式之一。在动态驱动电路中，数码管的各个同名端连接在一起，然后数码管的公共极连接电位控制电路。数码管并不是始终处于亮的状态而是单片机一直通过分时轮流控制发出指令轮流受控显示。每个数码管的工作时间为1～2ms，因人的视觉有暂留现象和发光二极管的余辉效果就会显示出一组稳定的数字即收音机工作的频率。
本设计使用四位数码管显示电台频率，收音电路收到信号后，然后由单片机控制电路对信号进行读取和处理，并由单片机控制电路将接收到的信号频率显示在数码管上。显示电路如图5所示。
摘 要
收音机的发展一般经过电子管、晶体管再到集成电路。本文完成了数字调频立体声收音机的设计与实现。从接收信号到处理信号等一系列过程，最终通过扬声器放出声音来。整个系统中有许多分支。数字调频立体声收音机的组成由：天线、收音电路、单片机控制电路、功率放大电路、显示电路、按键电路、电源电路及扬声器构成。其中各个部分电路的作用、性能指标和工作原理，尤其使用了两块集成电路。数字调频立体声收音机的MCU采用STC89C52单片机，单片机是本系统的核心器件，由收音机模块TEA5767实现频率的接收，数码管实时显示频率，通过按键调节频率，以TDA2822作为音频功率放大器。电路组装后期，就是电路调试，使收音机正常工作。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:收音机,STC89C52,TEA5767,数码管,TDA2822
一、引言 2
二、设计方案与硬件介绍 2
（一）STC89C52RC 2
（二）TEA5767 3
（三）TDA2822 4
三、硬件部分 5
（一）单片机控制电路 5
（二）数码显示电路 5
（三）按键电路 6
（四）收音电路 7
（五）功率放大电路 8
（六）电源电路 9
（七）总电路 10
四、软件部分 12
（一）主流程 12
（二）收音子程序 13
五、调试及实物 13
（一）端口及按键说明 13
（二）调试 14
（三）元件清单 15
（四）实物 16
六、总结 17
参考文献 19
致 谢 20
附录 21
（一）主程序 21
（二）初始化程序 28
（三）按键程序 30
一、引言
现在越来越丰富的娱乐设备普及到普通家庭，比如各种功能强大的手机、电视，互联网也处在飞速发展中，但是收音机依然在日常生活中占有重要地位。收音机也一直处于不断发展中，现在的收音机有着构造简单、收音质量高、稳定性好、使用简单等特点。本文提出了一种基于单片机的数字FM收音机设计方案。与普通收音机相比有体积更小收音更清晰等优点。
本篇论文中采用独特的收音电路，保证收音效果；用4位的LED数码显示管显示收音频率；整个电路的控制枢纽就是单片机。通过对单片机烧入的程序来控制频率增减，每次增减0.1MHz。在整个电路中增加了噪声消除电路，降低整个电路的噪声；利用DSP处理器处理立体声更加的逼真抗干扰能力也得到了提高。
二、设计方案与硬件介绍
本系统主要由单片机控制电路、收音电路、数码显示电路、功率放大电路、电源电路和按键电路六部分组成。收音机通电后，初始化单片机后收音机开始工作。无线信号会通过天线输送到收音电路，在单片机不在发送频率改变的情况下，信号再次送到功率放大电路，由功放电路带动扬声器。电源电路为整个系统提供电源。单片机STC89C52接收按键的控制信息并通过I2C总线对收音电路实现控制，完成选台的功能，然后将频率实时显示在数码管上。系统设计方案如图1所示。
图1 系统设计方案
（一）STC89C52RC
本文设计方案中主芯片是STC89C52RC单片机，该单片机具有以下特点：8位、电压低、89C2051静态设计和高性能的CHMOS。单片机内含有4kbytes可重复擦写只读的Flash存储器和128bytes的RAM.。而且具有非易失性存储技术优点。
STC89C52RC单片机，在它40个引脚中，有32个双向输入或输出（I/O）端口、P1、2个外中断口、2个16位可编程定时计数器、2个全双向串行通信口、1个模拟比较放大器。其中P1是一个完整的8位双向I/O口。
在单片机中还是用了动态设计技术，因此可以达到较宽的操作频率范围，最低可以到0MHZ，最高到24MHZ。
操作频率能够达到0MHZ也就意味着它具有睡眠省电功能。在此模式中，片内的RAM会被封闭停止工作，也就是没有时钟振荡，只有被唤醒才可以继续工作。唤醒方式有多种，比如定时/计数器串行口等等方式。
（二）TEA5767
收音电路实现的核心是TEA5767芯片，TEA5767内置了主频
（1）高灵敏、低噪声高频放大器；
（2）收音频率：87.6MHz~108MHz，LC调谐振荡器使成本更低，RF AGC 电路；
（3）内置调频中频选择，I2C总线控制；
（4）内置FM立体声解调器，PLL合成调谐解码器；
（5）可编程端口两个，分别为软静音和立体声噪声消除；
（6）自适应立体声解码，自动搜索功能；
（7）等待模式，需要一个7.6MHz晶体；
TEA5767芯片引脚分布如图2所示，引脚功能如表1所示。
图2 TEA5767引脚分布
表1 TEA5767收音模块引脚功能
引脚 符号 功能 引脚 符号 功能
1 FM_ANT RF信号输入 6 VCC 电源输入
2 FM_MPX 解调信号输出 7 W/R_SLE 3线总线时读、写控制
3 R_OUT 右声道输出 8 BUSMOD 总线模式选择
4 L_OUT 左声道输出 9 CLOCK 总线时钟输入
5 GND 电源地 10 DATA 总线数据输入/输出
（三）TDA2822
功率放大电路的核心是TDA2822芯片。TDA2822是双通道单片功率放大集成电路，通常在袖珍式盒式放音机（WALKMAN）、收录机和多媒体有源音箱中作音频放大器。它的特点就是电源电压范围宽（1.8～15V），电源电压可低至1.8V 仍能工作，因此，该电路适合在低电源电压下工作。静态电流小,交越失真也小。适用于单声道桥式（BTL）或立体声线路两种工作状态。图3为TDA2822内部引脚图，表2为引脚功能配置。
图3 TDA2822引脚分布
表2 引脚功能配置
引出端序号 符号 功能 引出端序号 符号 功能
1 OUT1 输出端1 5 IN2（-） 反向输入端2
2 VCC 电源 6 IN2（+） 正向输入端2
3 OUT2 输出端2 7 IN1（+） 正向输入端1
4 GND 接地 8 IN2（-） 反向输入端1
三、硬件部分
（一）单片机控制电路
本设计的控制器以STC89C52为核心，包括复位电路，晶振电路。整个控制系统中采用了无源晶振的形式发生MCU所需要的时钟信号。时钟电路中的两个电容用作补偿，使得晶振更容易起振，频率更加稳定。系统的复位采用了上电复的形式，上电过程中微控制器复位引脚保证10ms以上的高电平就能可靠的将微控制器复位。电路如图4所示。
图4 单片机控制电路
（二）数码显示电路
LED数码显示管在日常生活中很常见。一般数码管都是7段加一个小数点，与单片机结合在一起应用是最广泛简洁的方式之一。在动态驱动电路中，数码管的各个同名端连接在一起，然后数码管的公共极连接电位控制电路。数码管并不是始终处于亮的状态而是单片机一直通过分时轮流控制发出指令轮流受控显示。每个数码管的工作时间为1～2ms，因人的视觉有暂留现象和发光二极管的余辉效果就会显示出一组稳定的数字即收音机工作的频率。
本设计使用四位数码管显示电台频率，收音电路收到信号后，然后由单片机控制电路对信号进行读取和处理，并由单片机控制电路将接收到的信号频率显示在数码管上。显示电路如图5所示。
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