基于单片机控制的FM收音机Word格式文档下载.docx
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单片机;
FM收音机
0前言:
本设计研究FM收音机分为硬件电路和程序设计两个方面。
从硬件电路来说,主要是实现所需电压值、稳压、搜台、控制和频率显示等方面;
从系统程序来说,主要是如何将电台频率换算出PLL控制字写入TEA5767HN,以及PLL控制字转换成频率送显示。
意义:
随着单片机技术的不断发展,单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛,TEA5767HN芯片可通过IIC系统总线进行各种功能控制,并通过IIC总线输出7位IF计数值;
立体声解调器完全免调,可用软件控制SNC、HCC、暂停和静音功能;
具有两个可编程I/O口,可用于系统的其他相关功能,又由于其小尺寸的封装,使得它非常适合用于电路板空间相当有限的设计上。
1课题分析
1.1总体分析
课题研究分为两部分:
硬件电路和程序。
硬件电路包括主控制器、调频模块、喇叭(耳机)接收和频率显示四部分。
主控制器采用的是单片机AT89S51,调频模块采用的是TEA5767HN芯片,显示电路采用四个74LS164芯片和4位共阳极LED数码管直读显示。
程序部分用C语言编写包括设定89.6MHZ电台、TEA5767HN写入和读出、PLL控制字转换为频率送显示和IIC总线操作子程序包。
通过设计电路图和电路焊接,编写程序并调试,使系统达到设计要求。
1.2主要技术分析:
1.2.1调频广播收音机的原理:
一个典型的调频广播收音机的电路原理图如下:
1.2.2本设计用到的TEA5767HN的功能介绍:
//具有集成的高灵敏度低噪声射频输入放大器;
//具有射频自动增益控制电路RFAGC;
//LC调谐振荡器采用廉价的固定片式电感;
//具有内部实现的FM中频选择性;
//具有完全集成的FM鉴频器,无需外部解调;
//可选择32.768kHZ或13MHZ的晶体参考频率振荡器,也可使用外部6.5MHZ的参考频率;
//采用PLL合成器调谐系统;
//引脚BUSMODE可选择IIC和3-wire总线;
//总线可输出7位中频计数器;
//总线可输出4位信号电平信息;
//具有软件静音功能;
//具有免调整立体声解调功能;
//具有电台自动搜索功能;
1.2.3TEA5767HN的IIC总线说明:
TEA5767HN的IIC总线地址是C0H,是可收发的从器件结构,无内部地址。
最大低电平是0.2VCCD,最大高电平是0.45VCCD。
当使用IIC总线时,引脚BUSMODE必须接地。
因总线的最高时钟频率是400kHZ,故芯片的时钟频率不能高于该值。
当向TEA5767HN写入数据时,地址的最低位是0,即写地址是C0H。
当从TEA5767HN读出数据时,地址的最低位是1,即读地址是C1H。
TEA5767HN遵守通用的IIC总线通信协议,IIC总线的写模式和读模式格式分别为:
IIC写模式
开始位
写地址
应答位
数据字节
停止位
IIC读模式
读地址
数据字节1
1.2.4写数据:
TEA5767HN内部有一个5字节的控制寄存器,在IIC上电复位后,必须先通过总线接口向其写入适当控制字,TEA5767HN才能正常工作。
写入控制字应按照以下顺序:
地址,字节1,字节2,字节3,字节4,字节5
首先发送每个字节的最高位。
在时钟下降沿后写入的数据才有效。
写模式字节1格式
位7(MSB)
位6
位5
位4
位3
位2
位1
位0(LSB)
MUTE
SM
PLL13
PLL12
PLL11
PLL10
PLL9
PLL8
写模式字节1各位说明
位
符号
说明
7
左右声道静音设置。
1:
左右声道静音;
0:
左右声道非静音
6
搜索模式设置。
搜索模式;
非搜索模式
5~0
PLL13~8
预置或搜索电台的频率数据高6位
写模式字节2格式
PLL7
PLL6
PLL5
PLL4
PLL3
PLL2
PLL1
PLL0
写模式字节2各位说明
说明
7~0
PLL7~0
预置或搜索电台的频率数据低8位
写模式字节3格式
SUD
SSL1
SSL0
HLSI
MS
ML
MR
SWP1
写模式字节3各位说明
上下搜索设置。
向上搜索;
向下搜索
6,5
SSL1~0
设定搜索停止电平,见下表
4
设定高低本振。
高端本振注入;
低端本振注入
3
单声道或立体声设置。
强制单声道;
开立体声
2
左静音设置。
左声道静音强制单声道;
左声道非静音
1
右静音设置。
右声道静音强制单声道;
右声道非静音
软件可编程输出口1设置。
SWPOR1为高;
SWPOR1为低
搜索停止电平设置
搜索停止电平
不搜索
低电平,ADC输出值为5
中电平,ADC输出值为7
高电平,ADC输出值为10
(本设计用的是第三种)
1.2.5读数据
读地址为C1H。
读模式字节1格式
RF
BLF
读模式字节1各位说明
Ready标志。
发现了一个电台或搜索到头;
未搜索到头
波段到头标志。
搜索到头;
搜索或预置的电台频率值的高6位(需换算)
读模式字节2格式
读模式字节2各位说明
搜索或预置的电台频率值的低8位(需换算)
读模式字节3格式
STEREO
IF6
IF5
IF4
IF3
IF2
IF1
IF0
读模式字节3各位说明
立体声标志。
立体声;
单声道
6~0
IF6~0
中频计数结果
1.2.6根据电台频率换算出PLL控制字写入以及根据PLL控制字换算出电台频率读出。
TEA5767HN的中频f固定为225khz,参考频率与所使用的晶振有关,具体数值如下:
XTAL是写模式控制字第4字节的位4,PLLREF是写模式控制字第5字节的7位。
FM收音机参考频率
XTAL
PLLREF
参考频率
振荡频率
3000HZ
13MHZ
6.5MHZ
32768HZ
32.768KHZ
fRF=(NDEC*fREFS)/4-(+)fIF式中,fRF为收到的电台频率,NDEC为控制字的十进制值,fIF为中频频率,fREFS为参考频率。
当采用高本振时,公式用减号,当采用低本振时,公式用加号。
本设计用的参考频率是32768HZ,低本振,计算公式为:
fRF=NDEC*8192+225000(HZ)
2FM收音机流程图:
3FM收音机电路图:
4FM收音机实物图:
如图,工作在105.1MHz
5.FM收音机核心程序:
#pragmaSMALL
#include<
reg51.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitSDA=P1^1;
sbitSCL=P1^0;
sbitLEDG=P3^5;
sbitLEDR=P3^7;
sbitS1=P1^4;
unsignedlongPLL;
uintFG[5];
bitRF=0X08;
bitBLF=0X09;
bitSTERE0=0X0A;
ucharMRD[5],MTD[5];
uchardisplay[10]={0x03,0x9f,0x25,0x0d,0x99,0x49,0x41,0x1f,0x01,0x09};
/*IIC总线程序*/
voidclr()
{
MRD[0]=0X00;
MRD[1]=0X00;
MRD[2]=0X00;
MRD[3]=0X00;
MRD[4]=0X00;
PLL=0;
}
voiddel240()
inti,j;
for(i=240;
i>
0;
i--)
for(j=110;
j>
j--);
voidFM_WT()
{inti;
L2:
do
sta();
wrbyt(0xc0);
cack();
}while(F0==1);
for(i=0;
i<
5;
i++)
{wrbyt(MTD[i]);
while(F0==1)
gotoL2;
stop();
voidFM_RD()
inti;
uchardata0;
do{
wrbyt(0xc1);
for(i=0;
i++)
data0=rdbyt();
MRD[i]=data0;
if(i<
4)mack();
mnack();
RF=MRD[0]/2/2/2/2/2/2;
BLF=MRD[0]/2/2/2/2/2%2;
PLL=(MRD[0]&
0X3F)*16*16+MRD[1];
STERE0=MRD[2]/2/2/2/2/2/2;
voidPLLDIS()
{
unsignedlongF;
inti;
F=(PLL*8192+225000)/10000;
FG[0]=F/10000;
FG[1]=(F%10000)/1000;
FG[2]=(F%1000)/100;
FG[3]=(F%100)/10;
FG[4]=F%10;
if(FG[4]>
5)FG[3]=FG[3]+1;
if(FG[3]>
9)
FG[2]=FG[2]+1;
FG[3]=0;
if(FG[2]>
FG[1]=FG[1]+1;
FG[2]=0;
}
if(FG[1]>
FG[0]=1;
FG[1]=0;
for(i=3;
=0;
{if(i!
=2)
SBUF=display[FG[i]];
elseSBUF=display[FG[i]]&
0xfe;
while(TI==0);
TI=0;
voidmain()
uinti=1;
SCON=0x00;
BLF=0;
RF=0;
STERE0=0;
LEDG=1;
LEDR=1;
MTD[0]=0X2A;
MTD[1]=0X9E;
MTD[2]=0XC0;
MTD[3]=0X17;
MTD[4]=0X00;
FM_WT();
del240();
clr();
FM_RD();
PLLDIS();
//if(STERE0==1)LEDG=0;
L1:
if(i==1)
MTD[0]=0XE9;
MTD[1]=0XDA;
MTD[2]=0Xc8;
else
MTD[0]=0XF3;
MTD[1]=0X64;
MTD[2]=0X48;
while
(1)
while(S1==1)NOP();
do
FM_RD();
while(RF==0);
if(STERE0==0)
MTD[2]=0X08;
MTD[2]=0X00;
LEDG=0;
MTD[0]=MRD[0]&
0x7f;
MTD[1]=MRD[1];
if(BLF==1)
i=!
i;
LEDR=0;
gotoL1;
if(i==1)
MTD[2]=0XC8;
MTD[1]=0X0C+MRD[1];
if(MTD[1]>
0XFF)
MTD[1]=MTD[1]-0XFF;
MRD[0]=MRD[0]+1;
MTD[0]=0XC0|MRD[0];
else
MTD[1]=MRD[1]-0X0C;
if(MTD[1]<
0)
MTD[1]=MTD[1]+0XFF;
MRD[0]=MRD[0]-1;
MTD[0]=MRD[0]|0XC0;
}
参考文献
[1]张俊谟.单片机中级教程——原理与应用.北京:
北京航空航天大学出版社,2006年10月.
[2]唐工.51单片机工程应用实例.北京:
北京航空航天大学出版社,2006年3月.
-----开放实验室又一位师兄学PCB电路板设计时,他自己设计制作的收音机,请观赏-----
河南大学物理与电子学院开放实验室,有基本电学仪器,有时达有几十人在此学习和制作,从大二到大四的都有,从电子制作入门到搞毕业设计或电子竞赛的都有。
有的活泼,有的安静,各有各的脾气,但共有爱好是电子技术与程序设计。
欢迎电子爱好者交流。
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