1、摘要现在人们常使用的收音机为手动调频收台，使用较为麻烦，而且由于接收灵敏度不高，所接收的频段较窄。为了解决这些问题，本次采用 RDA5807 收音模块与单片机相结合，实现 FM 收音并显示频率。单片机自 20 世纪 70 年代问世以来，以极其高的性能价格比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。单片机的特点是体积小、集成度高、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易，所以本次采用stc89c52 单片机。此外，RDA5807 模块具有 65-108MHz 全球 FM 接收频段相容的效果，具备噪声消除、软静音、低音增强，灵敏度高、噪声小、抗干扰能力强
2、等功能，还可以具备频率显示功能，所以使用本模块很容易实现。目 录引言 11. 方案选择.21.1 方案一1.2 方案二.1.3 方案确定2. 系统方案设计及各模块原理2.1 STC89C52核心模块2.1.1 STC89C52单片机简介2.1.2 STC89C52主要性能.2.2 RDA5807模块.2.2.1 RDA5807模块特点2.2.2 RDA5807模块使用2.3 显示模块2.3.1 1602液晶简介2.3.2 1602引脚说明2.4 IIC通信2.4.1 IIC简介.2.4.2 IIC时序3 系统程序设计4 印刷电路板的设计与制作4.1印刷电路板的布线设计4.2印刷电路板的制作5
3、电路板的调试6 结论谢 辞.参考文献附 录引言本设计研究 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，主要是通过软件来实现 RDA5807 模块的功能，使用 IIC 总线方式调台，并且得到当前的频率，处理并实现频率转换、显示。1. 方案选择1.1方案一使用分立元件来搭接电路，实现模块的功能，收发信号，对信号调频或者调幅，从而得到可以处理的信号，实现收听功能。由于本方案，调试极为复杂，很难成功，而且接收频率范围小，工作也很不稳定，很容易受外界影响。方案二采用 RDA5807 模块，实现接收信号，并处理功能，并
4、于单片机相结合，实现数控，操作简单。由于 RDA5807 模块高度的集成，很多功能都集成在内部，所以工作稳定，不容易受外界影响，而且需要的外部东西少，使用总线与单片机相连接，使用的线少，模块简单，操作方便，并且接收频率范围很广。 系统方案设计及各模块原理本方案采用 STC89C52 单片机与 RDA 模块连接，从而实现数控收音机，STC89C52 单片机在这方面的设计为我们提供了极大的方便，用它实现的好处在于，外围电路极其简单，另外在 STC89C52 单片机的编程方面又提供及其便利的编程环境。外围电路的设计包括两大部分，分别是液晶的显示和键盘控制电路的设计。这里采用一个复位按键，来实现对 R
5、DA5807 模块的初始化。设计的特点是全面采用数字电路方案，因而工作稳定可靠。利用单片机控制管理，使设置及调整操作准确。STC89C52 单片机控制系统液晶显示按键控制收音模块及存储芯片STC89C52 最小系统原理图RDA5807 收音模块2.1 STC89C52核心模块STC89C52 是 STC 公司生产的一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。STC89C52 使用经典的 MCS-51 内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统 51 单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 STC89
6、C52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k 字节Flash，512 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器，内置 4KB EEPROM，MAX810 复位电路，3 个 16 位定时器/计数器，4 个外部中断，一个 7向量 4 级中断结构（兼容传统 51 的 5 向量 2 级中断结构） ，全双工串行口。另外 STC89C52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。2.1.1 STC89C52单片机简介其引脚结构及说明如下：VCC : 电源GND: 地P0 口：P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。作为
7、输出口，每位能驱动 8 个 TTL 逻辑电平。对 P0 端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0 口也被作为低 8 位地址/数据复用。在这种模式下，P0 具有内部上拉电阻。在 flash 编程时，P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P1 端口写“1” 时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL） 。此外，P1.0 和
8、 P1.2 分别作定时器/计数器 2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器 2 的触发输入 P1.1/T2EX） 。在flash 编程和校验时，P1 口接收低 8 位地址字节。P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P2 端口写“1” 时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL） 。在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器（例如执行 MOVX DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强
9、的内部上拉发送 1。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）访问外部数据存储器时，P2 口输出 P2 锁存器的内容。在 flash 编程和校验时，P2口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P3 端口写“1” 时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL） 。P3 口亦作为 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下所示。P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2
10、(外部中断 0)0INTP3.3 (外部中断 1)1P3.4 T0(记时器 0 外部输入)P3.5 T1(记时器 1 外部输入)P3.6 (外部数据存储器写选通)WRP3.7 (外部数据存储器读选通)D在 flash 编程和校验时，P3 口也接收一些控制信号。RST: 复位输入。晶振工作时，RST 脚持续 2 个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST 脚输出 96 个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能无效。DISRTO 默认状态下，复位高电平有效。ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低 8
11、位地址的输出脉冲。在 flash 编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE 脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为 8EH 的 SFR 的第 0 位置“1” ，ALE 操作将无效。这一位置“1” ，ALE 仅在执行 MOVX 或 MOVC 指令时有效。否则，ALE 将被微弱拉高。这个 ALE 使能标志位（地址为 8EH 的 SFR 的第 0 位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。
12、当 AT89S52 从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN 在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN 将不被激活。EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从 0000H 到 FFFFH 的外部程序存储器读取指令，EA 必须接 GND。为了执行内部程序指令，EA 应该接VCC。在 flash 编程期间，EA 也接收 12 伏 VPP 电压。XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。2.1.2 STC89C52主要性能-与 MCS-51 单片机产品兼容-8K 字节在系统可编程 Flash 存储器-1000 次擦写周期
13、-全静态操作：0Hz33Hz-三级加密程序存储器-32 个可编程 I/O 口线-三个 16 位定时器/计数器-八个中断源-全双工 UART 串行通道-低功耗空闲和掉电模式-掉电后中断可唤醒-看门狗定时器-双数据指针-掉电标志位-内带 2K 字节 EEPROM 存储空间-可直接使用串口下载-512 字节数据存储空间2.2 RDA5807模块“RRD-102V2.0”立体声收音模块（ FM Stereo radio Module） 高灵敏度、低功耗、超小体积的调频立体声收音模组。采用 RDA Microelectronics 的RDA5807M（或 RDA5802NM）,此电路外围元件少、噪声系数
14、极小。具有体积小、低功耗、低成本、应用简单、使用范围广等优点。是一款简单易用且具极高性价比的单芯片 FM 立体声收音模组。模块的引脚及外围电路图2.2.1 RDA5807模块特点A、 采用通用的 102BC 模块的封装，用户可直接替换使用，无需更改电路设计。B、 灵敏度高、噪声小、抗干扰能力强、外接元件极少、体积小（11*11.2MM Max） 、使用极其简单。 C、 76-108MHz 全球 FM 频段兼容（包括日本 76-91MHz 和欧美 87.5-108.5MHz） 。D、 I2C 串行数据总线接口通讯,支持外部基准时钟输入方式。 E、 完全整合的 COMS 工艺单晶片集成电路，功耗极
15、小。 F、 内置高精度 A/D（模数转换器）及数字频率合成器。 G、 内置 LDO 调整、低功耗、超宽电压使用范围（2.7-3.6VDC） 。 H、 内置噪声消除、软静音、低音增强电路设计。 I、 高功率 32 负载音频输出，直接耳机驳接，无需外接音频驱动放大。 J、 应用简便、成本低，性价比高。 2.2.2 RDA5807模块使用说明A、模块供电滤波电容设计是应尽量靠近模块电源输入脚。B、I2C DAT, CLK芯片内部已经包含47k的上拉电阻；C、如用耳机的地线做天线,则参照上图应用大原理图D、为了模块能良好的可靠的工作，FM模块供电电压一般应大于2.7V以上。E、此模块内部已集成LDO，
16、电源输入端可使用简单的LC电源滤波网络即可。F、使用时应做好ESD静电防护工作。G、模块可串电容后直接驱动 32ohm 耳机,如需推动更大功率喇叭请外加功放；2.3显示模块显示模块由 1602 液晶电路构成。2.3.1 1602液晶简介1602 液晶是工业字符型液晶，能够同时显示 16x02 即 32 个字符。 （16 列 2行） 。2.3.2 1602引脚说明1602 字符型 LCD 通常有 14 条引脚线或 16 条引脚线的 LCD，多出来的 2 条线是背光电源线。VCC(15 脚)和地线 GND(16 脚)，其控制原理与 14 脚的 LCD 完全一样，其中：1602 液晶引脚说明2.4
17、IIC通信根据 RDA5807 模块的要求，使用 IIC 通信，与单片机相连接，实现数控。2.4.1 IIC简介IIC 是由菲利浦半导体公司在八十年代初设计出来的，主要是用来连接整体电路(ICS) ，IIC 是一种多向控制总线，也就是说多个芯片可以连接到同一总线结构下，同时每个芯片都可以作为实施数据传输的控制源。这种方式简化了信号输总线。IIC 串行总线一般有两根信号线，一根是双向的数据线 SDA，另一根是时钟线 SCL。所有接到 IIC 总线设备上的串行数据 SDA 都接到总线的 SDA 上，各设备的时钟线 SCL 接到总线的 SCL 上。2.4.3 IIC时序在 IIC 总线传输过程中，将
18、两种特定的情况定义为开始和停止条件：当SCL 保持“高”时，SDA 由“高”变为“低”为开始条件；当 SCL 保持“高”且 SDA 由“低”变为“高”时为停止条件。开始和停止条件均由主控制器产生。使用硬件接口可以很容易地检测到开始和停止条件，没有这种接口的微机必须以每时钟周期至少两次对 SDA 取样，以检测这种变化。 SDA 线上的数据在时钟“高”期间必须是稳定的，只有当 SCL 线上的时钟信号为低时，数据线上的“高”或“低”状态才可以改变。输出到 SDA 线上的每个字节必须是 8 位，每次传输的字节不受限制，但每个字节必须要有一个应答ACK。如果一接收器件在完成其他功能（如一内部中断）前不能
19、接收另一数据的完整字节时，它可以保持时钟线 SCL 为低，以促使发送器进入等待状态；当接收器准备好接受数据的其它字节并释放时钟 SCL 后，数据传输继续进行。I2C数据总线传送时序。 数据传送具有应答是必须的。与应答对应的时钟脉冲由主控制器产生，发送器在应答期间必须下拉 SDA 线。当寻址的被控器件不能应答时，数据保持为高并使主控器产生停止条件而终止传输。在传输的过程中，在用到主控接收器的情况下，主控接收器必须发出一数据结束信号给被控发送器，从而使被控发送器释放数据线，以允许主控器产生停止条件。3 系统程序设计程序框图初始化液晶显示初始值具体程序详见附录4.1 印刷电路板的布线设计此过程是用
20、Altium Designer 来完成。布线设计按以下流程实现。图 4.1 布线流程新建工程（.Prjpcb 文件）画原理图（.SchDoc 文件）生成网表（.Net 文件）画 PCB 图，即布线（.PcbDoc 文件）布线时的注意事项：(1) 在摆放元件时先按原理图摆放，再细调位置。(2) 所用的为单面板，故布线时应在底层 Button Layer 上。检测是否有按键按下模块进行搜索频道和音量的相关变化液晶显示当前频率和音量结束(3) 布线区域应在禁止布线层 Keep Out Layer 上圈定。(4) 两根线之间的距离不能太小，在线拐弯处不能用成直角，一般用 45 度角为宜。(5) 线宽设
21、置在 0.81.0 毫米，在一些拐角的地方还可以适当地补线，以防止腐蚀的时候将线腐蚀掉或是因为线太细而对电路造成不良的影响。4.2印刷电路板的制作首先，把 PCB 给打印出来，用砂纸把铜板除去外层的氧化铜，在预热熨斗后，把 PCB 放到板上，把线熨至铜板上。待铜板冷却后再将纸从铜板撕下，检查铜板上有没有断线的地方，若有少量，则用油性笔把线给补上！太多的话就用砂纸把线去除之后再重新烫过。然后，尽快把熨好的铜板放到氯化铁溶液中。第三，腐蚀完后先进行打孔，再把铜线上的墨去掉。这样打孔比较方便。第四，就是装元件，在此过程中一定要注意有正负极性的元件，比如 LED灯、电解电容等。最后进行焊接。5 电路板
22、的调试调试过程是一个非常重要的环节，这是整个电路板成功与否的关键。首先应断开电源，用数字万用表认真检查电路连线是否有误，是否有短路或者断路和虚焊等的现象。经过初步检查以后，方可接通电源。此时还不应该把芯片装上。接上电源时应该明确电源的正负极性，切不可接反，一接反则马上可能会出现烧毁重要元件的情况！时刻用手触摸各元件有没有发热现象，并注意其是否冒烟等。待过一段时间稳定后，如没有出现不良的现象，则电路基本上正常，可依次用数字万用表检查各点的工作电压情况，各点工作稳定，并且确认芯片插座两端的电压符合芯片的工作电压时，则可以关闭电源，把芯片装上。 附录主程序#include “reg52.h“#inc
23、lude “intrins.h“#include “lcd.h“#include “IIC.h“#include “delay.h“sbit K1 = P20;sbit K2 = P21;sbit K3 = P22;sbit K4 = P23;unsigned long frequency;/ RDA5807 寄存器unsigned char RDA_reg_data8 =0xd0,0x00, / 02H0x00,0x00, / 03H0x00,0x40, / 04H0x90,0x88, / 05H;unsigned char code cdis1 = “FM cuis RADIO “;uns
24、igned char code cdis2 = “FM VOL “;char code reserve3_at_ 0x3b; /保留 0x3b 开始的 3 个字节连续写寄存器子函数void RDA5807_write_reg(void)uchar i;I2C_start();/ 收音模块写入操作I2C_write_byte(0x20);/ 寄存器连续写操作for(i=0; i 8) RDA_reg_data3 = (chan 频率显示子函数void show_frequency(void) unsigned char i,display5;unsigned int temp;temp = (R
25、DA_reg_data2*256)+(RDA_reg_data3 /计算temp = temp6;frequency = (unsigned long)(100*temp+87000)/100;for(i=0; i 0x00)RDA_reg_data0 = 0xd0;RDA_reg_data1 = 0x01;RDA_reg_data3 i-)data1 = 1;SCL = 1;delayNOP();/ 高在前低在后if (SDA)data1+;SCL = 0;delayNOP();/ 主机发送应答状态if(ack = I2C_ACK)SDA = 0;elseSDA = 1;delayNOP();SCL = 1;delayNOP();SCL = 0;return data1;Delay 延迟程序#include “delay.h“us 延时子程序void delayNOP()_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ms 延时子程序void delayms( unsigned int ms) unsigned char k;while(ms-)for(k = 0; k 120; k+);
