1、河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告基于 TEA5767 的数字调频收音机设计人：开放实验室入室人员目录 0 前言 11 主要器材介绍 .21.1 STC89C52 单片机 21.2 TEA5767 收音模块儿 21.3 X9511 数字电位器 .31.4 四位共阴数码管 41.5 2822 集成功放.42 系统原理及功能介绍 .52.1 数字 FM 收音机基本原理 .52.2 基本原理仿真图 52.3 拓展仿真图 62.4 系统功能介绍 63 程序 .73.1 程序流程图 73.2 核心程序（部分） 74 制作过程 .104.1 前期准备 104.2 焊接过程（附图） 104.3
2、焊接过程中遇到的问题和注意事项 .125 器材清单 .136 其他实现方案的探讨 .136.1 可编程数字电位器介绍 136.2 方案讨论 147 结论 .14参考文献 15河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告1基于 TEA5767 的数字调频收音机开放实验室入室人员（河南大学物理与电子学院，河南 开封，475004）0 前言十九世 纪 无 线 电 通 讯 技 术 的 发 明 ， 使 通 信 摆 脱 了 依 赖 导 线 的 传 统 方 式 ，是 通 信 技 术 上 的 一 次 飞 跃 ， 也 是 人 类 科 技 史 上 的 一 个 重 要 成 就 。 作 为 无 线电 通 信 的 的
3、 杰 出 成 果 ， 收 音 机 的 发 明 极 大 地 改 变 了 人 们 的 生 活 方 式 ， 给 人 们的 生 活 带 来 了 无 穷 的 乐 趣 。 随 着 科 技 的 发 展 ， 技 术 不 断 地 更 新 换 代 ， 收 音 机也 沿 着 矿 石 收 音 机 、 电 子 管 收 音 机 、 晶 体 管 收 音 机 、 集 成 电 路 收 音 机 的 轨 道不 断 进 步 着 。 近 年 来 ， 随 着 DSP 技 术 的 发 展 ， 采 用 DSP 技 术 研 发 的 收 音 机芯 片 的 出 现 ， “硬 件 无 线 电 ”由 “软 件 无 线 电 ”代 替 ， 大 大 降 低
4、 了 收 音 机 制造 业 的 门 槛 。 2006 年 深 圳 凯 隆 电 子 有 限 公 司 与 美 国 芯 科 实 验 室 合 作 ， 开 发 出世 界 上 第 一 台 数 字 收 音 机 。 数 字 技 术 收 音 机 的 问 世 ， 标 志 着 传 统 模 拟 收 音 机将 逐 渐 退 出 历 史 舞 台 。 收 音 机 的 数 字 时 代 已 经 到 来 。 数 字 调 频 收 音 机 就 是 无线 电 模 拟 信 号 由 天 线 感 应 后 接 收 后 ， 在 同 一 块 儿 芯 片 里 放 大 ， 然 后 转 化 为 数字 信 号 ， 再 对 数 字 信 号 进 行 处 理 ，
5、 然 后 还 原 成 模 拟 音 频 信 号 输 出 。 数 字 调 频收 音 机 体 积 小 、 重 量 轻 、 寿 命 长 、 频 率 稳 定 、 操 作 简 便 等 优 点 ， 使 其 在 市 场上 越 来 越 受 欢 迎 。本 次 项 目 设 计 ， 我 们 对 数 字 调 频 收 音 机 的 原 理 在 理 论 上 进 行 了 充 分 的 了解 ， 基 于 其 基 本 理 论 ， 我 们 设 计 并 制 作 了 一 台 数 字 调 频 收 音 机 ， 可 实 现 手 动搜 台 、 自 动 搜 台 并 用 数 码 管 实 时 显 示 的 基 本 功 能 。 在 此 基 础 上 ， 我
6、们 利 用X9511 数 字 电 位 器 在 音 量 功 能 上 进 行 了 扩 展 ， 实 现 数 字 调 音 的 效 果 。 并 可 利用 数 字 电 位 器 的 存 储 功 能 来 存 储 音 量 值 。河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告21 主要器材介绍本系统主要由 STC89C52 单片机、四位共阴数码管、74LS138、2822 集成功放、X9511 数字电位器、TEA5767 收音模块儿按键等组成。1.1 STC89C52 单片机STC89C52 是 一 种 低 功 耗 、 高 性 能 CMOS8 位微 控 制 器 ， 具 有 8K 在 系 统 可 编 程 Flash
7、 存 储器 。 在 单 芯 片 上 ， 拥 有 灵 巧 的 8 位 CPU 和 在 系统 可 编 程 Flash， 使 得 STC89C52 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 ， 三 个 16 位 定时 器 /计 数 器 ， 一 个 6 向 量 2 级 中 断 结 构 ， 全 双工 串 行 口 。 另 外 STC89X5
8、2 可 降 至 0Hz 静 态 逻辑 操 作 ， 支 持 2 种 软 件 可 选 择 节 电 模 式 。 空 闲模 式 下 ， CPU 停 止 工 作 ， 允 许 RAM、 定 时 器 /计数 器 、 串 口 、 中 断 继 续 工 作 。 掉 电 保 护 方 式 下 ，RAM 内 容 被 保 存 ，振 荡 器 被 冻 结 ， 单 片 机 一 切 工 作 停 止 ， 直 到 下 一 个 中 断 或 硬 件 复 位 为 止 。 最高 运 作 频 率 35Mhz， 6T/12T 可 选 。 引 脚 如 右 图 所 示 。1.2 TEA5767 收音模块儿TEA5767 是 飞 利 浦 公 司 生
9、产 的 一 款 收 音 机 芯 片 ， 很 多 手 机 ， MP3、 MP4里 的 收 音 机 功 能 都 是 于 他 实 现 的 。 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， THD总 谐 波 失 真 率 0.05% 同 时 非 常 省 电 。 FM 收 音 功 能 ， 这 个 功 能 主 要 是 有FM 收 音 模 块 来
10、 完 成 。 其 中 FM 收 音 模 块 的 核 心 就 是 下 面 的 Philips（ 飞 利 浦 ）TEA5767。 这 是 一 块 性 能 比 较 良 好 的 FM 收 音 芯 片 ， 很 多 的 MP3 都 是 用 这 个河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告3型 号 来 实 现 FM 收 音 功 能 。 其 引 脚 如 下 图 所 示 。TEA5767 模块儿引脚图1.3 X9511 数字电位器X9511 系列包括 X9511Z（最大电阻为 1k ）和X9511W（最大电阻为 10k ）两种，其内部包含有控制电路、5 位二进制可逆计数器、32 选 1 译码器、5位 E2P
11、ROM 存贮器以及电阻阵列，功能方框图如图 1所示。电阻阵列包含 31 个电阻单元，在每个单元的两个端点都有可以被滑动单元访问的抽头点。对滑动单元抽头点位置的访问由 PU、 PD 两个输入端所输入的数据经 5 位加/减计数器计数、32 选 1 译码器译码后控制单接点的电子开关来实现。在滑动端改变抽头位置时工作在“先接通后断开“的方式。X9511 的分辨率等于最大的电阻值被 31 除。例如 X9511W 的每个抽头间的阻值为 10k /31=323。5 位二进制加/减计数器计数达到一个极端时，不会循环回复，即当加计数时，不会由 11111 跳到 00000；减计数时不会由 00000跳到 111
12、11。控制电路负责控制 5 位 E2PROM,在计数器所计数据（滑动端的位置）的贮存和掉电后再次上电时,对 E2PROM 存贮器所存数据操作调用。E2PROM 所存数据可保存 100 年。其引脚如右图所示。河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告41.4 四位共阴数码管数码管有共阴极和共阳极之分，区别他们的方法是若公共端接地，其他端接电源，若各段测试能亮，说明是共阴的，反之共阳的；若公共端接电源，其他端分别接的，测得各端亮，则说明是共阳的，反之为共阴的。四位共阴数码实物图和内部结构如下图所示。1.5 2822 集成功放一般的集成功放电路外围元件较多且需要较大的散热器。本文介绍的功放电路简
13、单，自制方便。TDA2822 集成功放电路常用在随身听、便携式的DVD 等音频放音用；功率不是很大但以可以满足您的听觉要求了，且有电路简单、音质好、电压范围宽等特点，是业余制作小功放的较佳选择。其引脚如下图所示。1 OUT1 5 IN1(-)2 VCC 6 IN1(+)3 OUT2 7 IN2(+)4 GND 8 IN2(-)河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告52 系统原理及功能介绍2.1 数字 FM 收音机基本原理FM 型的收音机电路可用如下图所示的方框图来表示。收音机通过调谐回路选出所需的电台，送到变频器与本振电路送出的本振信号进行混频，产生中频输出（我国规定的 FM 中频为
14、10.7MHZ），中频信号将检波器检波后输出调制信号，调制信号经低放、功放放大电压和功率，推动喇叭发出声音。2.2 基本原理仿真图河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告62.3 拓展仿真图（显示音量值）2.4 系统功能介绍本项目设计的目的，就是设计制作出一个数字调频收音机。所以，本系统所实现的主要功能就是收音功能。通过单片机外接四个按键，分别控制向上自动搜台、向下自动搜台，向上手动搜台，向下手动搜台。同时，所搜到的频道的频率由左边四位共阴数码管显示。经过数字电位器扩展以后，通过单片机外接两个按键，分别控制数字调音量的加和减，并且通过右边四位共阴数码管同步显示音量的大小。X9511 数字
15、电位器本身带有存储的功能，可选择自动与手动存储。本系统选择手动存储。通过数字电位器 ASE 端接的按键，在未按下时，数字电位器不执行存储功能，按键按一次，执行一次存储，并保存。下次上电时即为本次所存储的音量值。用户可根据自己的需求将音量调至最合适的大小，并执行存储。此外，程序设定开机时数码管显示 HELLO 字样，充分体现了人性化的特点。河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告73 程序3.1 程序流程图3.2 核心程序（部分）#include #include 河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告8#define delayNOP(); _nop_();_nop_();_no
16、p_();_nop_();_nop_();/系统晶振频率为 12MHz#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define max_freq 1080#define min_freq 875void delayms(uint ms); /函数声明void get_pll(void);void get_freq(void);void fm_xing();void search();void auto_search();void iic_start(void);void iic_stop(void);void slave_ACK(v
17、oid);void slave_NOACK(void);void check_ACK(void);void IICSendByte(uchar ch);uchar IICreceiveByte(void);void write_5byte();void read_5byte();void shengyin()/控制声音程序 if(mv)voice+=1;if(voicemax_vo)voice=max_vo;else voice-=1;if(voicemin_vo)voice=min_vo;void get_pll(void) /由频率计算 PLL unsigned long freq,y=f
18、requency; freq=y*100000; /如显示频率 y=980，实际频率为 y*100 000=98 000 000Hz 河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告9PLL=(freq+225000)*4)/32768;/频率单位:Hz/如 98MHz: (98000000+225000)*4)/32768=11990=0x2ed6main(void) if(!k5)delayms(15); /消抖 if(!k5)/ while(!k5); /等松手PU=0;delayms(50) ;PU=1;mv=1;shengyin();delayms(100);if(!k6) delay
19、ms(15);if(!k6)/while(!k6); /等松手，去掉此句就是一直减PD=0;delayms(50);PD=1;mv=0;shengyin();delayms(100); /程序太长不宜写在报告中，完整程序请 /联系 QQ154401855(或 154401856)下载河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告10 /while-end /main-end4 制作过程4.1 前期准备项目设计之初，我们通过查阅各种资料，对数字调频收音机的原理的进行了充分了解，以便有一个理论上的认识和把握。之后，通过对原理的了解和制作要求，进行了电烙铁、焊锡、导线、单片机、数码管、收音模块儿等器
20、材的选购，为硬件的制作奠定了基础。软件方面，通过 Keil 软件用 C 语言编程，利用 Proteus 软件对部分电路进行仿真。程序调试无误之后，用单片机开发板将程序烧进 STC89C52 单片机，控制本系统工作。4.2 焊接过程（附图）经过认真考虑，拟定本系统的焊接主要分为最小系统、数码管与译码器、TEA5767 收音模块儿及周围电路、功放与数字电位器及其周围电路、按键及RC 滤波器五个部分分步进行，既保证了焊接可以有条不紊的进行，又保证了焊接的准确性和完整性。由于是初次焊接电路，保险起见，首先用一闲置的板子进行了练习。由于本项目的器件较多，电路错综复杂，故焊接颇为费力。下附焊接过程中的几张
21、实物图，以供参考。河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告11焊接了部分元件背面河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告12基本焊完运行图4.3 制作过程中遇到的问题和注意事项在焊接的过程中，遇到了一些问题，给顺利焊接造成了一定的困难。主要问题有以下几个方面。一是元件布局和布线的问题。由于电子元件比较多，如何布局直接影响到电路的焊接。刚开始我们只是按照原理图上画的进行布局，结果在背面进行焊接的时候给布线造成了很大的困难，不得不采用大量的飞线。所以汲取这个教训，在以后的焊接中，之前都要进行认真地元件布局和布线，尽量减少飞线的使用，使整个板子显得更加漂亮，焊接更加容易，同时尽量减小对电
22、路的影响。二是个别元件的的焊前测试和其特性的掌握。比较典型的就是按键和杜邦线，在焊接过程中，有时候出问题一直找不到原因，最后发现是按键坏了或者杜邦河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告13线有问题。所以在使用之前应首先测试其良好与否。还有就是稳压管的特性，由于没有反接，造成电路无法正常工作，这也是一个教训。三是要注意特殊器件的焊接。本设计主要是 TEA5767 收音模块儿的焊接。由于该模块儿上面的焊接点太小，稍不注意就容易焊接坏，所以在焊接的时候需要格外小心。一方面用可以电阻的引脚作为焊接线，因为其细而且软，容易焊接。另一方面把少量焊锡涂在电烙铁的尖头上，用尖头进行焊接。这样做成功率会
23、比较高。同时也保护了元件不受损坏。在编程的过程中因为有老师给的源程序，编写过程主要就是在基础程序上添加一些子程序，然后修改部分主程序。这部分主要由另一位负责编程的同学来做，在此不多加叙述。5 器材清单+5V 电源适配器及接口 1 套 2822 集成功放 1 个四位共阴数码管 2 个 机械电位器 1 个STC89C52 单片机 1 12MHz 晶振 1 个按键 7 个TEA5767 收音模块儿 1 个10K 电阻 3 个， 4.7K 电阻 2 个 3.9K 电阻 1个，2.2 电阻 1 个，2K 电阻 174LS1381 个X9511 数字电位器 1 个22pF 电容 2 个，130F、30F
24、、4.7F 、100 F、1000F 电容各 1 个排针 30 个 喇叭 1 个天线 1 根 杜邦线若干6 其他实现方案的探讨6.1 可编程数字电位器介绍随着 I2C 总线应用的日益广泛，兼容 I2C 总线的接口芯片及存储器的品种河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告14也越来越多，其中数字电位器以其调节方便、使用寿命长、受物理环境的影响小、性能稳定等特点，已被广大电子工程技术人员所认识；尤其是在音频产品、控制领域等的应用越来越受到人们的重视。I 2C 总线数字电位器是美国 Xicor 公司推出的 X9系列数字电位器中较有代表性的一种。它是把几个 E2POT 非易失性数字电位器集成在一
25、起的单片 CMOS 微电路，具有二线串行 I2C 总线接口，易于软件控制，可直接读出、写入滑动端位置，可级联使用等先进特性。现以X9241 为例说明，其引脚如下图所示。其中 VW0、V W1、V W2及 VW3分别为四个电位器的滑动端；VL0、V L1、V L2及 VL3分别为四个电位器的低端；VH0、V H1、V H2及 VH3分别为四个电位器的高端；A0、A 1、A 2及 A3为地址线（用来设置从属地址低 4 位）；SDA 及 SCL 分别为串行数据和串行时钟；V CC及 VSS分别为电源和地。6.2 方案讨论对于 X9511 来说，因为其不能与单片机进行通信，所以其内部的值不能读出送入程
26、序，从而实现数码管显示音量的存储记忆，当重新上电复位时显示上一次存储的音量值。而对于 X9241 来说，由于其可以与单片机进行通信，所以其内部的存储情况可以直接读出送入单片机程序里面，从而实现重新上电复位时，数码管显示的音量值与上次关机时的值相同。在实现与 X9511 相同的数字调节音量的同时，与单片机通信，始终保持同步显示，是一个很不错的方案选择。河南大学物理与电子学院开放实验室单片机设计报告157 结论本次项目设计是数字调频收音机，主要由 STC89C52 单片机、数码管、TEA5767 收音模块儿、数字电位器等构成。通过按键控制，可以实现自动搜台、手动搜台、数字调节音量、音量存储等功能。
27、设计简单易懂，可操作性强。通过本学期的单片机项目设计，我们不仅复习了单片机原理、C 语言程序设计、模电等学科的知识，加深了对各学科的理解以及它们之间的相互联系，而且还极大的锻炼了我们的动手能力。不仅学到了知识，而且整个过程也种满了乐趣。同时在设计的不断进行中，我们也发现了其中的一些不足和更好的方案及解决问题的思路，但是由于时间仓促等原因没有采用或者修改。譬如可以加一个存储器或者直接使用可编程的数字电位器以实现与单片机通信使数码管的音量显示与实际的操作同步。虽说有不足，但是从总体上看，本项目设计还是很好的实现了收音、数字调音等功能，有很强的实用性。参考文献1 李朝青 .单片机原理和接口技术M.北京：北京航空航天大学出版社， 2005.10.2 高如云，路曼如.通信电子线路M.北京：西安电子科技大学出版社， 2008,.6.3 谭浩强.C 程序设计(第三版)M.北京：清华大学出版社，2005.74 范洪刚，51 单片机自学笔记M, 北京：北京航空航天大学出版社， 2009.10
