51单片机FM收音机用户指南资料.docx
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51单片机FM收音机用户指南资料
用户指南
——51单片机FM收音机
2015年
河南惠思通电子科技有限公司
HenanHuistoneElectronicTechnologyCo.,Ltd
1项目背景
收音机从发明到现在,经历了一个多世纪。
技术上从最早期矿石收音机、到电子管收音机,再到后来的半导体收音机,发展到现在高度集成化的集成电路收音机。
体积上,也由早期需要架设天线的收音机,到桌旁听,再到随身听,发展到现在直接集成到手机或耳机上的收音机。
老式收音机
当前,常见的广播电台主要由AM(调幅)和FM(调频)两种方式。
AM主要集中在中波电台(526.5kHz~1606.5kHz)和短波电台(2.3~26.1MHz)。
FM主要集中在(87~108MHZ)之间。
由于FM具有较强的抗噪能力,声质优美清晰,因此得到了广泛的应用。
FM方式的频率较高,天线尺寸可以做得很短,也便于小型化,很容易嵌入到其它的电子设备中。
在本项目中,就用到了飞利浦TEA系列立体声收音机接收芯片,结合单片机作为人机交互,自己动手DIY一个FM收音机。
2项目概述
2.1主要功能
该项目实现的主要功能及参数:
1、采用液晶作为显示器。
2、可接收87.5~108MHz范围内的调频广播电台。
3、立体声,耳机输出声音。
4、按键可实现音量调节和自动搜台两个功能。
2.2设计方案
项目采用“电子积木+底板”的形式,通过电子积木拼接,实现项目功能。
主要积木包括:
51单片机核心板、独立按键模块、FM模块、LCD1602液晶模块。
系统框图
这是51单片机FM收音机实物图:
实物图
3硬件电路
3.1FM接收模块
该模块采用RDA5802E芯片为核心的,新一代数字调频收音机模块。
具有比传统模拟制式收音机模块更突出的性能表现,音质极佳,噪音极少,功耗更低,集成度高,接收灵敏度高、中频选择性好、通用I2C总线控制、外围应用元件少、噪声系数低。
此模块可以在软件部分直接兼容TEA5767的产品,因而在模块部分就可以直接替代,不需要改动任何地方因而在模块部分就可以直接替代。
RDA5802E可直接驱动32欧耳机,不需要外接放大器,性能要比TEA5767强大很多。
模块支持电压范围2.7-5.5VDC,采用贴片元件工艺,通过3.5mm的立体声耳机插孔,直接驱动耳机,音质极佳。
此模块可以通过I2C数字接口与各种单片机(51,AVR,PIC,MPS430等)和多媒体处理芯片配合使用。
该模块可应用:
移动DVD、TV、MP3、MP4等内置式FM全频段无线接收模组。
工矿、企业、校园、小区、旅游区等公共场所立体声调频广播系统。
无线音响及无线立体声耳机功能。
GPS导航、电视播音系统等无线调频收音。
高档游戏机及无线音频电子玩具。
移动电话、手机、对讲系统、移动收音装置等立体声收音。
PDAS及NotebookPC等周边应用。
3.1.1使用说明
采用I2C总线接口与单片机相连,主要实现搜台和音量控制功能。
RDA5807P及RDA5802E与PHILIPSNXP5767芯片兼容,可直接替换使用。
I2C总线DATA、CLOCK控制端上拉电阻建议使用47KΩ,建议串联电阻以防止数据电压毛刺。
为了模组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。
3.1.2硬件连接
在本项目中,采用I2C接口。
因此,连接如下图所示:
FM接收模块
连接端
备注
DAT
接单片机P3.7
I2C接口数据端
CLK
接单片机P3.6
I2C接口时钟端
VCC
接正5V电源
电源正
GND
接地
电源负
3.1.3注意事项
1、模块下面和附近不易放置较强辐射或发热性元器件。
2、数据线走线应尽量短。
3、做好ESD静电防护措施。
4、模块接地不需要单独隔离(模拟与数字电路部分)。
3.2创新平台底板
该底板采用标准定位孔的设计,并集成有5V直流电源接口及自锁电源开关、3.3V电源、8路LED显示、外接接口拓展等。
在课程设计中,为各模块提供固定、供电和接口转换功能。
3.2.1硬件资源
●5V直流电源接口及自锁电源开关,带自恢复保险。
●大功率3.3V稳压芯片,可将外接5V电源转为3.3V。
●双路音频接口转换,既可做为音频输入也可作为输出。
●8路LED指示灯,高电平驱动。
●双排16PIN接口拓展转换口。
●板子的四周分别提供了16组5V和3.3V的电源接口。
●板子中间提供了17×23个间隔为10mm的定位孔。
3.2.2模块位置图
电子创新平台底板位置图
●电源端:
+5V电源接入端,+5V和+3.3V电源输出端(四角四组)。
●LED控制端:
8路LED控制端分别控制相对应的8个LED(高电平有效,1亮;0灭)。
●音频输入端:
麦克风输入插孔,耳机输入插孔。
●拓展端:
拓展输入、输出接口,方便和外围设备的连接。
●模块定位孔:
固定模块,方便试验。
3.2.3原理及功能
1、固定电子积木
该底板采用标准定位孔的设计,电子积木可固定在底板上,为设计项目提供相对稳定的机械结构。
电子积木之间的连线也可沿底板布线,通过线扎绑结在定位孔上。
2、提供供电
底板四周分别提供了16组5V和3.3V的电源接口。
电子积木可就近选择相应的接口,通过杜邦线,提供供电。
连接电源时,需注意区分正负。
以下图为例,左侧4个插针为正,右侧为负。
3.351单片机核心模块
51单片机核心板即CORE51-BOARD模块。
该模块为51单片机最小系统板,采用标准定位孔的设计,支持JTAG和串口两种下载方式,四组I/O口全部引出,可广泛用于单片机基础学习和电子创新等电子电路的微控制系统。
3.3.1硬件资源
●直流电源5V插孔,方便模块接通电源单独使用。
●使用跳线帽,选择不同功能。
●串口和JTAG双下载通道,使用更方便。
●复位电路,方便单片机的复位。
3.3.2模块位置图
51核心板模块位置图
3.3.3端口说明
●下载端:
与51下载器配合,可实现自动上电,无需复位一键下载。
●电源拓展接口:
可做电源使用,为外围电路模块等供电。
●4组I/O端口
3.4LCD1602液晶模块
LCD1602液晶模块,即LCD1602-BOARD板。
该模块以工业液晶LCD1602为核心,采用标准定位孔的设计,在原有液晶的基础上增加了背光控制功能。
该模块能够同时显示2行16列共计32个字符,可广泛用于电子创新应用、智能电子产品设计等的显示器件。
3.4.1硬件资源
●显示:
ASCII字符集,16列×2行,32个字符。
●背光:
包含背光驱动,I/O口可直接控制背光。
●接口:
并行
3.4.2模块位置图
LCD1602液晶模块位置图
3.4.3端口说明
●电源端:
+5V电源接入端。
●数据端:
D0-D7共8位并行数据接口。
●控制端:
RS,RW,EN与液晶控制端对应。
●背光端:
K,高电平有效,”1″开背光,”0″关背光。
3.4.4硬件连接
在本项目中,该模块的电路连接如下所示:
LCD1602液晶模块
连接端
备注
数据端,D0-D7
接单片机P0口
控制端,RS
接单片机P2.0
控制端,RW
接单片机P2.1
控制端,EN
接单片机P2.2
电源正,VCC
接5V电源正
电源负,GND
接地
背光控制,K
可直接选通
3.58位独立按键模块
本模块共8个独立按键,分别分为“上”、“下”、“左”、“右”键和A、B、C、D四个功能键,每个按键对应一个输出端口。
输出端默认高电平,当对应按键按下时,输出低电平。
3.5.1硬件资源
●8KEY按键模块工作电压可根据需要选用5V或3.3V。
●输出端口正常状态下输出高电平,有键按下后,对应端口输出低电平。
●8个按键是分别独立的按键,可根据需要任意组合使用。
3.5.2模块位置图
8独立按键模块位置图
3.5.3端口说明
●电源端:
+5V电源接入端。
●输出端:
8位并行数据接口。
3.5.4硬件连接
在本项目中,该模块的电路连接如下所示:
8位独立按键模块
连接端
备注
T键
接单片机P1.3
自动搜台—加
D键
接单片机P1.2
自动搜台—减
L键
接单片机P1.1
手动搜台—减
R键
接单片机P1.0
手动搜台—加
电源正,VCC
接5V电源正
电源负,GND
接地
4软件程序
本项目的采用C51语言开发,在集成开发环境KEIL中编写完成。
4.1程序流程
(1)初始化。
开机后,完成的初始化包括:
1、串口初始化。
串口初始化之后,可通过printf语句通过串口打印信息。
可以作为程序调试的方法。
2、液晶初始化。
液晶LCD1602初始化,并显示“开机界面”,然后再清屏。
(2)主循环。
1、显示当前频率及音量信息。
调用Lcd_Display(),根据变量frequency及volume显示。
2、根据键值,执行相应程序。
如果4个按键有按下的,分别会执行:
自动搜台加减和音量加减。
4.2主要函数
4.2.1库函数I2C.h
该文件包括了I2C总线驱动的一些基本函数。
主要包括:
1、I2C启动函数,I2C_start();
2、I2C停止,I2C_stop();
3、写单字节,I2C_write_byte(unsignedcharindata);
4、读单字节,I2C_read_byte(unsignedcharack)。
4.2.2LCD1602液晶驱动
液晶LCD1602的驱动主要由:
1、测试LCD遇忙检测,BOOLlcd_bz();
2、写入指令数据到LCD,voidlcd_wcmd(BYTEcmd);
3、设定显示位置,voidlcd_pos(BYTEpos);
4、写入字符显示数据到LCD,voidlcd_wdat(BYTEdat);
5、LCD初始化设定,voidlcd_init()。
几个构成,调用时,通过下面例程,实现显示。
lcd_pos(0x00);//设定显示位置为:
第一行第一个
for(i=0;i<16;i++)
{lcd_wdat(logo1[i]);
}
4.2.3FM模块相关函数
FM模块与单片机通过I2C总线通信,相关函数有:
1、写数据,RDA5807_write_reg(void);
2、读数据,RDA5807_read_reg(uchar*buff);
3、自动搜台,RDA5807_FM_seek(void);
5拓展功能
可在本项目的基础上增加功能,参考拓展功能如下:
1、参考FM收音机设计,采用数码管作为显示,可直接显示频率。
2、通过红外遥控等模块,设计成具有遥控功能的智能数控收音机。
6装箱清单
序号
模块名称
数量
说明
1
底板模块
1块
开放式电子创新底板平台
2
单片机核心模块
1块
3
STC下载器
1块
4
独立按键模块
1块
5
FM接收模块
1块
6
LCD1602液晶模块
1块
7
蜂鸣器模块
1块
8
4位LED数码管模块
1块
9
5V电源
1只
5V/2A
10
杜邦线
若干
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