51单片机控制的FM收音机.docx

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51单片机控制的FM收音机

yortiiwtstUniversityforj^ationaftties

专业综合课程设计

基于单片机控制的FM收音机

班级：

通信（三）班

成绩

基于单片机控制的FM收音机

摘要：

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。

正因为单片机有如此多的优点，因此其应用领域之广，几乎到了无孔不入的地步。

在我国，单片机已被广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪表、智能化家用电器、航空航天系统和和国防军事、尖端武器等各个方面。

我们可以开发利用单片机系统以获得很高的经济效益。

更重要的意义是单片机的应用改变了控制系统传统的设计思想和方法。

以前采用硬件电路实现的大部分控制功能，正在用单片机通过软件方法来实现。

这种以软件结合硬件或取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为微控制技术。

例如，本文所要论述的通过单片机来控制TEA5767H芯片及驱动LCD1602液晶屏实现FM收音并显示频率。

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。

本设计采用的是TEA5767HF芯片，它是由PHILIPS公司推出的针对低电压应用的单芯片数字调谐FM立体声收音机芯片。

TEA5767HNK片内集成了完整的IF频率选择和鉴频系统，只需很少的低成本外围元件，就可实现FM收音机的全部功能。

另外，它具有高性能的RFAGC电路，其接收灵敏度高；参考频率选择灵活；可实现自动搜台。

关键词：

89C52单片机；TEA5767H芯片;2822功率放大器

Abstract

Thistestconstitutewithstc89c52singlechipmicyoco,

tea5767model,2822poweramplifier,1602andperipheralcircuit.Inthedesignprocess,weusedmodulardesignfor

severaltypes,suchassearchingmodel,displaymodel,storagemodelandsomeancillaryfunction.STCseriessinglechiphasverygoodcontrolabilityandstableleveltomeetthe

requirements.

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，TEA5767H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SNCHCC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FPB9742芯片和LCD液晶屏直读显示。

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：

122本设计用到的TEA5767HN勺功能介绍：

（1）具有集成的高灵敏度低噪声射频输入放大器;

（2）具有射频自动增益控制电路RFAGC

（3）LC调谐振荡器采用廉价的固定片式电感；

（4）具有内部实现的FM中频选择性；

（5）具有完全集成的FM鉴频器，无需外部解调;

（6）可选择32.768kHZ或13MHZ勺晶体参考频率振荡器，也可使用

外部

6.5MHZ的参考频率；

（7）采用PLL合成器调谐系统；

（8）引脚BUSMODE选择IIC和3-wire总线;

（9）总线可输出7位中频计数器；

（10）总线可输出4位信号电平信息；

（11）具有软件静音功能；

（12）具有免调整立体声解调功能；

（13）具有电台自动搜索功能；

123TEA5767HN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BUSMOD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TEA5767Hr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

应答位

停止位

IIC读模式

开始位

读地址

应答位

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

MUTE

左右声道静音设置。

1:

左右声道静音；0:

左右声道

非静音

6

SM

搜索模式设置。

1:

搜索模式；0:

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

位7（MSB

位6

位5

位4

位3

位2

位1

位0（LSB

PLL7

PLL6

PLL5

PLL4

PLL3

PLL2

PLL1

PLL0

写模式字节2各位说明

位

符号

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

位7（MSB

位6

位5

位4

位3

位2

位1

位0（LSB

SUD

SSL1

SSL0

HLSI

MS

ML

MR

SWP1

写模式字节3各位说明

位

符号

说明

7

SUD

上下搜索设置。

1:

向上搜索；0:

向下搜索

6，5

SSL1~0

设定搜索停止电平，见下表

4

HLSI

设定咼低本振。

1:

咼端本振注入；0:

低端

本振注入

3

MS

单声道或立体声设置。

1:

强制单声道；0：

开立体声

2

ML

左静音设置。

1:

左声道静音强制单声道；0：

左声道非静音

1

MR

右静音设置。

1：

右声道静音强制单声道；0：

右声道非静音

0

SWP1

软件可编程输出口1设置。

1:

SWPOF为高；

0：

SWPORM氐

搜索停止电平设置

SSL1

SSL0

搜索停止电平

0

0

不搜索

0

1

低电平，ADC输出值为5

1

0

中电平，ADC输出值为7

1

1

高电平，ADC输出值为10

（本设计用的是

第三种）

125读数据

读地址为C1H

读模式字节1格式

位7

（MSB

位6

位5

位4

位3

位2

位1

位0

（LSB

RF

BLF

PLL13

PLL12

PLL11

PLL10

PLL9

PLL8

读模式字节1各位说明

位

符号

说明

7

RF

Ready标志。

1：

发现了一个电台或

搜索到头；0:

未搜索到头

6

BLF

波段到头标志。

1:

搜索到头；0：

未搜索到头

5~0

PLL13~8

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

位7

（MSB

位6

位5

位4

位3

位2

位1

位0（LSB

PLL7

PLL6

PLL5

PLL4

PLL3

PLL2

PLL

1

PLL0

读模式字节2各位说明

位

符号

说明

7~0

PLL7~0

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

位7

（MSB

位6

位5

位4

位3

位2

位1

位0（LSB

STEREO

IF6

IF5

IF4

IF3

IF2

IF1

IF0

读模式字节3各位说明

位

符号

说明

7

STEREO

立体声标志。

1:

立体

声；0:

单声道

6~0

IF6~0

中频计数结果

126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勺中频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

0

0

3000HZ

13MHZ

0

1

3000HZ

6.5MHZ

1

0

32768HZ

32.768KHZ

1

1

32768HZ

32.768KHZ

fRF=（NDEC*fREFS）/4-（+）fIF式中，fRF为收到的电台频率，

NDE（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二NDEC*8192+22500（HZ）

2FM收音机流程图:

3FM收音机电路图:

IDDDj

Q-Tj

TQD1

Fdm.

町帖去

珀耳DEFJ咖P3STI

町育□）

KTALI

ISXljlE

■

回

B.»：

^TT

W.T

L_

VK?

3SD

nSyz?

HH

r>-M

器件清单:

器件

规格

件数

电解电容

1

2

电解电容

1000H

1

电解电容

47aF

4

普通电容

0.1aF

1

电阻

10k

2

TDA2822

1

喇叭

1

4FM收音机实物图:

5.FM收音机核心程序:

#inelude

#include

#inelude

#inelude

#include

#definemax_freq108000

#definemin_freq87500sbitKEY11二P3A0;

sbitKEY22二卩3八1;

sbitKEY仁P3A2;

sbitKEY2=P3A3;

unsignedcharradio_write_data[5]={0x2a,0xb6,0x40,0x11,0x40};

//要写入TEA5767的数据

unsignedcharradio_read_data[5];//TEA5767读出的状

态

unsignedintdefault_pll=0x301d;〃0x29f9;//

默认存台的pll,95.8MHz

unsignedintmax_pll=0x339b;//108MHz时的pll,

unsignedintmin_pll=9000;//70MHz时的pll

unsignedlongfrequency;

unsignedintpll;

unsignedlongFM;

/*voiddelay（unsignedinttime）

{

while（time--）;

}*/

voiddelay1ms（unsignedintb）//1ms

{

for（b;b>0;b--）

{unsignedinti;

for（i=0;i<300;i++）

{；}

}

}

#includevintrins.h>sbitRS=P2A4;//定义端口

sbitRW=卩2八3;

sbitEN=P2A2;

sbitP20=P2A0；//定义锁存使能端口段锁存

sbitP2仁P2A1；〃位锁存

sbitP35=P3A5;〃这是为了关闭开发板上的点阵实际应用去掉

#defineRS_CLRRS=0

#defineRS_SETRS=1

#defineRW_CLRRW=0

#defineRW_SETRW=1

#defineEN_CLREN=0

#defineEN_SETEN=1

#defineDataPortP1

/*

uS延时函数，含有输入参数unsignedchart，无返回值

unsignedchar是定义无符号字符变量，其值的范围是0~255这里使用晶振12M精确延时请使用汇编，大致延时

长度如下T=tx2+5uS

*/

voidDelayUs2x（unsignedchart）

{

while（--t）;

}

/*

mS延时函数，含有输入参数unsignedchart，无返回值

unsignedchar是定义无符号字符变量，其值的范围是

0~255这里使用晶振12M精确延时请使用汇编

*/

voidDelayMs（unsignedchart）

{

while（t--）

{

//大致延时1mS

DelayUs2x（245）;

DelayUs2x（245）;

}

}

/*

判忙函数

----*/

bitLCD_Check_Busy（void）

{

DataPort二OxFF;

RS_CLR;

RW_SET;

EN_CLR;

_nop_（）;

EN_SET;

return（bit）（DataPort&0x80）;

}

/*

写入命令函数

----*/

voidLCD_Write_Com（unsignedcharcom）

{

while（LCD_Check_Busy（））;//忙则等待

RS_CLR;

RW_CLR;

EN_SET;

DataPort二com;

_nop_（）;

EN_CLR;

}

/*

写入数据函数

*/

voidLCD_Write_Data（unsignedcharData）{

while（LCD_Check_Busy（））;//忙则等待

RS_SET;

RW_CLR;

EN_SET;

DataPort=Data;

_nop_（）;

EN_CLR;

}

/*

清屏函数

*/

voidLCD_Clear（void）

{

LCD_Write_Com（0x01）;

DelayMs（5）;

}

/*

初始化函数

*/

voidLCD_Init（void）

{

LCD_Write_Com（0x38）;/*显示模式设置*/

DelayMs（5）;

LCD_Write_Com（0x38）;

DelayMs（5）;

LCD_Write_Com（0x38）;

DelayMs（5）;

LCD_Write_Com（0x38）;

显示清屏*/

显示光标移动设置*/

显示开及光标设置*/

LCD_Write_Com（0x01）;/*

LCD_Write_Com（0x06）;/*

DelayMs（5）;

LCD_Write_Com（OxOC）;/*}

〃1602显示

voidDISP_FM（）

{

unsignedcharj;

j=（radio_read_data[3]&0xf0）>>4;

LCD_Write_Com（0x8e）;

LCD_Write_Data（'O'+（j/1O））;

LCD_Write_Data（'O'+（j%1O））;

LCD_Write_Com（0x8c）;

LCD_Write_Data（'S'）;

LCD_Write_Data（':

'）;

FM=frequency;

LCD_Write_Com（0x80）;

LCD_Write_Data（'F'）;

LCD_Write_Data（''）;

LCD_Write_Data（'R'）;

LCD_Write_Data（'a'）;

LCD_Write_Data（'d'）;

LCD_Write_Data（'i'）;

LCD_Write_Data（'o'）;

LCD_Write_Com（0xc2）;

if（FM/1OOOOO）

LCD_Write_Data（'O'+FM/1OOOOO）;

elseLCD_Write_Data（''）;

LCD_Write_Com（0xc3）;

LCD_Write_Data（'O'+（FM%1OOOOO）/1OOOO）;

LCD_Write_Com（0xc4）;

LCD_Write_Data（'O'+（FM%1OOOO/1OOO））;

LCD_Write_Com（0xc5）;

LCD_Write_Data（'.'）;

LCD_Write_Com（0xc6）;

LCD_Write_Data（'O'+（FM%1OOO）/1OO）;

LCD_Write_Com（0xc7）;

LCD_Write_Com（0xc8）;

LCD_Write_Data（'O'+（FM%1O））;

LCD_Write_Com（0xc9）;

LCD_Write_Data（''）;

LCD_Write_Com（Oxca）;

LCD_Write_Data（'M'）;

LCD_Write_Com（Oxcb）;

LCD_Write_Data（'H'）;

LCD_Write_Com（Oxcc）;

LCD_Write_Data（'Z'）;

}

voidradio_write（void）

{

unsignedchari;

写地址

iic_start（）;

iic_write8bit（0xc0）;//TEA5767

if（!

iic_testack（））

{

for（i=0;i<5;i++）

{

iic_write8bit（radio_write_data[i]）;

iic_ack（）;

}

}

iic_stop（）;

}

//由频率计算PLL

voidget_pll（void）

{

unsignedcharhlsi;

unsignedinttwpll=0;

hlsi=radio_write_data[2]&0x10;//HLSI位

if（hlsi）

pll=（unsigned

频率单

频率单

int）（（float）（（frequency+225）*4）/（float）32.768）;//

位:

k

else

pll=（unsigned

int）（（float）（（frequency-225）*4）/（float）32.768）;//

位:

k

}

//由PLL计算频率

voidget_frequency（void）

{

unsignedcharhlsi;

unsignedintnpll=0;

npll=pll;

hlsi二radio_write_data[2]&0x10;

if（hlsi）

频率单位:

KHz

频率单位:

KHz

frequency二（unsigned

Iong）（（float）（npll）*（float）8.192-225）;//

else

frequency二（unsigned

Iong）（（float）（npll）*（float）8.192+225）;//

}voidradio_read（void）

{

unsignedchari;

unsignedchartemp_l,temp_h;

pll=0;

iic_start（）;

iic_write8bit（0xc1）;//TEA5767读地址

if（!

iic_testack（））

{

for（i=0;i<5;i++）

{

radio_read_data[i]二iic_read8bit（）;

iic_ack（）;

}

}

iic_stop（）;

temp」二radio_read_data[1];

temp_h二radio_read_data[0];

temp_h&=0x3f;

pll二temp_h*256+temp_l;

get_frequency（）;

}

//手动设置频率,mode=1,+0.1MHz;mode=0:

-0.1MHz,不用考虑

TEA5767用于搜台的相关位：

SM,SUD

voidsearch（bitmode）

{

radio_read（）;

if（mode）

{

frequency+=100;

if（frequency>max_freq）

frequency二min_freq;

}

else

{

frequency-=100;

if（frequency

}

get_pll（）;

radio_write_data[0]=pll/256;

radio_write_data[1]=pll%256;

radio_write_data[2]=0x41;

radio_write_data[3]=0x11;

radio_write_data[4]=0x4