基于單片機的數字調頻收音機設計

朱思羽 趙鑫喆 肖菁 邸國輝

摘要：針對傳統收音機手動調諧不好自己把握不同尺度，很難調諧到合適工作位置，并且接收靈敏度不高，接收頻帶窄等等方面的不足之處，本文設計采用STC89C52單片機和TEA5767為核心器件，實現數字FM收音機系統。設計的調頻收音機研究體積小，收音效果好，系統穩定性強。

關鍵詞：收音機;數字調頻;帶寬

1引言

1888年德國科學家來赫茲發現了無線電波，1901年意大利科學家馬可尼發明了無線電報，1901年馬可尼設計無線電并成功從英國到加拿大發送信息。從開始使用無線電波信息進行第一次傳輸，人類不斷尋求研究，利用各種渠道，提高通信的可靠性與通信距離。人們通過不斷努力追求社會生活學習方式的多元化，個性化，電子信息技術的發展，無線網絡通信的發展，給人類的生活帶來了新的面貌;人們不僅可以隨心所欲地享受無線通信的手段。用來進行接收數據信息的接收器叫做收音機。迄今為止收音機不僅有接收功能，還能夠與圖紙結合，如電視接收圖像。從1930年開始的電子管類型的收音機，晶體管類型于1954年制作而成，發展到集成電路收音機，以及現在被廣泛使用的DSP收音機，收音機改變了人們溝通聯絡的方式，極大的增加了生活的便捷性。它的性能越來越好，功能越來越強。

2 設計意義

如今數據時代發展潮流使得很多家庭都有收音機，因此收音機無處不在。然而大多數常規收音機的使用模擬無線電調諧器，調諧到可變電阻器或可變電感硬件，語音放大依賴于硬件的廣播信號，所以頻率是不夠精確。數字調頻收音機的出現就是因為以上缺點，科技不斷的創新，發展出現了數字調頻收音機，從而滿足人們的需求。數字調諧收音機的出現使傳統收音機被淘汰。

一般數字調頻收音機使用低壓電源， 飛利浦公司推出了適合低壓的單片機一款芯片，中頻選頻和鑒頻系統的性能卓越，非常低的組件成本可以完成調頻。眾所周知DVD、MP4、手機、等一系列電子產品中用的都是TEA5767類型數字模塊。由于不同的固定中頻，相位鎖定環控制系統軟件有是有很大的區別，因此設計有一定的困難存在。

3系統硬件設計

本設計的FM收音機，硬件電路主要由以下幾部分組成：STC89C52單片機、液晶顯示器LCD、調頻收音模塊TEA5767、功放LM386、按鍵。當運行時單片機STC89C52為數字調頻收音機核心控制器件，通過液晶顯示器顯示電臺的頻率最后由四個按鍵KEY0～KEY3起調頻選臺;第一個按鍵KEYO的功能是是增加電臺頻率，第二個按鍵KEY1是減少電臺頻率，第三個按鍵KEY2控制著電臺上調，第四個按鍵KEY3則管控著電臺下調。實現部分甚高頻信號接收;通過系統程序可以直觀的看出電臺頻率是怎樣換算出PLL控制字。

本方案設計的是由I2C控制的寄存器控制TEA5767模塊完成的搜索來達到一系列功能，所接收的信號由LM386芯片的放大電路，通過揚聲器外放，經過精確的換算LCD屏幕上將會顯示最后接收的頻率，按下讀取鍵，就可以輕松及時的收聽我們所搜索的電臺。本設計方案主要是由控制與收音兩個核心模塊共同構成，后級功率再通過放大器LM386輸出到使用揚聲器，聲音由此產生。該系統可以被設計為通過鍵操作進行管理，并通過檢測該鍵信號，音量控制，時鐘調節功能，工作操作和風險分析的操作實現由MCU芯片技術及其手動搜索，自動搜臺可以在液晶顯示提示。穩壓電源模塊產生電壓，5V和3.3V電壓分別向每個模塊設備供電。

（1）主控電路：由時鐘電路與復位電路與單片機構成最小系統，有單片機完成主控任務。復位系統能夠將中央處理單元單片機與其器件恢復到最初狀態。單片機STC89C52的復位引腳輸入，如果RST保持高電平的時候，它就會一直保持復位前開始狀態。CPU要想從最開始狀態工作要求RST退出復位。它能有效實現自動復位和手動復位的功能。

（3）音頻輸入電路：FM模塊采用的芯片是TEA5767，用一個HVQFN40的小方塊將FM功能都集成到一起。大多數的芯片電壓是3.3V，波動范圍為2.5V至5.0V，;76～108MHz為調頻接收頻率。

（3） 音頻輸出電路：LM386芯片為本次設計的功放模塊。LM386芯片為的功率放大器集成電路，并且主要為低損耗電源所設計的芯片。音頻信號輸入后經內部放大電路放大后，揚聲器發送接收的信號。隨身聽、便攜式的DVD等音頻放音設備常用LM386集成功放電路;功率較小，基本達到用戶聽覺需求，電路極為簡單、音質效果好、電壓浮動范圍寬。

4系統軟件設計

本設計的軟件部分主要是對收音與控制進行編程，主程序主要由幾大模塊組成的，它們分別是收音模塊、液晶顯示器模塊、按鍵控制模塊。主要流程是：初始化芯片TEA5767與液晶顯示器，打開定時器，掃描按鍵。根據不同的按鍵可以進行積極響應的處理。系統完成初始化環節，收音模塊會自動讀取信息，同時收音模塊將會通過數據技術，研究分析方法處理以上數據，其后將最終能夠得到的數據上傳至單片機，單片機根據學生得到的數據作為驅動液晶顯示器進行選擇相應的顯示，單片機掃描管理系統鍵盤端口，獲取鍵值，然后進行與之相對應的處理。

結論

FM無線電部分主要分別由輸入，高放，混頻，中放，鑒別器，本地振蕩器電路和功放電路組成。LC振蕩回路是由高頻信號輸入到回路經電容C、L組成的，頻帶為88MHz到108MHz的濾波器。調頻控制信號經過集成高放與諧振進行放大，由FM混頻輸出之后擴增。本文概括講述了調頻收音機的設計過程，通過硬件與軟件設計實現調頻收音機搜臺與放音等控制。

參考文獻：

[1]王曉明， 曾紅. 單片機教程[M]. 東北大學出版社， 2001. [2]李學海. PIC單片機實用教程-第2版[M]. 北京航空航天大學出版社， 2007.

[2]何立民. 單片機高級教程：應用與設計[M]. 北京航空航天大學出版社， 2007.

通訊作者：邸國輝（1979-）男，黑龍江大慶人，副教授，研究方向：農業信息處理