51单片机控制的FM收音机(1)

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TEA5767HN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TEA5767HN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。

TEA5767HN芯片内集成了完整的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RF AGC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；TEA5767HN芯片;2822功率放大器AbstractThis test constitute with stc89c52 singlechip micyoco, tea5767 model,2822 power amplifier,1602 and peripheral circuit.In the design process,we used modular design for several types,such as searching model,display model,storage model and some ancillary function.STC series singlechip has very good control ability and stable level to meet the 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，TEA5767HN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SNC、HCC、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：1.2.2 本设计用到的TEA5767HN的功能介绍：（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RF AGC；（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的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可选择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；1.2.3 TEA5767HN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BUSMODE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TEA5767HN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IIC读模式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格式写模式字节1各位说明写模式字节2格式写模式字节2各位说明写模式字节3格式写模式字节3各位说明搜索停止电平设置（本设计用的是第三种）1.2.5读数据读地址为C1H。

读模式字节1格式读模式字节1各位说明读模式字节2格式读模式字节2各位说明读模式字节3格式读模式字节3各位说明1.2.6 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的中频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1 1 32768HZ 32.768KHZfRF=(NDEC*fREFS)/4-（+）fIF 式中，fRF为收到的电台频率，NDEC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=NDEC*8192+225000（HZ）2 FM收音机流程图：3 FM收音机电路图：器件清单：器件规格件数电解电容1µF 2电解电容1000µF 1电解电容47µF 4普通电容0.1µF 1 电阻10k 2TDA2822 1喇叭 14 FM收音机实物图：5.FM收音机核心程序：#include <reg51.h>#include <string.h>#include <math.h>#include <uart.h>#include <i2c.h>#define max_freq 108000 #define min_freq 87500 sbit KEY11=P3^0;sbit KEY22=P3^1;sbit KEY1=P3^2;sbit KEY2=P3^3;unsigned char radio_write_data[5]={0x2a,0xb6,0x40,0x11,0x40}; //要写入TEA5767的数据unsigned char radio_read_data[5]; //TEA5767读出的状态unsigned int default_pll=0x301d; //0x29f9; //默认存台的pll,95.8MHzunsigned int max_pll=0x339b; //108MHz时的pll,unsigned int min_pll=9000; //70MHz时的pllunsigned long frequency;unsigned int pll;unsigned long FM;/*void delay(unsigned int time){while(time--);}*/void delay1ms (unsigned int b)//1ms{for(b;b>0;b--){unsigned int i;for(i=0;i<300;i++){;}}}#include<intrins.h>sbit RS = P2^4; //定义端口sbit RW = P2^3;sbit EN = P2^2;sbit P20=P2^0;//定义锁存使能端口段锁存sbit P21=P2^1;// 位锁存sbit P35 = P3^5;//这是为了关闭开发板上的点阵实际应用去掉#define RS_CLR RS=0#define RS_SET RS=1#define RW_CLR RW=0#define RW_SET RW=1#define EN_CLR EN=0#define EN_SET EN=1#define DataPort P1/*------------------------------------------------ uS延时函数，含有输入参数 unsigned char t，无返回值 unsigned char 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+5 uS------------------------------------------------*/ void DelayUs2x(unsigned char t){while(--t);}/*------------------------------------------------ mS延时函数，含有输入参数 unsigned char t，无返回值 unsigned char 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------------------------------------------------*/ void DelayMs(unsigned char t){while(t--){//大致延时1mSDelayUs2x(245);DelayUs2x(245);}}/*------------------------------------------------判忙函数------------------------------------------------*/ bit LCD_Check_Busy(void){DataPort= 0xFF;RS_CLR;RW_SET;EN_CLR;_nop_();EN_SET;return (bit)(DataPort & 0x80);}/*------------------------------------------------写入命令函数------------------------------------------------*/ void LCD_Write_Com(unsigned char com){while(LCD_Check_Busy()); //忙则等待RS_CLR;RW_CLR;EN_SET;DataPort= com;_nop_();EN_CLR;}/*------------------------------------------------写入数据函数------------------------------------------------*/ void LCD_Write_Data(unsigned char Data){while(LCD_Check_Busy()); //忙则等待RS_SET;RW_CLR;EN_SET;DataPort= Data;_nop_();EN_CLR;}/*------------------------------------------------清屏函数------------------------------------------------*/ void LCD_Clear(void){LCD_Write_Com(0x01);DelayMs(5);}/*------------------------------------------------初始化函数------------------------------------------------*/ void LCD_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);LCD_Write_Com(0x08); /*显示关闭*/LCD_Write_Com(0x01); /*显示清屏*/LCD_Write_Com(0x06); /*显示光标移动设置*/ DelayMs(5);LCD_Write_Com(0x0C); /*显示开及光标设置*/ }//1602显示void DISP_FM(){unsigned char j;j=(radio_read_data[3]&0xf0)>>4;LCD_Write_Com(0x8e);LCD_Write_Data('0'+(j/10));LCD_Write_Data('0'+(j%10));LCD_Write_Com(0x8c);LCD_Write_Data('S');LCD_Write_Data(':');FM=frequency;LCD_Write_Com(0x80);LCD_Write_Data('F');LCD_Write_Data('M');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/100000)LCD_Write_Data('0'+FM/100000);else LCD_Write_Data(' ');LCD_Write_Com(0xc3);LCD_Write_Data('0'+(FM%100000)/10000); LCD_Write_Com(0xc4);LCD_Write_Data('0'+(FM%10000/1000)); LCD_Write_Com(0xc5);LCD_Write_Data('.');LCD_Write_Com(0xc6);LCD_Write_Data('0'+(FM%1000)/100); LCD_Write_Com(0xc7);LCD_Write_Data('0'+(FM%100)/10);LCD_Write_Com(0xc8);LCD_Write_Data('0'+(FM%10));LCD_Write_Com(0xc9);LCD_Write_Data(' ');LCD_Write_Com(0xca);LCD_Write_Data('M');LCD_Write_Com(0xcb);LCD_Write_Data('H');LCD_Write_Com(0xcc);LCD_Write_Data('Z');}void radio_write(void){unsigned char i;iic_start();iic_write8bit(0xc0); //TEA5767写地址 if(!iic_testack()){for(i=0;i<5;i++){iic_write8bit(radio_write_data[i]);iic_ack();}}iic_stop();}//由频率计算PLLvoid get_pll(void){unsigned char hlsi;unsigned int twpll=0;hlsi=radio_write_data[2]&0x10; //HLSI位if (hlsi)pll=(unsignedint)((float)((frequency+225)*4)/(float)32.768); //频率单位:kelsepll=(unsignedint)((float)((frequency-225)*4)/(float)32.768); //频率单位:k}//由PLL计算频率void get_frequency(void){unsigned char hlsi;unsigned int npll=0;npll=pll;hlsi=radio_write_data[2]&0x10;if (hlsi)frequency=(unsignedlong)((float)(npll)*(float)8.192-225); //频率单位:KHz elsefrequency=(unsignedlong)((float)(npll)*(float)8.192+225); //频率单位:KHz }void radio_read(void){unsigned char i;unsigned char temp_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]=iic_read8bit();iic_ack();}}iic_stop();temp_l=radio_read_data[1];temp_h=radio_read_data[0];temp_h&=0x3f;pll=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,SUDvoid search(bit mode){radio_read();if(mode){frequency+=100;if(frequency>max_freq) frequency=min_freq; }else{frequency-=100;if(frequency<min_freq) frequency=max_freq; }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]=0x40;radio_write();DISP_FM();}//自动搜台,mode=1,频率增加搜台; mode=0:频率减小搜台,不过这个好像不能循环搜台void auto_search(bit mode){bit BLF;radio_read();if(BLF){ if(mode)frequency=min_freq;else frequency=max_freq;}else{if(mode){frequency+=100;if(frequency>max_freq)frequency=min_freq;}else{frequency-=100;if(frequency<min_freq)frequency=max_freq;}}get_pll();if(mode)radio_write_data[2]=0xb1;elseradio_write_data[2]=0x41;radio_write_data[0]=pll/256+0x40; //加0x40是将SM置为1 为自动搜索模式radio_write_data[1]=pll%256;radio_write_data[3]=0x11; //SSL1和SSL0控制搜索停止条件radio_write_data[4]=0x40;radio_write();radio_read();while(!(radio_read_data[0]&0x80)) //搜台成功标志{radio_read();DISP_FM();UART_Put_Num(frequency);}if((radio_read_data[0]&0x40)==0x40)BLF=1;else BLF=0;get_pll();if(radio_read_data[2]&0x80)radio_write_data[2]=0xb1; else radio_write_data[2]=0x41;radio_write_data[0]=pll/256;radio_write_data[1]=pll%256;radio_write_data[3]=0x11;radio_write_data[4]=0x40;radio_write();radio_read();DISP_FM();}void main(void){ P3=0xFF;P1=0x00;//这是为了关闭开发板上的数码管实际应用去掉P20=0; //这是为了关闭开发板上的数码管实际应用去掉P21=0; //这是为了关闭开发板上的数码管实际应用去掉P35=0; //这是为了关闭开发板上的点阵实际应用去掉P1=0xFF;//P1口置1LCD_Init();LCD_Clear();//清屏UART_Init();//串口初始化UART_Send_Str("调频收音机\n");radio_write();while(1){if(KEY1==0){delay1ms(15); //延时15msif(KEY1==0)while(KEY1==0);//等待按键释放search(1);radio_read();UART_Send_Str("目前频率\n");UART_Put_Num(frequency);UART_Send_Str("\n");DISP_FM();}if(KEY2==0){delay1ms(15); //延时15msif(KEY2==0)while(KEY2==0);//等待按键释放 search(0);radio_read();UART_Send_Str("目前频率\n"); UART_Put_Num(frequency);UART_Send_Str("\n");DISP_FM();}if(KEY11==0){delay1ms(15); //延时15msif(KEY11==0)while(KEY11==0);//等待按键释放 auto_search(0);radio_read();UART_Send_Str("目前频率\n"); UART_Put_Num(frequency);UART_Send_Str("\n");DISP_FM();}if(KEY22==0){delay1ms(15); //延时15msif(KEY22==0)while(KEY22==0);//等待按键释放 auto_search(1);radio_read();UART_Send_Str("目前频率\n"); UART_Put_Num(frequency);UART_Send_Str("\n");DISP_FM();}}}6总结经过三天的设计和开发，FM收音机已经做成并能正常工作，通过这次设计实践掌握了基本硬件电路的设计、焊接及故障调试，并学习了keilc编程语言，总之收获颇丰。