單片機(jī)FM收音機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u7968單片機(jī)FM收音機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)案例 1282171.1硬件組成 160981.1.1數(shù)字FM收音機(jī)系統(tǒng)控制中心單片機(jī) 1101261.1.2收音功放芯片TDA2030 279851.1.3PT2257音量模塊 377961.1.4FM收音模塊 577051.2FM電路及其設(shè)計(jì) 8222871.3單片機(jī)控制與顯示電路 9132941.4供電電路與放大電路 101.1硬件組成這個(gè)收音機(jī)的硬件系統(tǒng)由單片機(jī)STC89C52、功放芯片TDA2030、音量模塊PT2257、FM收音模塊TEA5767相連而成。1.1.1數(shù)字FM收音機(jī)系統(tǒng)控制中心單片機(jī) 單片機(jī)的選擇在本設(shè)計(jì)中也是需要考慮的，基于各種因素，將選用物美價(jià)廉的STC89C52芯片。STC89C52芯片是一種在各個(gè)方面都能滿足需求的一款。它的主要功能有很多，由于很方便查找所以就不在述說。其外形和引腳圖如下圖2-1所示圖2-1STC89C52單片機(jī)外形圖及引腳圖單片機(jī)STC89C52為這個(gè)系統(tǒng)的控制核心，它在設(shè)計(jì)中扮演著十分重要的角色。單片與其他的硬件連接，通過FM收音模塊命令實(shí)現(xiàn)兩個(gè)搜索模式。然后，經(jīng)過讀取按鈕的方式來決定外圍電路的命令。這個(gè)由單片機(jī)分析，直接向無線電模塊發(fā)送信號(hào)。接收到信號(hào)后，無線電模塊響應(yīng)外圍電路的指令，并調(diào)整無線信道。之后，通過讀取按鈕的方式來決定外圍電路的命令。這個(gè)由單片機(jī)分析，直接向無線電模塊發(fā)送信號(hào)。接收到信號(hào)后，無線電模塊響應(yīng)外圍電路的指令，并調(diào)整無線信道。頻道經(jīng)單片機(jī)處理后，在LCD1602液晶顯示器上顯示搜索到的頻率。1.1.2收音功放芯片TDA2030無線電系統(tǒng)接收到的信號(hào)一般很弱，所以需要通過功率放大器將信號(hào)放大，然后用揚(yáng)聲器輸出。這個(gè)時(shí)候要選擇體積小、輸出功率大、失真小的音頻功率放大器芯片。德國windroot公司生產(chǎn)的tda2030就可以。其引腳有H型和V型。該集成電路廣泛應(yīng)用于汽車立體聲接收機(jī)和錄音機(jī)、中功率音頻設(shè)備，并具有內(nèi)部保護(hù)電路功能。其外形如圖和引腳功能如表2-2、2-1，參數(shù)如表2-2所示圖2-2TDA2030外形圖表2-1TDA2030功能引腳引腳12345功能正向輸入端反向輸入端負(fù)電源輸入端功率輸出端正電源輸入端 表2-2TDA2030主要參數(shù)表A2030極限參數(shù)參數(shù)名稱極限值單位電源電壓（Vs）±18V輸入電壓（Vin）VsV差分輸入電壓（Vdi）±15V峰值輸出電流（Io）3.5A耗散功率（Ptot）（Vdi）20V工作結(jié)溫（Tj）-40±150℃存儲(chǔ)結(jié)溫（Tstg）-40±150℃ 1.1.3PT2257音量模塊在無線電系統(tǒng)中，音量的輸出可以用PT22257芯片。Pt22257是一款采用CMOS工藝制作的兩聲道音量控制芯片。它僅僅8個(gè)引腳，采用I2C控制接口設(shè)計(jì)。并有0～79dB的衰弱帶，噪音小，立體分離度高和極少的外圍元件的優(yōu)點(diǎn)。如下圖所示。圖2-3PT2257內(nèi)部電路圖圖2-4PT2257外觀圖表2-3PT2257引腳1.1.4FM收音模塊這個(gè)時(shí)候要用到一個(gè)模塊的控核心芯片，飛利浦公司生產(chǎn)的立體聲調(diào)頻芯片好像就是為此而生，其名為TEA5767。該芯片將所有調(diào)頻功能集于一個(gè)小于6*6平方米的小模塊中，并采用hvqfn40封裝。這個(gè)芯片有1.5V到5.0V的工作電壓，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)3V；76到108MHz左右的射頻率范圍，非常低的失真度，大約在0.4%。引腳分布和定義分別如圖2-3和表2-3。圖2-3TEA5767芯片引腳分布表2-3引腳定義管管腳定義管腳定義1空腳21空腳2鎖相環(huán)輸出22左聲道輸出3本振23右聲道輸出4本振24軟靜音時(shí)間常數(shù)5本振電源25檢波輸出6數(shù)字地26基準(zhǔn)7數(shù)字電源27中頻中心頻率調(diào)整時(shí)間常數(shù)8數(shù)據(jù)線28中頻限幅器退藕19時(shí)鐘線29中頻限幅退藕210空腳30空腳11三線讀寫控制31空腳12總線模式選擇32增益控制13總線使能端33模擬地14軟口134模擬電源15軟口235射頻輸入116晶振36高頻地17晶振37射頻輸入218相位濾波38高放AGC時(shí)間常數(shù)19導(dǎo)頻低通濾波39鎖相環(huán)開關(guān)輸出20空腳40空腳優(yōu)點(diǎn)如下：（1）集成高靈敏度的低噪聲放大器（2）內(nèi)置的FM解調(diào)器可以省去外部鑒頻器，并且FM的中頻選擇性可在芯片內(nèi)部完成（3）可以采用31.768KHz或13MHz的振蕩器產(chǎn)生參考時(shí)鐘或可以直接輸入6.5MHz的時(shí)鐘信號(hào)（4）可以通過I2C或三線串行總線來獲取中頻計(jì)數(shù)器值或接收的高頻信號(hào)電平，以便進(jìn)行自動(dòng)調(diào)諧功能（5）射頻具有自動(dòng)增益控制功能，并且LC調(diào)諧振蕩器只需固定片裝電感。芯片工作原理分析：原理框如圖2-4所示圖2-4原理框圖1.2FM電路及其設(shè)計(jì)作為系統(tǒng)核心之一的FM接收電路。該硬件系統(tǒng)利用芯片tea5767hn模塊作為調(diào)頻接收電路的核心部件。飛利浦公司提供的tea5767hn模塊芯片是一種電壓小、能耗低、成本小的集成單片立體聲收音產(chǎn)品。它只要幾個(gè)周邊元件，大致上不需要外部手動(dòng)調(diào)節(jié)高頻信號(hào)。此外，它的頻率范圍還很寬，可以免費(fèi)調(diào)聽到歐美日的調(diào)頻波段。它的接線圖如圖2-5所示。圖2-5FM模塊應(yīng)用接線圖通過磁珠和電容器對(duì)其壓制，可以在圖中看出電源接3.3V。同時(shí)要注意它的高頻特性和直流電阻對(duì)抑制芯片的高頻噪聲是不一樣的。22uF電容器最好用鉭電容器，兩個(gè)0.1uF電容器可以使用高介電常數(shù)和高頻性能，這保證了整個(gè)FM模塊電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性?？偩€模式用于選擇CPU和FM模塊之間的串行通信模式。它是I2C通信模式。Data和CLK是I2C通信的數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線。系統(tǒng)CPU通過I2C接口控制FM模塊。此系統(tǒng)中不使用W/read。此時(shí)，F(xiàn)M模塊通過w/read、CLK和data實(shí)現(xiàn)與CPU的三線串行通信。當(dāng)bus-I2C模塊處于節(jié)電模式時(shí)，可通過bus-i2cfm接口直接進(jìn)入節(jié)電模式。FM是FM模塊的天線接口，是射頻信號(hào)的引腳輸入?，F(xiàn)在有很多的電子產(chǎn)品，使用的是耳機(jī)線而不是天線。J3為耳機(jī)接口。耳機(jī)左右聲道信號(hào)線上感應(yīng)到的毫伏FM信號(hào)可通過J3引腳③進(jìn)入FM模塊。當(dāng)然，這樣的小信號(hào)不會(huì)對(duì)耳機(jī)的音質(zhì)產(chǎn)生任何影響，而且由于上圖中三個(gè)0.22uh空心電感的隔離作用，F(xiàn)M模塊可以以非常小的損耗接收FM信號(hào)。需要注意的是，三個(gè)空心電感器應(yīng)放置在靠近耳機(jī)接口的電路板上，提高接收靈敏度，而且電感器的直流阻抗要小，以降低音頻功率能耗。三個(gè)感應(yīng)器的選擇考慮到了空心結(jié)構(gòu)，可能尺寸有點(diǎn)大，不適合此類產(chǎn)品的使用，感應(yīng)器的陶瓷支架可以選擇。還有不要使用非線性比大的氧化鐵支架電感，因?yàn)槎鷻C(jī)的音質(zhì)會(huì)變差。1.3單片機(jī)控制與顯示電路單片機(jī)部分以STC89C52為核心，包括諸如復(fù)位、晶振、按鍵控制的各種電路。其原理見圖2-6 圖2-6單片機(jī)控制電路液晶顯示器LCD