摘要本设计是一个数字调频收音机（FM），就是接受频率调制的无线电信号，经过解调还原成原信号的电子设备，利用单片机控制有FM功能的专用芯片,设计一个基于TEA5767模块的数字FM收音机。

本设计采用模块化设计，整个系统由控制模块，FM音频模块和功放模块组成。

本设计核心采用的是TEA5767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。

TEA5767芯片内集成了完整的IF频率选择和鉴频系统，就可实现FM收音机的全部功能。

采用的是Lcd1602液晶显示屏，实现单片机的频率值与模块内部的寄存器（PLL值）之间的相互转换，从而带动功放的工作。

功能：自动收台，手动收台，液晶显示。

采用主要模块有：（1）STC89C52单片机模块。

（2）Lcd1602显示模块。

（3）TEA5767收音机模块。

关键词：STC89C52 Lcd1602 TEA5767模块目录摘要 (2)1.绪论 (5)1.1 课题背景 (5)1.2 课题概述 (5)2.设计要求与思路 (5)2.1 收音机的设计要求 (5)2.2 系统设计整体思路 (5)3.主要电路模块的实现方案比较及选择 (6)3.1 控制模块方案选择 (7)3.2 液晶显示模块方案选择 (7)3.3 无线芯片方案选择 (7)4．系统电路图 (8)4.1 微控制器模块 (8)4.2 FM模块 (9)4.2.1 FM模块介绍 (9)4.3 工作原理 (10)4.3.1串行总线工作模式 (10)4.3.2 串行总线基本操作 (10)4.3.3数据传送 (12)4.3.4、三线总线工作模式 (12)5.系统软件设计 (13)5.1 主程序设计 (13)5.2 流程图 (14)6.硬件电路测试与检测 (14)6.1 硬件装配 (14)6.2 系统测试 (14)7.结束语 (15)8.参考文献 (15)9.致谢 (15)10.附录 (16)10.1 电路原理图 (16)10.2 电路PCB图 (16)10.3 电路实物图 (17)10.3 元器件清单 (18)11.操作框图 (19)程序框图 (20)12.程序 (21)12.1 主程序 (21)12.2 I2C总线 (26)12.3 Lcd1602程序 (29)基于TEA5767模块的数字FM收音机设计一．绪论1.1课题背景随着科学技术的不断发展,新颖的调频收音机的不断出现,技术不断的提高,设计出来的收音机外型精致和小巧。

从分离元件到集成电路，这标志着收音机的内部电路简单。

用一个集成块就能完成所有的工作。

从早期的调幅收音机到现在的调频收音机，我们可以想象收音机的不断的改进和不断创新，使收音机的发展空间愈来愈大。

现在，出现了新一代高科技产品——数字调频收音机，功能强大，性能优良,设计精巧耐用。

1.2课题概述收音机的接收原理就是把从天线接收到的高频信号经检波（解调）还原成音频信号，送到耳机变成音波。

由于广播事业发展，天空中有了很多不同频率的无线电波。

如果把这许多电波全都接收下来，音频信号就会象处于闹市之中一样，许多声音混杂在一起，结果什么也听不清了。

为了设法选择所需要的节目，在接收天线后，有一个选择性电路，它的作用是把所需的信号（电台）挑选出来，并把不要的信号“滤掉”，以免产生干扰，这就是我们收听广播时，所使用的“选台”按钮。

选择性电路的输出是选出某个电台的高频调幅信号，利用它直接推动耳机（电声器）是不行的，还必须把它恢复成原来的音频信号，这种还原电路称为解调，把解调的音频信号送到耳机，就可以收到广播。

二.设计要求与思路2.1收音机的设计要求：可对无线接收机的频率进行控制。

通过键盘可以设置接收频率，接收频率在88-108MHz内自选20M的带宽。

2.2系统设计整体思路（1）硬件部分：整体由52单片机控制，组成由液晶显示屏、功放模块、TEA5767收音机模块、按键。

如下图所示：图为：系统方案设计框图三、主要电路模块的实现方案比较及选择AM：改变载波的振幅称振幅调制。

AM是指对信号进行幅度调制。

一般做法就是先在原信号上叠加一个直流信号以保证信号f(t)+A>0，然后乘上一个高频的余弦信号，即得到g(t)=[f(t)+A]coswt。

在频域上的效果就是将原信号的频谱移动到w处，以适合信道传输的最佳频率范围。

g(t)的包络线即f(t)+A,用一个简单的包络检测电路就可以接收并还原信号了。

FM：改变载波的频率称频率调制。

音频信号的改变往往是周期性的。

与“FM 无线电波”相同，“FM合成理论”同样也有着发音体（载体）和调制体两个元素。

发音体或称载波体，是实际发出声音的频率振荡器；调制体或称调制器.本次方案选用的是FM调制。

理由有以下几点：1)在同样的频率、功率等条件下，用调频方式传输信号比调幅方式要远得多。

因为调幅方式的载频电平要高出噪声电平三四十分贝才能得到良好的图像指标，而调频方式只要高出噪声电平几分贝即可。

2)调频比调幅抗干扰能力强：外来的各种干扰、加工业和天电干扰等，对已调波的影响主要表现为产生寄生调幅，形成噪声。

调频制可以用限幅的方法，消除干扰所引起的寄生调幅。

而调幅制中已调幅信号的幅度是变化的，因而不能采用限幅，也就很难消除外来的干扰。

3)另外，信号的信噪比愈大，抗干扰能力就愈强。

而解调后获得的信号的信噪比与调制系数有关，调制系数越大，信噪比越大。

由于调频系数远大于调幅系数，因此，调频波信噪比高，调频广播中干扰噪声小。

4)调频波比调幅波频带宽。

3.1控制模块方案选择：方案：控制核心选择STC89C52单片机，该单片机有一个8位的微处理器，与通用的微处理器基本相同，STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。

优势为结构简单，价格不高，易于购买。

缺点为缺少AD转换功能，运行速度较慢。

由于方案的单片机使用较为广泛，功能较为了解。

故采用此方案作为控制模块。

3.2液晶显示模块方案选择：方案：用Lcd1602显示屏，该显示屏具有2行16个字符。

Lcd1602具有体积小、重量轻、功耗低、寿命长、无辐射、无污染等优点，低压、微功耗极低的工作电压，只要2V-3V即可工作，而工作电流仅几个微安即每个显示字符只有几个微安。

优势为结构简单，价格不高，易于购买。

实际中应用到的机会比较大。

通过自己所掌握的知识与能力，由于对Lcd1602的使用比较了解。

故采用此次模块。

3.3无线芯片方案选择：TEA5767芯片，通过I2C接口与单片机进行通信。

单片机按键对TEA5767进行初始化输入接收频段的频率，TEA5767内部对信号滤波、放大、解调处理，输出信号经过功放进行放大，插上耳麦即可收听到电台节目，接收频率为87M~108MHz。

方案（1）采用无线芯片TEA5767，自己设计外围电路。

方案（2）采用相关厂家生产的TEA5767模块来实现。

很显然，第一种方案需要自己设计电路、画PCB和焊接，而TEA5767采用的是FVQFN40（耐热的薄型四脚扁平封装）封装，在短时间内和有限的条件下实现硬件功能的难度相当大。

所以本设计采用第二种选择方案——使用现成的模块。

四、系统电路图4.1微控制器模块单片机是控制单元的核心，起着控制收音机所有运行状态的作用。

单片机控制模块使用的是STC89C52，使用该芯片很容易实现对其他模块的控制。

通过对单片机STC89C52写入程序，可以方便的用软件来控制整个过程。

STC89C52单片机，支持USB口或者是串口两种下载程序方式，不用另买烧写器，编程器等产品，可以方便的烧写程序到单片机里；单片机内部有P0、P1、P2、P3个八位双向I/O口，外设与这些端口可以直接相接，无需另外的接口芯片。

P0-P3既可以按字节输入或输出，也可以按进位进行输入输出，共32条口线，其控制十分灵活方便。

单片机特点：（1）集成度高，体积小，可靠性高（2）控制功能强（3）低电压，低功耗（4）性价比高图4.1单片机最小系统P1口负责控制LCD液晶显示。

通过软件模拟SPI总线控制显示内容。

P2.6接TEA5767模块的DAT线。

P2.7接TEA5767模块的CLK线。

RET接复位端的RSTP3.0接下载线的RXDP3.1接下载线的TXDP3口负责扫描按键。

P3.2接按键1。

P3.3接按键2。

P3.4接按键3。

P3.5接按键4。

P3.6接按键5。

P3.7接按键6。

4.2FM模块图4.2 FM模块原理图DAT线接微控制器模块P2.6引脚。

CLK线接微控制器模块P2.7引脚。

DAT和CLK线组成IIC总线与微控制器通信。

OUTL输出左声道。

OUTR输出右声道。

4.2.1 FM模块介绍在方案设计时就已经确定FM部分采用按照datasheet推荐的应用设计电路图生产的模块。

本设计FM模块采用B20C封装的完整版收音机模块，外接引脚只有10个，开发者只需要关注引脚而不需要关注模块的内部结构，开发方便简单，使用过程简单。

4.3 工作原理：由于TEA5767收音机模块，必须要由单片机通过控制总线向芯片内的寄存器写入控制字才能正常工作。

而TEA5767收音机模块的控制总线有I2C和3-wire 两种。

在设计过程中，我们把模块的8脚（MODE）接地，因此，我们采用I2C 总线方式。

我们通过往单片机写入相关程序，然后通过I2C总线，实现单片机与TEA5767模块之间的双向转。

利用不同的按键操作，实现频率的各种改变。

在手动搜索模式下，通过按键的操作，增加（减少）频率值，然后通过I2C总线，传送数组到模块的寄存器中，转化为内PLL值。

而在自动搜索模式中，我们通过按键控制模块内部PLL值的增加（减少），然后通过读取模块内部的数组，通过计算，得出频率值，显示在数码管上，以带动蜂鸣器的工作。

4.3.1.串行总线工作模式:串行总线在传送数据过程中共有三种类型信号，它们分别是：开始信号，结束信号和应答信号。

开始信号：CLOCK为高电平时，DATA由高电平向低电平跳变，开始传送数据；结束信号：CLOCK为高电平时，DATA由低电平向高电平跳变，结束传送数据；应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲,表示已收到数据。

4.3.2 串行总线基本操作：⑴串行规程运用主/从双向通讯。

器件发送数据到总线上，则定义为发送器，器件接收数据则定义为接收器。

主器件和从器件都可以工作于接收和发送状态。

总线必须由主器件（通常为微控制器）控制，主器件产生串行时钟 CLOCK 控制总线传输方向，并产生起始条件和停止条件。

DATA线上的数据状态仅在CLOCK 为低电平的期间才能改变，CLOCK为高电平的期间,DATA状态的改变被用来表示起始和停止条件。