基于单片机的数字FM收音机设计摘要：本文在具体分析了STC89C52单片机的技术特点与数字FM收音机的基础上，提出了采用单片机控制收音机实现数字调频的方法，并给出了具体的软硬件设计。
该系统利主要由STC89C52单片机、液晶显示器、按键、调频收音模块TEA5767、功放LM386组成[1]。
实际运行时，用TEA5767搜索频率，利用单片机STC89C52控制处理，经LM386芯片放大音频功率同时再通过液晶显示器显示频率，最终实现87.5MHz～108MHz调频广播的接收。
相关的功能验证实验表明，本系统达到了既定的设计目标。
关键词：单片机技术；收音机；频率搜索；液晶显示The Design of Digital FM Radio Which Based on Single ChipMicrocomputerAbstract:This paper mainly proposes the method of using single chip computer to control digital FM radio . It gives the specific hardware and software design which based on a detailed analysis on of the technical characteristics of STC89C52 SCM and digital FM radio. The system uses STC89C52 SCM as CPU for overall control, mainly composed of STC89C52 SCM, LCD display, keypad, FM radio module TEA5767 and LM386 amplifier. When it operates, firstly you should use the TEA5767 display to show the search frequency. Then, control and process it with STC89C52 SCM. By the way magnify the audio power through LM386 chip. The LCD display frequency. Ultimatel y, it’ll reach a broadcast reception range from 87.5MHz to 108MHz FM. Some related functional verification experiments show that the system achieves the established design goals.Keywords:SCM technology; Radio; Frequency search;Liquid-crystal display目录序言 (1)第1章课题分析与方案论证 (2)1.1 课题任务分析 (2)1.2 方案论证 (2)第2章硬件电路 (5)2.1主控电路 (5)2.2音频输出电路 (9)2.3FM收音电路 (12)2.4LCD1062液晶屏模块 (15)2.5按键电路 (16)2.6I2C总线简介 (16)2.7电路装配注意事项 (18)第3章软件设计 (19)3.1主程序设计 (19)3.2液晶屏显示控制子程序 (21)3.3收音机控制子程序 (23)第4章系统测试 (25)4.1硬件测试 (25)4.2软件测试 (25)4.3整机调试 (26)4.4调试结果 (26)结束语 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录 (30)附录1 程序清单 (30)附录2 硬件原理图 (42)附录3 硬件实物图 (43)附录4 外文资料原文 (44)外文资料译文 (50)序言当前时代，虽然电视、手机、互联网等媒体和各种便携式娱乐设备已经普及到千家万户，但传统的收音机在丰富的娱乐媒介中任然占有重要地位。
随着信息化的发展，收音机逐渐数字化，集成化，而且成本越来越低，这使得在各种设备中嵌入收音机的现象更加普遍。
例如，本文所要论述的是通过单片机来控制TEA5767模块及驱动液晶显示器实现FM收音并显示频率。
TEA5767HN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,其内集成了完整的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[2]。
TEA5767系列单片数字收音机就被广泛地应用在数字音响，便携式CD、VCD、DVD、MP3、MP4、手机、PDA等数字消费电子系统中。
但是该数字收音机芯片与传统的超外差式收音机的调谐原理不太相同，传统的超外差式收音机的固定频率为10.7MZ，而TEA5767系列数字收音机的固定中频为225KHz，由于固定中频不同，锁相环系统的软件控制就有很大的差别，这就给广大芯片应用设计者带来一定的难度。
本设计采用宏晶科技生产的8位微控制器STC89C52来控制数字收音机模块TEA5767，构成一个FM 数字收音机系统。
该收音机的设计具有电路简单易懂、体积小、易调谐的特点，同时该收音机系统还具有抗干扰能力强，频带宽、音质好的优点。
本次设计研究的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，数字调频收音机系统主要由STC89C52单片机、液晶显示器、按键、调频收音模块TEA5767、功放LM386组成，主要是实现所需电压值、稳压、搜台、控制和频率显示等方面功能。
实际运行时，STC89C52单片机作为CPU进行总体控制[3]，液晶显示器显示电台频率，四个按键SW1～SW4起调频选台作用（按下按键SW1电台频率增加，按下按键SW2电台频率减少，按下按键SW3电台上调，按下按键SW34电台下调），TEA5767搜索频率,LM386芯片放大音频功率，最终实现87.5MHz～108MHz调频广播的接收；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TEA5767，以及PLL控制字转换成频率送显示。
相关的实验表明，本系统达到了既定的设计目标。
第1章课题分析与方案论证1.1课题任务分析课题要求设计一个基于单片机的数字FM收音机，能够实现搜台、频率控制以及频率显示的功能。
收音频段为87.5MHz～108MHz，采用液晶显示器显示频率。
通过对课题任务的分析可知，可以利用锁相环频率合成器BU2614与单片机STC89C52连接,实现87.5MHz～108MHz调频广播的接收，并用TEA5767搜索频率,通过液晶显示器显示，并用按键调节频率。
1.2方案论证系统以STC89C52单片机作为控制模块，无线FM模块作为调频选台模块。
系统框图如图1-1所示。
图1-1 系统方案设计框图1.控制模块决定采用STC89C52,其主要特点如下:（1）增强型8051 单片机，6时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051。
(2) 工作电压：5.5V～3.3V（5V 单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机）。
(3) 工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz[4]。
(4) 用户应用程序空间为8K 字节。
(5) 片上集成512 字节RAM。
(6)通用I/O 口（32 个），复位后为：P0/P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉，P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。
(7) ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序。
(8) 具有EEPROM 功能。
(9) 具有看门狗功能。
(10) 共3 个16 位定时器/计数器。
即定时器T0、T1、T2[5]。
(11) 外部中断 4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。
(12) 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART。
(13) 工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）。
(14) PDIP 封装[6]。
2.无线FM模块无线模块选择是本设计的关键，有两种方案可以选择：方案 a 采用无线芯片TEA5767HN，自己设计外围电路。
方案 b 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TEA5767HN芯片采用的是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。
所以决定采用第二种方案——使用现成的模块[7]。
3.电源模块单片机的供电电压要求是5.5V～3.3V，TEA5767的供电电压要求是2.5V～5.0V。
本设计中决定采用7805稳压芯片和AMS1117对系统进行供电，电源是9V的蓄电池，9V输入电压信号经过7805稳压芯片稳压后得到5V电压，实现对单片机供电，5V电压再经过AMS1117得到3.3V电压，实现对TEA5767的供电。
4.功放模块TEA5767音频输出具有立体声方式，也可以采用单声道输出，具体方式可以通过编程设定，为简化设计，本设计决定采用单声道输出，功放芯片使用LM386，供电采用5V供电。
5.显示模块方案a:使用LCD1602作为显示器部分工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。
用液晶1602来显示可实现液晶的动态点亮。
因为只需要一片液晶就可以显示，所以单片机控制两个控制端时，最高控制端接地。
用软件作为液晶的驱动显示，且具体译码由软件控制。
方案b：使用数码管作为显示部分数码管按段数分可分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多个小数点）。
按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管。
通过对其不同的管脚输入相应的电流，会使其发亮，从而显示出数字。
由于两个方案都可以实现同样的功能，虽然方案b便宜但是从焊接角度来看方案b的连接线的十分多而且容易出错，方案a设计简单，反应速度较快，体积小显示内容丰富并且本次的设计需要显示角度和一些字样，如果采用方案b的话就需要很多数码管这样一来焊接时更容易出错，所以决定选择方案a。
设计既要实现数字FM收音机的基本功能，又要尽量做到简单廉价，综合考虑各项因素，以上设计方案是可行的。