基于单片机的数字调频收音机设计

朱思羽 赵鑫喆 肖菁 邸国辉

摘要：针对传统收音机手动调谐不好自己把握不同尺度，很难调谐到合适工作位置，并且接收灵敏度不高，接收频带窄等等方面的不足之处，本文设计采用STC89C52单片机和TEA5767为核心器件，实现数字FM收音机系统。设计的调频收音机研究体积小，收音效果好，系统稳定性强。

关键词：收音机;数字调频;带宽

1引言

1888年德国科学家来赫兹发现了无线电波，1901年意大利科学家马可尼发明了无线电报，1901年马可尼设计无线电并成功从英国到加拿大发送信息。从开始使用无线电波信息进行第一次传输，人类不断寻求研究，利用各种渠道，提高通信的可靠性与通信距离。人们通过不断努力追求社会生活学习方式的多元化，个性化，电子信息技术的发展，无线网络通信的发展，给人类的生活带来了新的面貌;人们不仅可以随心所欲地享受无线通信的手段。用来进行接收数据信息的接收器叫做收音机。迄今为止收音机不仅有接收功能，还能够与图纸结合，如电视接收图像。从1930年开始的电子管类型的收音机，晶体管类型于1954年制作而成，发展到集成电路收音机，以及现在被广泛使用的DSP收音机，收音机改变了人们沟通联络的方式，极大的增加了生活的便捷性。它的性能越来越好，功能越来越强。

2 设计意义

如今数据时代发展潮流使得很多家庭都有收音机，因此收音机无处不在。然而大多数常规收音机的使用模拟无线电调谐器，调谐到可变电阻器或可变电感硬件，语音放大依赖于硬件的广播信号，所以频率是不够精确。数字调频收音机的出现就是因为以上缺点，科技不断的创新，发展出现了数字调频收音机，从而满足人们的需求。数字调谐收音机的出现使传统收音机被淘汰。

一般数字调频收音机使用低压电源， 飞利浦公司推出了适合低压的单片机一款芯片，中频选频和鉴频系统的性能卓越，非常低的组件成本可以完成调频。众所周知DVD、MP4、手机、等一系列电子产品中用的都是TEA5767类型数字模块。由于不同的固定中频，相位锁定环控制系统软件有是有很大的区别，因此设计有一定的困难存在。

3系统硬件设计

本设计的FM收音机，硬件电路主要由以下几部分组成：STC89C52单片机、液晶显示器LCD、调频收音模块TEA5767、功放LM386、按键。当运行时单片机STC89C52为数字调频收音机核心控制器件，通过液晶显示器显示电台的频率最后由四个按键KEY0～KEY3起调频选台;第一个按键KEYO的功能是是增加电台频率，第二个按键KEY1是减少电台频率，第三个按键KEY2控制着电台上调，第四个按键KEY3则管控着电台下调。实现部分甚高频信号接收;通过系统程序可以直观的看出电台频率是怎样换算出PLL控制字。

本方案设计的是由I2C控制的寄存器控制TEA5767模块完成的搜索来达到一系列功能，所接收的信号由LM386芯片的放大电路，通过扬声器外放，经过精确的换算LCD屏幕上将会显示最后接收的频率，按下读取键，就可以轻松及时的收听我们所搜索的电台。本设计方案主要是由控制与收音两个核心模块共同构成，后级功率再通过放大器LM386输出到使用扬声器，声音由此产生。该系统可以被设计为通过键操作进行管理，并通过检测该键信号，音量控制，时钟调节功能，工作操作和风险分析的操作实现由MCU芯片技术及其手动搜索，自动搜台可以在液晶显示提示。稳压电源模块产生电压，5V和3.3V电压分别向每个模块设备供电。

（1）主控电路：由时钟电路与复位电路与单片机构成最小系统，有单片机完成主控任务。复位系统能够将中央处理单元单片机与其器件恢复到最初状态。单片机STC89C52的复位引脚输入，如果RST保持高电平的时候，它就会一直保持复位前开始状态。CPU要想从最开始状态工作要求RST退出复位。它能有效实现自动复位和手动复位的功能。

（3）音频输入电路：FM模块采用的芯片是TEA5767，用一个HVQFN40的小方块将FM功能都集成到一起。大多数的芯片电压是3.3V，波动范围为2.5V至5.0V，;76～108MHz为调频接收频率。

（3） 音頻输出电路：LM386芯片为本次设计的功放模块。LM386芯片为的功率放大器集成电路，并且主要为低损耗电源所设计的芯片。音频信号输入后经内部放大电路放大后，扬声器发送接收的信号。随身听、便携式的DVD等音频放音设备常用LM386集成功放电路;功率较小，基本达到用户听觉需求，电路极为简单、音质效果好、电压浮动范围宽。

4系统软件设计

本设计的软件部分主要是对收音与控制进行编程，主程序主要由几大模块组成的，它们分别是收音模块、液晶显示器模块、按键控制模块。主要流程是：初始化芯片TEA5767与液晶显示器，打开定时器，扫描按键。根据不同的按键可以进行积极响应的处理。系统完成初始化环节，收音模块会自动读取信息，同时收音模块将会通过数据技术，研究分析方法处理以上数据，其后将最终能够得到的数据上传至单片机，单片机根据学生得到的数据作为驱动液晶显示器进行选择相应的显示，单片机扫描管理系统键盘端口，获取键值，然后进行与之相对应的处理。

结论

FM无线电部分主要分别由输入，高放，混频，中放，鉴别器，本地振荡器电路和功放电路组成。LC振荡回路是由高频信号输入到回路经电容C、L组成的，频带为88MHz到108MHz的滤波器。调频控制信号经过集成高放与谐振进行放大，由FM混频输出之后扩增。本文概括讲述了调频收音机的设计过程，通过硬件与软件设计实现调频收音机搜台与放音等控制。

参考文献：

[1]王晓明， 曾红. 单片机教程[M]. 东北大学出版社， 2001. [2]李学海. PIC单片机实用教程-第2版[M]. 北京航空航天大学出版社， 2007.

[2]何立民. 单片机高级教程：应用与设计[M]. 北京航空航天大学出版社， 2007.

通讯作者：邸国辉（1979-）男，黑龙江大庆人，副教授，研究方向：农业信息处理