基于TEA5767模块的数字FM收音机设计
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。
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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RST
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P3.0接下载线的RXD P3.1接下载线的TXD
P3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。
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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。
参见下图:
⑵控制字节: 在起始条件之后,必须是器件的控制字节,其中高四位为器件类型识别符接着三位为片选位,前7位结合起来表示芯片地址位(CS3667 地址固定为
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1100000),最后一位为读写位,当为1时为读操作,为0时为写操作。
如下图所示:
⑶写入模式:
写入多个字节时,收到每个字节后发出一应答信号(一个时钟长度低电平脉冲)。控制器收到应答信号后,根据实际情况作出是否继续传递信号的判断(也就是说是否发出传输停止信号)。若未收到应答信号,由判断为受控单元出现故障。写入模式时,应答信号都由被接收数据IC发出。
⑷读取模式
读取模式时,当IC接受到控制器发送的地址和读操作后产生一低电平脉冲应答信号后,被读IC发送第1字节数据,发送完,等待由控制芯片发出低电平脉冲应答信号,收到后继续发送第2字节数据……,在最后一个字节读操作的第9个周期,为了结束读操作,控制器必须在第9个周期时发出停止条件者在第9
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