基于單片機(jī)和TEA5767HN的FM收音機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：為了在電子產(chǎn)品中嵌入立體聲FM數(shù)字收音機(jī)功能。采用單片機(jī)AT89S52和TEA5767HN為硬件核心，運(yùn)用I2C總線通信方式進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，給出了實(shí)現(xiàn)手動(dòng)搜臺(tái)、自動(dòng)搜臺(tái)等功能的FM數(shù)字調(diào)頻收音機(jī)的設(shè)計(jì)方法。該方法采用PT2257對(duì)音頻進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)立體聲輸出，因而具有輕巧、方便、頻帶范圍寬、低功耗、高靈敏度等特點(diǎn)，并可以嵌入MP3、手機(jī)、便攜式播放器等小型電子產(chǎn)品中。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；AT89S52；TEA5767HN；PT2257

0 引言
在當(dāng)前數(shù)字信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的PC時(shí)代。嵌入式技術(shù)越來越同人們的生活緊密相關(guān)。其中掌上嵌入式電子產(chǎn)品更是給人們的生活帶來了很大方便和很多快樂。盡管生活方式不斷發(fā)生變化，但無線電仍然很流行。因此，本文針對(duì)TEA5767HN數(shù)字收音機(jī)芯片的控制機(jī)理，闡述了通過該芯片和C51單片機(jī)來將FM數(shù)字收音機(jī)嵌入智能電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法。

1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思路
本立體聲FM數(shù)字收音機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是通過單片機(jī)AT89S52來控制FM接收芯片TEA5767HN，從而實(shí)現(xiàn)可自動(dòng)搜索并存儲(chǔ)10多個(gè)電臺(tái)節(jié)目(也可手動(dòng)搜索并存儲(chǔ)電臺(tái)節(jié)目)。所收聽電臺(tái)的頻率和臺(tái)號(hào)及時(shí)鐘可在顯示模塊中的LCD上顯示，音量則可通過音量加、減按鍵自主控制，并能存儲(chǔ)關(guān)機(jī)時(shí)設(shè)定的數(shù)據(jù)以及鬧鐘功能。具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

本系統(tǒng)主要由單片機(jī)AT89S52控制模塊、TEA5767HN收音模塊、音量控制模塊、ROM存儲(chǔ)模塊、顯示模塊、按鍵模塊和電源模塊七部分組成。本系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵則在于FM接收、音頻處理等模擬部分；軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于控制模塊與收音模塊之間的通信。
從圖1中可以看出，控制模塊僅僅通過I2C總線與收音模塊連接并控制收音機(jī)工作。本設(shè)計(jì)使用單片機(jī)P3口的兩個(gè)I／O腳來模擬I2C總線的SDA和SCL時(shí)序并與TEA5767HN通信；TEA5767HN輸出的左右聲道音頻信號(hào)可通過音量控制模塊進(jìn)行前級(jí)放大及音量控制，然后輸入到TDA7057進(jìn)行后級(jí)功率放大，最后輸出到揚(yáng)聲器。單片機(jī)可通過I2C總線進(jìn)行音量調(diào)節(jié)；ROM存儲(chǔ)模塊主要用于存儲(chǔ)電臺(tái)數(shù)據(jù)、音量數(shù)據(jù)和時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為存儲(chǔ)和讀取數(shù)據(jù)帶來方便。系統(tǒng)可通過按鍵進(jìn)行操作，通過MCU檢測(cè)按鍵信號(hào)并經(jīng)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)搜臺(tái)、自動(dòng)搜臺(tái)、音量控制、時(shí)鐘調(diào)整等功能，各項(xiàng)操作提示和操作結(jié)果均可通過LCD顯示出來。穩(wěn)壓電源模塊產(chǎn)生的5 V和3．3 V電壓可分別為各個(gè)模塊器件供電。

2 硬件系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
由于本系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于FM接收、音頻處理等模擬電路部分，其余電路均為常規(guī)電路，因而其硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)著重分析收音模塊、音量控制模塊這兩部分電路。
2．1 收音模塊電路分析
FM接收電路是系統(tǒng)硬件電路中的核心部分之一，本硬件系統(tǒng)采用單芯片TEA5767HN作為FM接收電路的核心元器件。Philips公司提供的TE-A5767HN芯片為低電壓、低功耗和低價(jià)位的全集成單芯片立體聲無線電產(chǎn)品，它只需要極少的外圍元件，并且基本上不需要外部對(duì)高頻信號(hào)的手動(dòng)調(diào)準(zhǔn)。另外，其頻帶范圍較寬，可以完全免費(fèi)調(diào)到歐洲、美國(guó)和日本的調(diào)頻波段。

圖2所示為TEA5767HN的FM應(yīng)用電路連接圖。圖中，VCC接穩(wěn)壓電源模塊中的3．3 V電源，并通過磁珠FB及電容器進(jìn)行干擾抑制。22μF的電容選用鉭電容，兩個(gè)0．1μF的電容可以選用介電常數(shù)高、高頻性能好的陶瓷電容，以保證整個(gè)收音模塊的電源系統(tǒng)更加穩(wěn)定。R_OUT、L_OUT為FM的音頻信號(hào)輸出。DATA和CLK為I2C通信的數(shù)據(jù)線和時(shí)鐘線，系統(tǒng)的MCU通過I2C接口來對(duì)FM Module進(jìn)行控制。芯片上的W／READ引腳在本系統(tǒng)中沒有使用，故空接。CLK、DATA用于與系統(tǒng)的MCU實(shí)現(xiàn)串行通信。BUS-ENABLE為總線使能信號(hào)，當(dāng)BUS-ENABLE為低時(shí)，芯片上的FM-Mod-ule引腳進(jìn)入省電模式，所以采取空接方式。RF為FM收音模塊的天線接口，即射頻信號(hào)輸入腳。