基于TEA5767与BH1415F的数字调频收发系统

摘 要

本文介绍的数字调频收发系统由基于TEA5767的调频收音、基于BH1415F调频发射两部分构成。调频发射与接受的频率范围在80.0MHz-108.0MHz之间，步进频率为100KHz。两大部分各自完成自己的功能，基于BH1415调频发射部分可以将音频信号加载到高频信号中发射出去，完成了调频发射的功能。基于TEA5767的调频收音部分除了可以接受自制的基于BH1415调频发射电台的音频信号，还可以接受到当地广播FM电台外。当调频发射的频率与调频接受的频率数字相匹配时，就可以进行语音等信号的收发，可以应用于校园的广播、无线话筒及接受系统、小区的语音信息播报等系统中。

【关键词】调频发射 调频接收 单片机 电台 频道

基于TEA5767与BH1415F的数字调频收发系统是由调频接收部分和调频发射两大部分构成。该两大部分均采用单片机AT89S52控制，共同完成数字式调频接受与发射，并增加了其人性化的调整按键及界面显示功能，使整个系统更加合理，完善。其中基于TEA5767调频接收部分包括TEA5767模块、单片机AT89S52、音频功放部分、液晶屏显示模块、频率调整按键部分及附加功能等组成。基于BH1415F调频发射的部分包括BH1415F模块、单片机AT89S52、音频接受部分、数码管显示部分、调整频率按键部分等组成。附加功能部分完成了即时时间与环境温度的显示。

1 调频接收部分的实现

调频接受部分也即为调频收音机，主要应用了以TEA5767芯片为核心的调频收音机模块，通过单片机从控制总线向芯片内的寄存器写入控制字进行控制，使其正常工作。TEA5767是由菲利普公司推出低功耗立体声收音机接收器芯片。当今社会很多手机、MP3等电子产品的收音功能几乎都是通过它来实现该功能的。TEA5767内置了主频高达75MHZ的数字信号处理器。同时TEA5767也是具有低功耗电调谐调频立体声收音机的电路，它的内部集成了中频选频以及解调网络，具备了完全免调的特点，因此只要极其少的小体积元件组成电路。

在本部分中除了有TEA5767模块外，还添加了DS1302时钟模块和单总线温度传感器DS18B20可以显示当前时间和温度，并通过按键的调整可以调整接收频率和时间，在液晶显示屏上显示。

1.1 TEA5767模块

图1为芯片TEA5767构成的FM 应用电路图，图2为TEA5767模块的顶视图，电路图中VCC连接的是稳压电源部分中的5 V电源，通过电容器抑制干扰现象。选用钽电容且单位选择10μF电容，其后并联的两个单位为0.1 F的电容可以选用陶瓷电容，使得电容具备介电常数高、高频性能好的特点，从而保证可以更好的稳定收音模块的电源系统。BUS FM 的音频信号输出为接口R-OUT、L-OUT。DATA及CLK作为I2C通信的时钟线和数据线，该系统MCU通过接口I2C从而控制FM Module。芯片上的4管脚WRITE/READ进行空接。CLK、DATA与该电路中的MCU进行串行通信。BUS-ENABLE是总线使能信号，当BUS-ENABLE的信号为低电平的时候，芯片的FM Module管脚进入省电的模式中，因此采取空接的方式。RF是FM收音模块部分的天线接口，即射频信号的输入脚。

1.2 按键调整和液晶显示模块

键盘采用4个独立按键，通过按键的复用达到相应需要的数值的调整、以及选择。

显示屏采用Nokia5510液晶屏，该屏除应用于移动电话外，也可广泛应用于各类便携式设备的显示系统，有功耗低，成本低，性价比高等特点。

本设计界面的设计，S1按键为复位按键，当复位按键按下时显示当前时间和接收频率初值；S2设置为Enter确认键，通过该按键可以调节到调整界面中，并且还可以进行频率的加减设定；S3设置为Add加调整键和1MHz步进选择，S4设置为Sub减调整键和0.1MHz步进选择，S5设置为Back返回键。

2 调频发射部分

调频发射部分也即为调频发射机，主要是应用了BH1415F芯片，该芯片为传输无线音频的集成电路，采用它附加相应的辅助电路就可以做到将立体声的音频信号充当调制信号通过对高频载波的调制发射出去，完成音频信号的发射。

BH1415F芯片主要由预加重的电路部分、限幅电路的部分、低通滤波的电路部分与立体声调制电路的部分以及调频发射的锁相环电路等组合而成。

2.1 硬件电路分析

图3为BH1415F模块电路原理图，音频信号从第1脚和第22脚输入后通过预加重电路、限幅电路和低通滤波器LPF电路后，送到MPX混合器中，第13、14脚接入7.6MHz晶体的振荡电路通过200分频后产生38KHz副载波信号，由38KHz副载波通过两分频产生19KHz导频信号。音频信号和38KHz的副载波信号被多路复合器进行平衡调制，产生了一个主信号（L+R）和一个通过DSB调制的38KHz副载波（L-R），并与19KHz导频信号组成复合信号从第5脚输出，从而实现了立体声调频。

高频振荡器是由第9脚外部的LC回路与内部电路组成，振荡信号经过高频放大器从11脚输出，同时输送到锁相环电路进行比较后从第7脚输出一个信号对高频振荡器的值进行修正，确保频率稳定。一旦频率超过锁相环设定的频率，第7脚输出的电平变高；如果是低于设定频率，它将输出的电平变低；如果相同则电平将不变。

其中L1线圈用0.8mm直径的漆包线绕成空心直径为8cm的线圈，圈数为5圈，方法是找一个直径合适的圆柱体，把漆包线一圈圈排列绕就可以。手绕时要用点力绕紧，松开后线圈的直径会扩大一些。两端的线头要刮去漆面镀锡。 电感量做微调时，可以轻轻拉松线圈，电感会减少。

2.2 频率控制字的写入

本部分由单片机AT89S52作为主控芯片，将单片机的I/O口来控制BH1415的15脚CE端口、16脚CLK端口、17脚DATA端口、18脚MUTE端口。对于BH1415的控制主要是对其频率控制字的写入，如下图的一个16位的频率控制字。D10～D0即为频率值数据，例如88.7MHz的值，根据88.7MHz/100KHz= 887，将十进制数887化为十六进制数为377（HEX），则D10～D0的二进制数为111 0111 0111。

OM-CTL立体声控制位MONO，当该位为1时开启立体声，设为0时关闭立体声。

PD-CTL为PD输出控制位，PD0、PD1设定不同的值PLL的输出状态不同，如表所示。

出厂测试控制位T0、T1，正常使用模式下，必须将T0设为1，T1设为0。下面为Send_BH1415（）函数，完成了频率控制字的写入，如图4。

具体代码实现：

void Send_BH1415（unsigned int frequency）

{ unsigned char c；

BH1415_CE=0；

BH1415_CLK=0；

frequency=（frequency&0xfff）|0x4000；

BH1415_CE=1；

for（c=0；c

{ BH1415_DAT=frequency&0x01；

BH1415_CLK=1；

frequency=frequency>>1；

BH1415_CLK=0；

}

BH1415_CE=0；

}

3 整机使用分析

当调频发射部分和调频接收部分的设置的频率一致时，发射部分输入的音频信号会在调频接收部分中解调出来并经过音频放大后从耳机或喇叭中得到。为了使频率值不与调频电台发生冲突产生声音干扰，在调频接收部分中显示了当地重要电台的提示。

当频率设置在这些频率上时，在界面上进行了相应的提示，如102.9MHz的设定时，界面显示中央中国之声，这时调频接收部分收听到的就是中央中国之声电台，如果需要接收发射部分的信号时，应该避免使用这些信号强的电台频率，选择其他的频率。

本系统中为了更好的使其发挥收发的良好效果，在设计中发射和接收部分的初始频率设定的是一致的，都为100MHz，所以在发射和接收均复位后，就可以完成100MHz的发射和接收。

参考文献

[1]陈金顺.基于全固态调频发射机的调频发射系统[J].电声技术，2009，2（02）：86-88.

[2]王土央，王科力.基于BH1415F的数字立体声调频发射机设计[J].机械与电子， 2011（23）：82-83

[3]谢三毛.基于单片机的数控调频发射器设计[J].煤矿机械，2010，31（3）：246-248.

[4]张伟.基于TEA5767的数字收音机设计[J].信息与电脑，2010（06）：124.

[5]李广弟.单片机基础（第三版）[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008（05）.

作者单位

1.天津职业技术师范大学 天津市 300222

2.天津津微首佳软件技术有限公司 天津市 300222