单片机FM收音机设计研究

摘要：该设计是单片机控制电路与TEA5767模块电路及音频功率放大电路共同组成的FM收音机电路，用来实现频道接收、保存、播放等功能。系统采用STC89C52为主控，TEA5767作为数字信号处理器，I2C总线协议为主控与数字信号处理器之间的通信协议，可以实现频道自动搜索、接收、保存、播放等功能。通过LCD显示器实时显示当下操作及相应频道所在频率。最终测试结果表明：该设计可以实现频率在87.5MHz~108MHz调频广播的接收，本设计能够达到了既定的设计目标。

关键词：单片机；FM收音机；TEA5767；I2C总线

随着现代科学技术的不断发展，电子产品也不断更新换代，单片机的广泛应用使用使现在的电子产品设计越来越方便、功能越来越好，而单片机是所有微处理器中性价比最高的一种，它的功能不断完善，种类不断增加，因此它的应用领域也不断扩大，本文我们将单片机与FM收音机芯片综合运用起来，设计了一款可以实现调频、存台的FM收音机系统。

1系统方案

该系统设计采用模块化设计，主要由存储模块，主控制器，数字处理芯片和音频功率放大器组成。系统工作原理框图如图1所示，由主控制器接收按键信号进行人机交互，通过I2C总线，主控制器作为主机，TEA5767为从机，双机通信，TEA5767芯片输出音频信号经LM386放大后通过耳机或扬声器播放，系统运行时，收听电台的频率可在LCD显示器上实时显示，通过按键手动控制频率搜台，或切换至自动搜台模式，音频输出设备音量可由电位器调节[8]。

2系统硬件设计

该系统的硬件设计部分分为TEA5767数字处理电路、主控制器电路和音频功放电路。TEA5767数字处理电路模块部分为该系统工作部分，主控制器为控制部分。

2.1TEA5767数字处理电路模块

TEA5767数字处理电路图为本系统主要电路图，是本系统的核心部分，该部分由TEA5767芯片及电路组成，如图2所示。系统采用了TEA5767芯片，它的RF接收频率范围是（76~108）MHz，其音频输出电压约为60~90mV，带宽为22.5kHz，具有高灵敏的低噪声放大器、自动增益控制的性能[2]。由于TEA5767音频输出信号微弱，因此音频输出信号还需由后续音频功放电路进行放大处理。因为TEA5767的串行接口支持I2C总线协议，所以主控制器与该模块采用I2C通信方式，DATA和CLK为I2C总线的SDA和CLK信号线[10]。

2.2主控制器电路模块

该系统以STC89C52为主控制器的电路设计如图3所示。用P0口作为LCD显示器的数据线，P10与P11两个单片机的IO口连接I2C总线的CLK与SDA信号线。P2口用作LCD显示器的控制线和按键模块的接口[9].2.3音频功放电路模块在该设计中，用LM386作为音频输出信号的放大器，它具有自身功耗低（6v，24mW）、更新内链增益可调整（20~200）、电源电压范围大（4~12V或5~18V）、外接元件少和总谐波THD失真小等优点,LM386音频功放电路如图4所示。

3系统软件设计

3.1主控制器主程序工作流程及设计

本系统是由STC89C52作为主控制器，系统的主程序工作流程如图5所示。主控制器接收按键模块的控制信号进行人机交互，当系统开机后，主控制器先对TEA5767，I2C，LCD进行初始化，再进入循环程序中检测并判断有无按键被按下，识别按键信号并执行预定程序。当LCD显示器显示程序主菜单页面时，在该页面下可实现手动切换电台，实现电台的加减[7]。按下菜单键后进入电台编辑界面，在电台编辑界面，可以对电台的频率进行加减调节，并可实现保存。另外通过手动换台时可以将电台信息实时显示在LCD1602上。3.2I2C程序设计

该系统设计采用的TEA5767和AT24C02都为I2C接口的芯片，I2C总线可以实现多主双向同步数据传送，也就是说在一个主机IIC总线下可以挂多个IIC丛机。本设计当中TEA5767和AT24C02都作为丛机，但是不同的是丛机地址不同，从而才可区分其元件的数据读写[6]。AT24C02芯片的读写器件地址为0XA0和0XA1，TEA5767芯片的读写器件地址为0XC0和0XC1，I2C接口读写数据算法流程图如图6所示。在I2C器件中指定地址写入一个数据，与读数据类似，首先发送开始信号，写数据地址等待相应，然后发送数据，等待相应，结束信号[3，4]。即可写入数据。

4结束语

该系统是基于单片机的数字FM调频收音机的设计，也是基于单片机及其接口技术、计算机技术、微电子技术综合应用的设计，该设计其控制系统主要由主控制电路模块及TEA5767模块构成，控制电路负责FM收音机的工作过程，整个系统主要由STC89C52单片机、LCD液晶显示器、按键模块电路、调频收音TEA5767模块、音频功率放大电路组成。它实现了FM收音机的诸多功能，包括能够实现FM收音机的自动搜台、频率手动调节、保存，并将频率值及频道号显示在LCD液晶显示器上。

作者：许可嘉 杨晓军 单位：成都大学电子信息与电气工程学院