调频收音机设计
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作者简介：王飞（1990.05-），男，汉族，籍贯：四川高县，学校：西华师范大学物理与电子信息学院2010级，专业：电子信息科学与技术专业。
摘 要：虽然电视、手机、互联网等媒体和各种便携式娱乐设备已经普及到千家万户，但传统的收音机在丰富的娱乐媒介中任然占有重要地位。随着信息化的发展，收音机逐渐数字化，集成化，而且成本越来越低，这使得在各种设备中嵌入收音机的现象更加普遍。本设计采用宏晶科技生产的8位微控制器STC89C52来控制数字收音机模块TEA5767，构成一个FM数字收音机系统。
TEA5767系列单片数字收音机就被广泛地应用在数字音响，便携式CD、VCD、DVD、MP3、MP4、手机、PDA等数字消费电子系统中。但是该数字收音机芯片与传统的超外差式收音机的调谐原理不太相同，传统的超外差式收音机的固定频率为10.7MZ，而TEA5767系列数字收音机的固定中频为225KHz，由于固定中频不同，锁相环系统的软件控制就有很大的差别。
一、设计方案
本设计是一个数字调频收音机，就是接收这些频率调制的无线电信号，经过解调还原成原信号的电子设备。FM Radio电路一般主要由接收天线、振荡器、混频器、AGC（自动增益控制）、中频放大器、中频限幅器、中频滤波器、鉴频器、低频静噪电路、搜索调谐电路、信号检测电路及频率锁定环路、音频输出电路等组成。本设计就是用单片机控制集成了上述所有FM功能的专用芯片，设计一个数字FM收音机系统。
本设计采用模块化设计，整个系统由控制模块、FM音频模块、电源模块和功放模块组成，系统的整体方案框图如下图1：
二、电路设计
（1）控制模块。
控制模块是本设计的核心，通过电路和向TEA5767芯片写入相关程序，控制部分要实现能够改变收音机的接收频率、工作模式、音量等各项参数的功能。因此必须需要一个微控制器才能达到要求，本设计采用STC89C52单片机作为系统的控制核心。微控制器部分以STC89C52为核心，包括复位电路，晶振电路和按键控制电路。
时钟电路是计算机的心脏，它控制着计算机的工作节奏。单片机允许的时钟频率是因型号而异的，STC89C52典型值为1105926MHZ，本设计采用的就是典型值。单片机STC89C52内部都有一个反相放大器，XTAL1、XTAL2分别为反相放大器输入和输出端，外接定时反馈元件以后就组成振荡器，产生时钟送至单片机内部的各个部件。定时反馈电路一般为石英晶振和电容组成的并联回路。如果振荡器已起振，则在XTAL2引脚上输出3V左右的正弦波。
复位电路设计，计算机在启动运行是都需要复位，使中央处理器CPU和系统中的其它部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。单片机STC89C52有一个复位引脚RST，它是施密特触发输入，当振荡器起振后，该引脚上出现2个机器周期（即24个时钟周期）以上的高电平。使器件复位，只要RST保持高电平，单片机保持复位状态。此时ALE、P0、P1、P2、P3口等都输出高电平。RST变为低电平后，退出复位，CPU从初始状态开始工作。复位以后内部寄存器的初始状态为（SP=07），P0、P1、P2、P3为0FFH外，其它寄存器都为0。它能实现上电复位和手动复位的功能。
（2）无线FM模块。
无线模块选择是本设计的关键，有两种方案可以选择：方案（1）采用无线芯片TEA5767，自己设计电路。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方案――使用现成的模块。
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模块采用金秋实生产的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。FM模块的控核心芯片采用飞利浦公司的TEA5767数字立体声FM芯片，该芯片把所有的FM功能都集成到一个用HVQFN40封装的小方块中。芯片工作电压2.5V～5.0V，典型值是3V；RF接收频率范围是76～108MHz，（最强信号+噪声）/噪声的值在60dB左右，失真度在0.4%左右；双声道音频输出的电压在60～90mV左右，带宽为22.5KHz。TEA5767上连接的R2、R3是I2C数据线和时钟线的上拉电阻，C5是天线的匹配电容，天线用30cm左右的铜导线代替。E1是外接天线，C6、C7和R4、R5构成音频输出网络，8脚接地，选择为工作模式。模块10脚接单片机P2.0，模块9脚接芯片P2.1。
（3）电源模块
单片机的供电电压要求是3.8V～5.5V，TEA5767的供电电压要求是2.5V～5.0V。由于收音机模块的应用范围很广，比如手机中就采用3.7V锂电池供电，DVD、电视等系统中则是对220V市电进行变压后供电。本设计中采用7805稳压芯片对系统进行供电，由于这个电源可以很容易得到，设计中不再单独给出。
（4）功放模块
TEA5767音频输出具有立体声方式，也可以采用单声道输出，具体方式可以通过编程设定，为简化设计，本设计功放部分采用TDA2030单声道A类音频放大芯片，功放芯片使用TDA2030，供电采用±5V供电。