畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 fm收音機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 目的和意義1</p><p>　　1.2 研究概況及發(fā)展趨勢(shì)綜述1</p><p>　　1.3 本系統(tǒng)主要功能3</p><p>　　第2章

2、總體方案論證與設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 主控模塊的選型和論證4</p><p>　　2.2 顯示模塊的選型和論證4</p><p>　　2.3 時(shí)鐘芯片的選型和論證5</p><p>　　2.4 FM接收模塊的選型和論證5</p><p>　　2.5 存儲(chǔ)模塊的選型和論證6</p>

3、<p>　　2.6 功率放大模塊的選型和論證6</p><p>　　2.7 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)概述6</p><p>　　第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1 主控模塊8</p><p>　　3.1.1 STC89C54單片機(jī)主要特性8</p><p>　　3.1.2 STC89C54單

4、片機(jī)的中斷系統(tǒng)11</p><p>　　3.1.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.2 LCD液晶顯示器簡(jiǎn)介12</p><p>　　3.2.1 液晶原理介紹12</p><p>　　3.2.2 液晶模塊簡(jiǎn)介13</p><p>　　3.2.3 液晶顯示部分與STC89C54的接口14<

5、;/p><p>　　3.3 鍵盤(pán)模塊設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.4 FM接收模塊設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.4.1 TEA5767芯片介紹15</p><p>　　3.4.2 FM廣播介紹16</p><p>　　3.4.3 FM模塊電路設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.4.4

6、 功率放大模塊設(shè)計(jì)21</p><p>　　3.5 時(shí)鐘模塊的設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.5.1 DS1302概述22</p><p>　　3.5.2 DS1302內(nèi)部RTC 和RAM 地址分配23</p><p>　　3.5.3 DS1302時(shí)鐘電路設(shè)26</p><p>　　3.6 總體原理圖與PC

7、B圖26</p><p>　　第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)28</p><p>　　4.1 程序設(shè)計(jì)原理28</p><p>　　4.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)28</p><p><b>　　第5章 總結(jié)32</b></p><p>　　5.1 硬件調(diào)試32</p><p>　

8、　5.2 軟件調(diào)試34</p><p>　　5.3心得體會(huì)35</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p><b>　　致謝37</b></p><p><b>　　附錄38</b></p><p>　　附錄1 系統(tǒng)整體原

9、理圖38</p><p>　　附錄2 系統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)圖38</p><p>　　附錄3 元件清單39</p><p>　　附錄4 源程序40</p><p>　　附錄5 外文文獻(xiàn)翻譯69</p><p>　　附錄6 任務(wù)書(shū)87</p><p>　　附錄7 開(kāi)題報(bào)告88</p&

10、gt;<p><b>　　摘要</b></p><p>　　信息傳遞在人類(lèi)社會(huì)生活中占據(jù)重要的地位，人類(lèi)的生活離不開(kāi)通信。從古代的信鴿到近代的無(wú)線電，都是人們尋找遠(yuǎn)距離短時(shí)間的通訊手段。隨著人類(lèi)文明、社會(huì)的和科學(xué)的進(jìn)步，通訊技術(shù)的發(fā)展一日千里。</p><p>　　雖然電視、手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等媒體和各種便攜式娛樂(lè)設(shè)備已經(jīng)遍布于到生活中，但傳統(tǒng)的收音機(jī)在眾多的

11、娛樂(lè)方式中仍然占有重要地位。隨著信息化的普及，收音機(jī)逐漸數(shù)字化，集成化，而且成本越來(lái)越低，這使得很多多媒體中都附帶有FM功能。傳統(tǒng)的調(diào)頻接收機(jī)存在電路體積大、調(diào)諧不方便、穩(wěn)定性不良等弊端。鑒于上述問(wèn)題，本設(shè)計(jì)提出一種基于單片機(jī)的數(shù)字調(diào)頻接收機(jī)設(shè)計(jì)的方案。</p><p>　　本文所要論述的是通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制TEA5767芯片及驅(qū)動(dòng)LCD1602實(shí)現(xiàn)FM收音并顯示頻率。本設(shè)計(jì)采用的是TEA5767芯片，它是由PHI

12、LIPS公司推出的針對(duì)低電壓應(yīng)用的單芯片數(shù)字調(diào)諧FM立體聲收音機(jī)芯片。TEA5767芯片內(nèi)集成了完整的IF頻率選擇和鑒頻系統(tǒng)，只需很少的低成本外圍元件，就可實(shí)現(xiàn)FM收音機(jī)的全部功能。此外，系統(tǒng)還有利用DS1302芯片實(shí)現(xiàn)了一個(gè)時(shí)鐘顯示的功能。設(shè)有多個(gè)按鍵，用戶可以通過(guò)按鍵設(shè)定實(shí)時(shí)的時(shí)間，可以設(shè)置成自動(dòng)搜臺(tái)模式或者播放存儲(chǔ)電臺(tái)模式，系統(tǒng)最多可以存儲(chǔ)4個(gè)臺(tái)。由于TEA5767的輸出功率不大不足以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，又加上功率放大模塊進(jìn)行功率放大。&

13、lt;/p><p>　　關(guān)鍵詞：TEA5767；單片機(jī)；LCD1602；DS1302；</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Information is an important part of human social life, no traffic, human society would be unth

14、inkable. From the ancient flames to semaphore, in modern times, is that people looking for a quick means of long distance communication.Along with human civilization, social and scientific advances, telecommunication tec

15、hnologies rapidly fast development.</p><p>　　Television, mobile phones, the Internet and other media, and a variety of portable entertainment devices have become common to every household, but traditional ra

16、dio continues to occupy an important place in the rich entertainment medium. With the development of information technology, progressive digital radios, integration, and less costly, which makes a wide variety of devices

17、 embedded in the radio is more widespread. Traditional FM receiver circuit for bulky tuned inconvenient, poor stabilit</p><p>　　It will be described in this article by single-chip microcomputer to control th

18、e TEA5767 chip and drive LCD1602 FM radio and frequency is displayed. This design uses the TEA5767 chip, which was introduced by the PHILIPS company for low voltage applications of the single chip digital tuning stereo F

19、M radio chip. TEA5767 chip integrates a complete IF frequency-select and frequency systems, with little low-cost external components, you can realize all functions of the FM radio. In addition, high pe</p><p&g

20、t;　　Key words: TEA5767 SCM; LCD1602;DS1302;</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 目的和意義</b></p><p>　　收音機(jī)一直在人們的娛樂(lè)生活中占有非常重要的位置，從原來(lái)的老式晶體管收音機(jī)到今天的網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)，說(shuō)明通過(guò)廣播可以享

21、受生活，這一直是人們喜歡的生活方式?，F(xiàn)在，隨著消費(fèi)型電子的興起并且繁榮和數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，廣大從事消費(fèi)型電子設(shè)計(jì)的廠商都不忘記在諸如MP3、便攜式Video、智能手機(jī)、播放器等產(chǎn)品中嵌入FM部分。本設(shè)計(jì)從實(shí)際出發(fā)設(shè)計(jì)一款收音效果好，簡(jiǎn)單便捷的多功能收音機(jī)。</p><p>　　隨著信息化的發(fā)展，收音機(jī)逐漸數(shù)字化，集成化，而且成本越來(lái)越低，這使得在各種設(shè)備中嵌入收音機(jī)的現(xiàn)象更加普遍。TEA5767系列單片數(shù)字收音

22、機(jī)就被廣泛地應(yīng)用在數(shù)字音響，便攜式CD、MP3、MP4、手機(jī)、PDA等數(shù)字消費(fèi)電子系統(tǒng)中。但是該數(shù)字收音機(jī)芯片與傳統(tǒng)的超外差式收音機(jī)的調(diào)諧原理不太相同，傳統(tǒng)的超外差式收音機(jī)的固定頻率為10.7MZ，而TEA5767系列數(shù)字收音機(jī)的固定中頻為225KHz，由于固定中頻不同，鎖相環(huán)系統(tǒng)的軟件控制就有很大的差別，這就給廣大芯片應(yīng)用設(shè)計(jì)者帶來(lái)一定的難度。本設(shè)計(jì)采用宏晶科技生產(chǎn)的8位微控制器STC89C54來(lái)控制數(shù)字收音機(jī)模塊TEA5767，構(gòu)成

23、一個(gè)FM數(shù)字收音機(jī)系統(tǒng)。該收音機(jī)的設(shè)計(jì)具有電路簡(jiǎn)單易懂、體積小，易調(diào)諧的特點(diǎn)，同時(shí)該收音機(jī)系統(tǒng)還具有抗干擾能力強(qiáng)、頻帶寬、音質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　1.2 研究概況及發(fā)展趨勢(shì)綜述</p><p>　　收音機(jī)，由磁鐵、電子、機(jī)械等構(gòu)造而成，利用電能將電波信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音，是用來(lái)收聽(tīng)廣播電臺(tái)發(fā)射的電波信號(hào)的機(jī)器，又名無(wú)線電、廣播等。</p><p>　　在184

24、4年的時(shí)候，發(fā)明出來(lái)了電報(bào)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)地互相通訊，但還是必須依賴導(dǎo)線來(lái)連接。而收音機(jī)訊號(hào)的收、發(fā)就是無(wú)線電通訊。整個(gè)無(wú)線電通訊的發(fā)明史，是很多位科學(xué)家先后研究和發(fā)明的結(jié)果。在1888年，德國(guó)科學(xué)家赫茲，發(fā)現(xiàn)了無(wú)線電波的存在。在1895年，俄羅斯物理學(xué)家波波夫宣稱在相距600碼的兩地，可以成功地收發(fā)無(wú)線電訊號(hào)。之后，年僅21歲的馬可尼，他是一個(gè)富裕的意大利地主的兒子，在他父親的莊園土地內(nèi)，用無(wú)線電波成功地進(jìn)行了第一次發(fā)射。1897年波波夫

25、用他制做的無(wú)線通訊設(shè)備，在海軍巡洋艦上成功的與陸地上的站臺(tái)進(jìn)行通訊。1901年馬可尼發(fā)射無(wú)線電波橫越大西洋。1906年加拿大發(fā)明家富森登第一次發(fā)射出電波聲音，無(wú)線電廣播就此開(kāi)始。在同一年，美國(guó)人德．弗雷斯特發(fā)明了真空電子管，這是真空管收音機(jī)的始祖?，F(xiàn)在出現(xiàn)了改良的半導(dǎo)體收音機(jī)（原子粒收音機(jī)）、電晶體收音機(jī)。</p><p>　　1923年1月23日，有美國(guó)人在上海創(chuàng)辦中國(guó)無(wú)線電公司，播放廣播節(jié)目，同時(shí)還出售收音機(jī)

26、，以美國(guó)出品最多，種類(lèi)有兩個(gè)，一是礦石收音機(jī)，二是電子管收音機(jī)。1953年，中國(guó)自主研制出第一臺(tái)全國(guó)產(chǎn)化收音機(jī)（“紅星牌”電子管收音機(jī)），并投放于市場(chǎng)。1956年，又研制出中國(guó)第一只鍺合金晶體管。1958年，我國(guó)第一部國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體收音機(jī)研制成功。1965年，半導(dǎo)體收音機(jī)的產(chǎn)量超過(guò)了電子管收音機(jī)的產(chǎn)量。收音機(jī)市場(chǎng)發(fā)展的高峰時(shí)期是1980年左右。1982年，出現(xiàn)了集成電路收音機(jī)和硅鍺管混合線路和音頻輸出OTL電路的收音機(jī)。1985年至1989

27、年，隨著電視機(jī)和收音機(jī)的飛速發(fā)展，晶體管收音機(jī)銷(xiāo)量則逐年下降，電子管收音機(jī)也趨于淘汰。收音機(jī)款式從大臺(tái)式逐漸轉(zhuǎn)向袖珍式。</p><p>　　1904年，世界上第一只電子管在英國(guó)物理學(xué)家弗萊明的手下誕生。這是人類(lèi)第一只電子管的誕生，它標(biāo)志著世界從此進(jìn)入了電子時(shí)代。 </p><p>　　電子管是一種在氣密性封閉容器（一般為玻璃管）中產(chǎn)生電流傳導(dǎo)，利用電場(chǎng)對(duì)真空中的電子流的作用以獲得信號(hào)放大

28、或振蕩的電子器件。電子管是電子時(shí)代的鼻祖，電子管發(fā)明以后，使收音機(jī)的電路和接收性能發(fā)生了革命性的進(jìn)步和完善。 </p><p>　　晶體管是一種固體半導(dǎo)體器件，可以用于檢波、放大、整流、開(kāi)關(guān)、穩(wěn)壓、信號(hào)調(diào)制和許多其它功能（金銀銅鐵等金屬，它們導(dǎo)電性能好，叫做導(dǎo)體。木材、玻璃、陶瓷、云母等不易導(dǎo)電，叫做絕緣體。導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)，就叫半導(dǎo)體。晶體管就是用半導(dǎo)體材料制成的，這類(lèi)材料最常見(jiàn)的便是鍺和硅兩

29、種）。1947年12月23日，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室誕生了世界第一塊晶體管，這是20世紀(jì)的一項(xiàng)重大發(fā)明，是微電子革命的先聲,從此人類(lèi)步入了飛速發(fā)展的電子時(shí)代。 </p><p>　　晶體管收音機(jī)是一種小型的基于晶體管的無(wú)線電接收機(jī)。1954年10月18日，世界上第一臺(tái)晶體管收音機(jī)投入市場(chǎng)，只包含4只鍺晶體管。在晶體管出現(xiàn)以后，收音機(jī)才開(kāi)始真正普及。1958年，我國(guó)第一部國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體收音機(jī)研制成功。 </p>

30、<p>　　晶體管收音機(jī)以其耗電少，不需交流電源，小巧玲瓏，使用方便等特點(diǎn)而贏得人民的喜愛(ài)，并且逐漸在市場(chǎng)上占據(jù)了主導(dǎo)地位，成為最普及和廉價(jià)的電子產(chǎn)品。我國(guó)在1982年，出現(xiàn)了集成電路收音機(jī)。 </p><p>　　DSP技術(shù)收音機(jī)，就是無(wú)線電模擬信號(hào)由天線感應(yīng)接收后，在同一塊芯片里放大，然后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，然后還原成模擬音頻信號(hào)輸出的新型收音機(jī)。DSP技術(shù)的本質(zhì)就是用“軟件無(wú)線電

31、”代替“硬件無(wú)線電”，它大大降低了收音機(jī)制造業(yè)的門(mén)檻。 </p><p>　　美國(guó)芯科實(shí)驗(yàn)室在2006年首次研發(fā)出DSP技術(shù)收音機(jī)芯片，同一年，全球規(guī)模最大的收音機(jī)制造商深圳凱隆電子有限公司與美國(guó)芯科實(shí)驗(yàn)室合作，開(kāi)發(fā)出世界上第一臺(tái)DSP收音機(jī)：KK-D48L。2007年，深圳凱隆電子有限公司在深圳與上海組建DSP技術(shù)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室。2009年，完全具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中、低端性能DSP收音機(jī)芯片誕生，從此，DSP技術(shù)收

32、音機(jī)開(kāi)始普及。深圳凱隆電子有限公司也因此獲得了國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)殊榮。</p><p>　　DSP技術(shù)收音機(jī)的問(wèn)世，標(biāo)志著傳統(tǒng)模擬收音機(jī)將逐漸退出歷史舞臺(tái)，數(shù)字收音機(jī)的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。</p><p>　　1.3 本系統(tǒng)主要功能</p><p>　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作一個(gè)基于單片機(jī)的FM收音機(jī)。能實(shí)現(xiàn)以下幾種功能：</p><p>　　（1）鍵盤(pán)掃

33、描，通過(guò)單片機(jī)檢測(cè)用戶按下的是哪個(gè)按鍵并執(zhí)行相應(yīng)的功能。</p><p>　?。?）通過(guò)單片機(jī)采集DS1302的數(shù)據(jù)，并在液晶屏幕上顯示實(shí)時(shí)的年月日時(shí)分秒星期，并可以通過(guò)按鍵設(shè)置時(shí)間，系統(tǒng)不供電的情況時(shí)鐘芯片依然可以由后備紐扣供電，使其掉電時(shí)間保存。</p><p>　　（3）用戶可以存儲(chǔ)4個(gè)無(wú)線電臺(tái)。</p><p>　?。?）用戶可以通過(guò)按鍵選擇手動(dòng)搜臺(tái)模式或者

34、播放用戶存儲(chǔ)的電臺(tái)。</p><p>　　第2章 總體方案論證與設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能劃分，系統(tǒng)一共需要以下幾個(gè)模塊：主控模塊、顯示模塊、時(shí)鐘模塊、FM接收模塊、存儲(chǔ)模塊、功率放大模塊，以下就針對(duì)這幾個(gè)模塊的選型和論證進(jìn)行討論。</p><p>　　2.1 主控模塊的選型和論證</p><p><b>　　方案

35、一：</b></p><p>　　采用MSP430系列單片機(jī)，該單片機(jī)是TI公司1996年開(kāi)始推向市場(chǎng)的一種16位超低功耗的混合信號(hào)處理器。其內(nèi)部集成了很多模擬電路、數(shù)字電路和微處理器，提供強(qiáng)大的功能。不過(guò)該芯片昂貴不適合一般的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　采用51系列的單片機(jī)，該單片

36、機(jī)是一個(gè)高可靠性，超低價(jià)，無(wú)法解密，高性能的8位單片機(jī)，32個(gè)IO口，且STC系列的單片機(jī)可以在線編程、調(diào)試，方便地實(shí)現(xiàn)程序的下載與整機(jī)的調(diào)試。</p><p>　　因此選用方案二中的51系列單片機(jī)作為主控芯片。</p><p>　　2.2 顯示模塊的選型和論證</p><p><b>　　方案一：</b></p><p&g

37、t;　　采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對(duì)于顯示文字比較合適，如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費(fèi)，且價(jià)格也相對(duì)較高，所以不用此種作為顯示。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描，LED數(shù)碼管價(jià)格雖適中，對(duì)于顯示數(shù)字也最合適，而且采用動(dòng)態(tài)掃描法與單片機(jī)連接時(shí)，占用單片機(jī)口線少。但是由于數(shù)碼管動(dòng)

38、態(tài)掃描需要借助74LS164移位寄存器進(jìn)行移位，該芯片在電路調(diào)試時(shí)往往有很多障礙，所以不采用LED數(shù)碼管作為顯示。</p><p><b>　　方案三：</b></p><p>　　采用LCD液晶顯示屏，液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大，可顯示大量文字，圖形，顯示多樣，清晰可見(jiàn)，對(duì)于本設(shè)計(jì)而言一個(gè)LCD1602的液晶屏即可，價(jià)格也還能接受，需要的接口線較多，但會(huì)給調(diào)試帶來(lái)諸多

39、方便。</p><p>　　所以本設(shè)計(jì)中方案三中的LCD1602液顯示屏作為顯示模塊。</p><p>　　2.3 時(shí)鐘芯片的選型和論證</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)時(shí)間計(jì)數(shù)。采用此種方案雖然可以減少時(shí)鐘芯片的使用，節(jié)約成本，但是，實(shí)現(xiàn)

40、的時(shí)間誤差較大。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　采用DS1302時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘，DS1302 是美國(guó)DALLAS公司推出的一種低功耗串行通信接口專(zhuān)用芯片，采用3線串行方式與單片機(jī)通信。片內(nèi)有31字節(jié)的靜態(tài)RAM，能提供秒、分、時(shí)、日、月、星期及年等信息，可自動(dòng)進(jìn)行閏年補(bǔ)償。時(shí)鐘的運(yùn)行采用24H或帶AM和PM的12H格式。與單片機(jī)通

41、信僅需3根線。即復(fù)位線RST、數(shù)據(jù)線I/O及串行時(shí)鐘線SCLK。數(shù)據(jù)可按單字節(jié)方式或多多字節(jié)方式傳送。采用32.768KHZ晶振作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘。</p><p>　　因此本設(shè)計(jì)中采用方案二中的DS1302作為時(shí)鐘模塊。</p><p>　　2.4 FM接收模塊的選型和論證</p><p><b>　　方案一：</b></p><

42、;p>　　選用傳統(tǒng)的LC諧振電路進(jìn)行無(wú)線信號(hào)的獲取，通過(guò)改變諧振回路的參數(shù)值則可以改變選定的頻率，不過(guò)這種電路的缺點(diǎn)明顯，改變諧振回路的電容和電感的參數(shù)值不太便利。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　選用集成收音機(jī)芯片TEA5767作為FM接收模塊的芯片，TEA5767內(nèi)置了主頻高達(dá)75MHZ的數(shù)字信號(hào)處理器，實(shí)現(xiàn)384KBPS/

43、48KHZ的MD級(jí)高品質(zhì)MP3音樂(lè)文件回放，加上擁有一般MP3播放器難以企及的高保真回放線路（信噪比高達(dá)95DB，THD總諧波失真率(0.05%)同時(shí)非常省電。而且控制便利，只用單片機(jī)通過(guò)時(shí)序控制則能實(shí)現(xiàn)選臺(tái)的功能。</p><p>　　因此本設(shè)計(jì)采用方案二中的TEA5767作為FM接收模塊。</p><p>　　2.5 存儲(chǔ)模塊的選型和論證</p><p>　　由

44、于系統(tǒng)需要存儲(chǔ)電臺(tái)的頻率，因此整個(gè)系統(tǒng)需要一個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)芯片進(jìn)行電臺(tái)存儲(chǔ)。這里選用24C02芯片作為存儲(chǔ)模塊</p><p>　　24C02是一種采用CMOS工藝制成的串行電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器。它是基于I2C-BUS 的存儲(chǔ)器件，遵循二線制協(xié)議，兩根數(shù)據(jù)線SDA和SCL是雙向數(shù)據(jù)線。由于其具有接口方便，體積小，掉電不丟失數(shù)據(jù)等特點(diǎn)，在儀器儀表及工業(yè)自動(dòng)化控制中應(yīng)用廣泛。</p><p>　

45、　2.6 功率放大模塊的選型和論證</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　利用三極管做一個(gè)分立的功率放大器，優(yōu)點(diǎn)是成本低廉，但是分立元件搭建的電路一般調(diào)試麻煩，而且元件較多，因此為了調(diào)試方便不適合使用分立元件進(jìn)行搭建。</p><p><b>　　方案二：</b></p><

46、p>　　使用集成芯片LM386，該芯片是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、更新內(nèi)鏈增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)的功率放大器，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中。</p><p>　　因此本設(shè)計(jì)采用方案二中的LM386芯片作為功率放大模塊的芯片。</p><p>　　2.7 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)概述</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要采用MCS-51

47、系列單片機(jī)作為主控芯片完成收音機(jī)的選臺(tái)，存儲(chǔ)臺(tái)，液晶顯示等功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　系統(tǒng)由單片機(jī)STC89C54、液晶顯示模塊LCD1602、時(shí)鐘模塊DS1302、無(wú)線接收模塊TEA5767、功率放大模塊、存儲(chǔ)模塊所組成。系統(tǒng)能完成以下功能。系統(tǒng)設(shè)有多個(gè)按鍵，用戶可以通過(guò)按鍵設(shè)定實(shí)時(shí)的時(shí)間，可以設(shè)置成自動(dòng)搜臺(tái)模式或者播放

48、存儲(chǔ)電臺(tái)，系統(tǒng)最多可以存儲(chǔ)4個(gè)臺(tái)。由于TEA5767的輸出功率不大不足以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，因此這里加上功率放大模塊進(jìn)行功率放大。</p><p>　　第3章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 主控模塊</b></p><p>　　主控模塊模塊在整個(gè)系統(tǒng)中起著統(tǒng)籌的作用，需要檢測(cè)鍵盤(pán)等各種參數(shù)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)液晶顯示相關(guān)參數(shù)，在我們選用了

49、51系列單片機(jī)中的STC89C54單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控芯片。</p><p>　　其基本組成主要由八個(gè)部分組成：微處理器（CPU）；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM)；程序存儲(chǔ)器；并行輸入/輸出接口；串行輸入/輸出接口；定時(shí)/計(jì)數(shù)器；中斷系統(tǒng)；特殊功能寄存器（SFR）。</p><p>　　以上單片機(jī)各部分是通過(guò)片內(nèi)部總線連接而成，其基本結(jié)構(gòu)依然是采用CPU加外圍芯片的傳統(tǒng)模式。對(duì)于片內(nèi)各功能部件的控制

50、，則是采用特殊功能寄存器（SFR）集中控制。</p><p>　　STC89C54單片機(jī)的基本組成框圖見(jiàn)圖3-1。</p><p>　　圖3-1 STC89C54單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖 </p><p>　　3.1.1 STC89C54單片機(jī)主要特性</p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部功能部件的作用如下：</p><p>　　微處理

51、器（CPU）。1個(gè)8位的CPU，同時(shí)還含有1個(gè)位處理功能的CPU。因此，它不僅可以處理字節(jié)數(shù)據(jù)，而且還可以處理位變量。</p><p>　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）。片內(nèi)容量128B（字節(jié)）。</p><p>　　程序存儲(chǔ)器（ROM/EPROM）。8031無(wú)片內(nèi)ROM，8051有4KB的片內(nèi)ROM，8751有4KB的片內(nèi)EPROM。</p><p>　　并行輸入/輸出口

52、（I/O）。有4個(gè)8位I/O口，分別為P0、P1、P2、P3。根據(jù)需要可以用作一般的輸入/輸出口或地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線口。</p><p>　　串行輸入/輸出口。1個(gè)全雙工輸入/輸出口有4種工作方式。</p><p>　　定時(shí)/計(jì)數(shù)器。有2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，具有4種工作方式。</p><p>　　中斷控制系統(tǒng)。設(shè)有5個(gè)中斷源，片內(nèi)3個(gè)，片外2個(gè)，均有兩個(gè)

53、中斷優(yōu)先等級(jí)。</p><p>　　特殊功能寄存器SFR。共計(jì)21個(gè)，用于管理、控制、監(jiān)視片內(nèi)各個(gè)功能模塊。 </p><p>　　圖3-2 STC89C54單片機(jī)管腳圖</p><p>　　部分引腳說(shuō)明（管腳見(jiàn)圖3-2）：</p><p><b>　　電源引腳</b></p><p&g

54、t;　　為單片機(jī)提供工作電源的引腳有兩個(gè)，分別是：Vcc —接+5V電源；Vs—接地。</p><p><b>　　2.時(shí)鐘引腳</b></p><p>　　為單片機(jī)提供時(shí)鐘脈沖信號(hào)，與單片機(jī)內(nèi)部一個(gè)反相放大器構(gòu)成的振蕩電路連接。</p><p>　　XTAL1：?jiǎn)纹瑱C(jī)振蕩電路的輸入端，可外接晶振一端。 </p><p>

55、;　　XTAL2：?jiǎn)纹瑱C(jī)振蕩電路的輸出端，可外接晶振一端。</p><p>　　通過(guò)接線方式不同，可以得到不同的時(shí)鐘電路信號(hào)。當(dāng)該兩個(gè)引腳外接晶振時(shí)，與單片機(jī)內(nèi)部振蕩電路構(gòu)成并聯(lián)諧振回路和內(nèi)部時(shí)鐘電路；當(dāng)使用外部振蕩源時(shí)，XTAL1接地、XTAL2接外部振蕩信號(hào)，可構(gòu)成外部時(shí)鐘電路。</p><p>　　3.控制信號(hào)引腳 </p><p>　　RST/VPD：RS

56、T 是復(fù)位控制信號(hào)端，高電平有效。在該引腳上外加兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，單片機(jī)就可以完成一次復(fù)位操作。只要該引腳位于高電平，CPU就重復(fù)執(zhí)行復(fù)位操作。復(fù)位后片內(nèi)一般RAM區(qū)的狀態(tài)不受影響，但片內(nèi)一些專(zhuān)用寄存器將被重置初值。復(fù)位后，CPU總是從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。</p><p>　　在掉電期間，該引腳可以接備用電源，以保證片內(nèi)RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。當(dāng)VPD在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)時(shí)，若Vcc的電壓低于規(guī)定值，VP

57、D則立即向片內(nèi)RAM供電。</p><p>　　ALE/PROG：ALE為地址鎖存控制引腳。當(dāng)CPU訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器或外部設(shè)備時(shí)，ALE引腳輸出脈沖的下降沿用于鎖存16位地址信號(hào)中的低8位，即將P0口的地址信息鎖存至外部鎖存器中。一般地，ALE引腳輸出的脈沖頻率約為時(shí)鐘振蕩頻率的1/6，對(duì)于時(shí)鐘精度要求不高的情況，可以選ALE作時(shí)鐘信號(hào)。但CPU訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，在兩個(gè)機(jī)器周期中，ALE僅出現(xiàn)一次，即丟失了一個(gè)

58、ALE脈沖。因此嚴(yán)格的說(shuō)，用戶不可以隨意選用ALE作時(shí)鐘信號(hào)。ALE可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載。</p><p>　　PSEN：程序存儲(chǔ)允許輸出信號(hào)端。在訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，此端定時(shí)輸出負(fù)脈沖作為讀片外存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。此引肢接EPROM 的OE 端(見(jiàn)后面幾章任何一個(gè)小系統(tǒng)硬件圖)。PSEN 端有效，即允許讀出EPROM／ROM 中的指令碼。PSEN 端同樣可驅(qū)動(dòng)8 個(gè)LS 型TTL 負(fù)載。要檢查一個(gè)8051/8

59、031 小系統(tǒng)上電后CPU 能否正常到EPROM／ROM 中讀取指令碼，也可用示波器看PSEN 端有無(wú)脈沖輸出。如有則說(shuō)明基本上工作正常。</p><p>　　EA/Vpp：外部程序存儲(chǔ)器地址允許輸入端/固化編程電壓輸入端。當(dāng)EA 引腳接高電平時(shí)，CPU只訪問(wèn)片內(nèi)EPROM/ROM并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令，但當(dāng)PC(程序計(jì)數(shù)器)的值超過(guò)0FFFH(對(duì)8751/8051 為4K)時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器

60、內(nèi)的程序。當(dāng)輸入信號(hào)EA 引腳接低電平(接地)時(shí)，CPU 只訪問(wèn)外部EPROM/ROM 并執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器中的指令，而不管是否有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。對(duì)于無(wú)片內(nèi)ROM 的8031 或8032,需外擴(kuò)EPROM，此時(shí)必須將EA 引腳接地。此引腳的第二功能是Vpp 是對(duì)8751 片內(nèi)EPROM固化編程時(shí)，作為施加較高編程電壓(一般12V～21V)的輸入端。</p><p>　　4.輸入/輸出端口P0/P1/P2/P3：&

61、lt;/p><p>　　P0口(P0.0～P0.7，39~32 腳)：P0口是一個(gè)漏極開(kāi)路的8 位準(zhǔn)雙向I/O口。作為漏極開(kāi)路的輸出端口，每位能驅(qū)動(dòng)8 個(gè)LS 型TTL 負(fù)載。當(dāng)P0 口作為輸入口使用時(shí)，應(yīng)先向口鎖存器(地址80H)寫(xiě)入全1,此時(shí)P0 口的全部引腳浮空，可作為高阻抗輸入。作輸入口使用時(shí)要先寫(xiě)1,這就是準(zhǔn)雙向口的含義。在CPU 訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，P0口分時(shí)提供低8 位地址和8 位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。在此期間

62、，P0口內(nèi)部上拉電阻有效。</p><p>　　P1口(P1.0～P1.7，1~8 腳)：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位準(zhǔn)雙向I/O口。P1口每位能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)LS 型TTL 負(fù)載。在P1口作為輸入口使用時(shí)，應(yīng)先向P1口鎖存地址(90H)寫(xiě)入全1,此時(shí)P1口引腳由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平。</p><p>　　P2口(P2.0～P2.7，21~28 腳)：P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位

63、準(zhǔn)雙向I/O口。P口每位能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS 型TTL 負(fù)載。在訪問(wèn)片外EPROM/RAM 時(shí)，它輸出高8 位地址。</p><p>　　P3口(P3.0～P3.7，10~17 腳)：P3口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位準(zhǔn)雙向I/O口。P3口每位能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P3口與其它I/O 端口有很大的區(qū)別，它的每個(gè)引腳都有第二功能，如下：</p><p>　　P3.0：(RXD)串行數(shù)據(jù)接收。

64、</p><p>　　P3.1：(RXD)串行數(shù)據(jù)發(fā)送。</p><p>　　P3.2：(INT0#)外部中斷0輸入。</p><p>　　P3.3：(INT1#)外部中斷1輸入。</p><p>　　P3.4：(T0)定時(shí)/計(jì)數(shù)器0的外部計(jì)數(shù)輸入。</p><p>　　P3.5：(T1)定時(shí)/計(jì)數(shù)器1的外部計(jì)數(shù)輸入。

65、</p><p>　　P3.6：(WR#)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通。</p><p>　　P3.7：(RD#)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通。</p><p>　　3.1.2 STC89C54單片機(jī)的中斷系統(tǒng)</p><p>　　STC89C54系列單片機(jī)設(shè)有5個(gè)可屏蔽中斷源，其中兩個(gè)外部中斷源：INT0、INT1；三個(gè)內(nèi)部中斷源：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0溢出中斷

66、TF0、定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷TF1和串行口發(fā)送或接收中斷TI、RI。</p><p>　　在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，經(jīng)常會(huì)需要定時(shí)控制，如定時(shí)輸出、定時(shí)檢測(cè)、定時(shí)掃描等；也經(jīng)常要對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。STC89C54單片機(jī)內(nèi)集成有兩個(gè)可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器：T0和T1，它們既可以工作于定時(shí)模式，也可以工作于外部事件計(jì)數(shù)模式，此外，T1還可以作為串行口的波特率發(fā)生器。</p><p>　　3.1

67、.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　圖3-3 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖</p><p>　　圖3-3為單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖，單片機(jī)最小系統(tǒng)有單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路組成，時(shí)鐘電路選用了12MHZ的晶振提供時(shí)鐘，作用為給單片機(jī)提供一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，其中執(zhí)行一條基本指令需要的時(shí)間為一個(gè)機(jī)器周期，單片機(jī)的復(fù)位電路，按下復(fù)位按鍵之后可以使單片機(jī)進(jìn)入剛上電的起始狀態(tài)。圖中10K排阻為P0口的上拉

68、電阻，由于P0口跟其他IO結(jié)構(gòu)不一樣為漏極開(kāi)路的結(jié)構(gòu)，因此要加上拉電阻才能正常使用。</p><p>　　3.2 LCD液晶顯示器簡(jiǎn)介</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)中要求顯示界面顯示一些參數(shù)，因此這里選用了LCD1602作為界面顯示，可以把一些相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行顯示。 </p><p>　　3.2.1 液晶原理介紹</p><p>　　液晶顯示

69、器(LCD)英文全稱為L(zhǎng)iquid Crystal Display，它一種是采用了液晶控制透光度技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)色彩的顯示器。和CRT顯示器相比，LCD的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的。由于通過(guò)控制是否透光來(lái)控制亮和暗，當(dāng)色彩不變時(shí)，液晶也保持不變，這樣就無(wú)須考慮刷新率的問(wèn)題。</p><p>　　顯示接口用來(lái)顯示系統(tǒng)的狀態(tài)，命令或采集的電壓數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)顯示部分用的是LCD液晶模塊，采用一個(gè)16×2的字符型液晶顯示模塊。 &

70、lt;/p><p>　　點(diǎn)陣圖形式液晶由 M 行×N 列個(gè)顯示單元組成，假設(shè) LCD 顯示屏有64行，每行有 128列，每 8列對(duì)應(yīng) 1 個(gè)字節(jié)的 8 個(gè)位，即每行由 16 字節(jié)，共 16×8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上 64×16 個(gè)顯示單元和顯示 RAM 區(qū) 1024 個(gè)字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。一個(gè)字符由 6×8 或 8×8點(diǎn)陣組成，即要找到

71、和屏上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示 RAM區(qū)的 8 個(gè)字節(jié)，并且要使每個(gè)字節(jié)的不同的位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點(diǎn)亮，為“0”的點(diǎn)暗，這樣一來(lái)就組成某個(gè)字符。但對(duì)于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來(lái)說(shuō)，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD 上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。</p><p>　　3.2.2 液晶模塊簡(jiǎn)介</p&g

72、t;<p>　　LCD1602液晶模塊采用HD44780控制器，hd44780具有簡(jiǎn)單而功能較強(qiáng)的指令集，可以實(shí)現(xiàn)字符移動(dòng)，閃爍等功能，LM016L與單片機(jī)MCU通訊可采用8位或4位并行傳輸兩種方式，hd44780控制器由兩個(gè)8位寄存器，指令寄存器（IR）和數(shù)據(jù)寄存器（DR）忙標(biāo)志（BF），顯示數(shù)RAM（DDRAM），字符發(fā)生器ROMA（CGOROM）字符發(fā)生器RAM（CGRAM），地址計(jì)數(shù)器RAM(AC)。IR用于寄存指

73、令碼，只能寫(xiě)入不能讀出，DR用于寄存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動(dòng)寫(xiě)入DDRAM和CGRAM,或者暫存從DDRAM和CGRAM讀出的數(shù)據(jù)，BF為1時(shí)，液晶模塊處于內(nèi)部模式，不響應(yīng)外部操作指令和接受數(shù)據(jù)，DDTAM用來(lái)存儲(chǔ)顯示的字符，能存儲(chǔ)80個(gè)字符碼，CGROM由8位字符碼生成5×7點(diǎn)陣字符160中和5×10點(diǎn)陣字符32種.8位字符編碼和字符的對(duì)應(yīng)關(guān)系， CGRAM是為用戶編寫(xiě)特殊字符留用的，它的容量?jī)H64字節(jié)，可以自定義

74、8個(gè)5×7點(diǎn)陣字符或者4個(gè)5×10點(diǎn)陣字符，AC可以存儲(chǔ)DDRAM和CGRAM的地址，如果地址碼隨指令寫(xiě)入IR,則IR自動(dòng)把地址碼裝入AC，同時(shí)選擇DDRAM或CGRAM</p><p>　　圖3-4 LCD1602引腳圖</p><p>　　液晶寄存器選擇控制如表3-1。</p><p>　　表3-1寄存器選擇控制</p><

75、;p>　　3.2.3 液晶顯示部分與STC89C54的接口 </p><p>　　如圖3-5所示。用STC89C54的P0口作為數(shù)據(jù)線，用P1.2、P1.1、P1.0分別作為L(zhǎng)CD的EN、R/W、RS。其中EN是下降沿觸發(fā)的片選信號(hào)，R/W是讀寫(xiě)信號(hào)，RS是寄存器選擇信號(hào)本模塊設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：顯示模塊初始化：首先清屏，再設(shè)置接口數(shù)據(jù)位為8位，顯示行數(shù)為1行，字型為5×7點(diǎn)陣，然后設(shè)置為整體顯示，取消

76、光標(biāo)和字體閃爍,最后設(shè)置為正向增量方式且不移位。向LCD的顯示緩沖區(qū)中送字符，程序中采用2個(gè)字符數(shù)組，一個(gè)顯示字符，另一個(gè)顯示電壓數(shù)據(jù)，要顯示的字符或數(shù)據(jù)被送到相應(yīng)的數(shù)組中，完成后再統(tǒng)一顯示.首先取一個(gè)要顯示的字符或數(shù)據(jù)送到LCD的顯示緩沖區(qū)，程序延時(shí)2.5ms,判斷是否夠顯示的個(gè)數(shù)，不夠則地址加一取下一個(gè)要顯示的字符或數(shù)據(jù)。</p><p>　　圖3-5 LCD1602與STC89C54的接口圖</p&g

77、t;<p>　　3.3 鍵盤(pán)模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　本按鍵模塊使用的是多位獨(dú)立按鍵進(jìn)行一些功能的設(shè)置，按鍵一端接IO口，一端接地，由于單片機(jī)的IO口都有內(nèi)部上拉，因此當(dāng)按鍵沒(méi)有按下的時(shí)候，IO檢測(cè)到的時(shí)候高電平，當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，相當(dāng)于IO短接地，因此這時(shí)候單片機(jī)檢測(cè)到的電平為低電平，通過(guò)檢測(cè)不同時(shí)刻的IO口狀態(tài)就可以判斷按下的是那個(gè)按鍵。通過(guò)這4個(gè)按鍵分別可以調(diào)節(jié)時(shí)間、選擇模式、存儲(chǔ)電臺(tái)等。

78、鍵盤(pán)模塊電路圖如圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6鍵盤(pán)模塊電路圖</p><p>　　3.4 FM接收模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　3.4.1 TEA5767芯片介紹</p><p>　　FM收音部分核心芯片是TEA5767，它是飛利浦公司生產(chǎn)的一款收音機(jī)芯片，很多手機(jī)，MP3、MP4里的收音機(jī)功能都是于他實(shí)現(xiàn)的。它是一塊性能良好的

79、FM收音芯片，內(nèi)置了主頻高達(dá)75MHZ的數(shù)字信號(hào)處理器，實(shí)現(xiàn)384KBPS/48KHZ的MD級(jí)高品質(zhì)MP3音樂(lè)文件回放，同時(shí)擁有一般MP3播放器難以實(shí)現(xiàn)的的高保真回放線路（信噪比高達(dá)95DB），THD總諧波失真率（0。05%）而且非常省電。</p><p>　　PHILIPS的TEA5767高靈敏度收音模塊芯片屬于低電壓和低功耗的全集成單芯片F(xiàn)M收音產(chǎn)品，可完全免費(fèi)調(diào)到美國(guó)、歐洲和日本的調(diào)頻波段，F(xiàn)M頻率可以支持

80、76MHz～108MHz，收音效果非常的出色，可存儲(chǔ)50個(gè)電臺(tái)頻道同時(shí)可實(shí)現(xiàn)數(shù)碼錄音和高清晰度CD直錄功能（LINE-IN），可以直接通過(guò)轉(zhuǎn)錄線把傳統(tǒng)音響上的音樂(lè)以MP3格式錄制到內(nèi)置的閃存里，還可以將收音內(nèi)容直接錄制下來(lái)，同時(shí)它支持80MHZ以下的校園網(wǎng)FM廣播，還有實(shí)用的高清晰度CD直錄功能（LINE-IN）現(xiàn)場(chǎng)錄音功能等等！由于TEA5767集聚眾多優(yōu)點(diǎn)，所以成為收音機(jī)設(shè)計(jì)的首選。</p><p>　　3.

81、4.2 FM廣播介紹</p><p>　　調(diào)頻（FM）廣播與調(diào)幅（AM）廣播相比，主要具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　（1）由于調(diào)頻廣播為視距廣播，因此各電臺(tái)間相互干擾大大減少。</p><p>　?。?）易克服干擾所引起的幅度變化</p><p>　　一般工業(yè)、家用電器等外界及本機(jī)內(nèi)部干擾都以幅度調(diào)制方式出現(xiàn)，所以，這種干擾對(duì)調(diào)幅收音

82、機(jī)來(lái)說(shuō)很難克服，而調(diào)頻收音機(jī)中因?yàn)橛邢薹鳎軌蚯谐@種幅度干擾，使得調(diào)頻收音機(jī)的信噪比較高，不易出現(xiàn)噪聲。調(diào)幅廣播目前規(guī)定中波廣播的頻道間隔為9kHz，考慮到選擇性，中頻通頻帶只能限制在9kHz以內(nèi)，所以，高音頻分量難以重現(xiàn)，不能保證音質(zhì)。</p><p>　　調(diào)頻廣播電臺(tái)間隔規(guī)定為200kHz，單聲道調(diào)頻收音機(jī)通頻帶為180kHz，立體聲收音機(jī)通頻帶為198kHz，因此，放音頻率范圍可達(dá)20~15000kHz

83、，這就可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的聲音廣播。對(duì)于同一個(gè)調(diào)頻—調(diào)幅收音機(jī)，即使在低放及節(jié)目相同情況下，調(diào)頻也比調(diào)幅收聽(tīng)效果好很多。</p><p>　　3.4.3 FM模塊電路設(shè)計(jì)</p><p>　　調(diào)頻電路是以單片機(jī)控制，利用單片機(jī)的P3.0和P3.1兩個(gè)I/O口，與TEA5767調(diào)頻模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。TEA5767芯片是飛利浦公司生產(chǎn)的數(shù)字立體聲FM芯片，芯片工作電壓2.5V~5.0V，典型值是3

84、V；RF接收頻率范圍是76~108MHz。本次設(shè)計(jì)使用的TEA5767收音機(jī)模塊以將TEA5767芯片與收音外圍電路全部焊接在一塊電路板上，外接引腳也只有10個(gè)，去掉了原TEA5767芯片上用不到的引腳。開(kāi)發(fā)者只需要關(guān)注引腳而不需要關(guān)注模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)方便簡(jiǎn)單。引腳圖見(jiàn)圖3-7。</p><p>　　圖3-7 TEA5767模塊引腳圖</p><p>　　1腳和2腳作為數(shù)據(jù)與時(shí)鐘總線與

85、單片機(jī)連接，10腳天線接口，天線用20cm左右的銅導(dǎo)線代替。7腳和8腳為模塊的音頻輸出端需串聯(lián)1uf電容構(gòu)成音頻輸出網(wǎng)絡(luò)，6腳3腳接地，5腳接電源。電路如圖3-8所示。</p><p>　　圖3-8 調(diào)頻模塊電路</p><p>　　TEA5767的I2C總線通信介紹如下：</p><p>　　TEA5767器件地址COH，最大時(shí)鐘頻率400KHZ。</p&g

86、t;<p>　　寫(xiě)入模式總線協(xié)議見(jiàn)表3-2</p><p><b>　　表3-2</b></p><p>　　讀出模式總線協(xié)議見(jiàn)表3-3</p><p><b>　　表3-3</b></p><p>　　注：1.S為啟動(dòng)條件；2.地址（寫(xiě)）為0C0H；地址（讀）為0C1H；3.A為應(yīng)答

87、信號(hào)；4.P為停止條件。</p><p>　　寫(xiě)模式下各個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)格式參見(jiàn)表3-4，各符號(hào)含義參見(jiàn)表3-5</p><p><b>　　表3-4</b></p><p><b>　　表3-5 </b></p><p>　　表3-6 搜索停止標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定</p><p>　　1.

88、PLL13-0用于設(shè)定搜索和預(yù)設(shè)的可編程頻率合成器。預(yù)設(shè)接收頻率與PLL值的換算公式為：</p><p>　　采用高邊帶接收時(shí)換算公式（HISI=1）：</p><p>　　Ndec=(4v×（FRF+ FIF))/FREFS</p><p>　　NDEC=PLL字的十進(jìn)制值（這個(gè)十進(jìn)制字可以轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制）</p><p>　　FR

89、F=想要調(diào)諧的頻率（HZ）</p><p>　　FIF=中頻（HZ)</p><p>　　FREFS=基準(zhǔn)頻率（HZ）</p><p>　　2.采用低邊帶接收時(shí)換算公式（HISI=0）：NDEC=（4×（F RF - FIF))/FREFS 各符號(hào)含義同上面的公式。</p><p>　　例如：要接收98MHZ頻率，采用高邊帶接收，晶

90、體振蕩器為32.768KHZ，則對(duì)應(yīng)PLL值為（十進(jìn)制）：NDEC=（4×98000000+225000000））/32768=11990換算為十六進(jìn)制數(shù)為2ED6H。而如果采用低邊帶接收，對(duì)應(yīng)PLL值為（十進(jìn)制）：NDEC=（498000000-25000000））/32768=11935換算為十六進(jìn)制為2E9FH.</p><p>　　讀模式下的數(shù)據(jù)字節(jié)格式</p><p>

91、<b>　　表3-7</b></p><p>　　寫(xiě)模式下各個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)格式參見(jiàn)表3-4 。各符號(hào)含義參見(jiàn)表 3-8 </p><p><b>　　表 3-8 </b></p><p>　　如果要接收98MHZ頻率，設(shè)定為采用高邊帶接收（HISI=1），靜音關(guān)閉，立體聲接收，波段選擇歐洲/美

92、國(guó)制式，TEA5767外接的晶體振蕩器頻率為32.768KHZ，去加重時(shí)間50us，那么按TEA5767數(shù)據(jù)字節(jié)格式，寫(xiě)入的數(shù)據(jù)應(yīng)該為2EH、D6H、01H、07H、00H。把這些數(shù)依次送入TEA5767，即可設(shè)定TEA5767接收98MHZ頻率。</p><p>　　例如在98MHZ處有一個(gè)立體聲電臺(tái)，假設(shè)TEA5767已經(jīng)接收到這個(gè)電臺(tái)，采用高邊帶接收方式（HISI=1），則讀出TEA5767數(shù)據(jù)字節(jié)，RF=

93、1，表示搜到一個(gè)電臺(tái)，BLF=0，表示沒(méi)有到波段極限，PLL13-0為2ED6，表示接收頻率為98MHZ，STEREO=1，表示收到的是立體聲，IF6-0在31H~3EH之間，ADC在0~16之間。</p><p>　　3.4.4 功率放大模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　由于TEA5767的輸出信號(hào)比較小，且不能直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，因此選用了LM386進(jìn)行功率放大，LM386是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司

94、生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品。為使外圍元件最少，電壓增益內(nèi)置為20。但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值，直至 200。輸入端以地位參考，同時(shí)輸出端被自動(dòng)偏置到電源電壓的一半，在6V電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為24mW，使得LM386特別適用于電池供電的場(chǎng)合。</p><p>　　圖3-9 LM386管腳圖</p><p>　　LM386的

95、外形和引腳的排列如上圖所示。引腳2為反相輸入端，3為同相輸入端；引腳5為輸出端；引腳6和4分別為電源和地；引腳1和8為電壓增益設(shè)定端；使用時(shí)在引腳7和地之間接旁路電容，通常取10μF。</p><p>　　查L(zhǎng)M386的datasheet，電源電壓4-12V或5-18V(LM386N-4)；靜態(tài)消耗電流為4mA；電壓增益為20-200；在1、8腳開(kāi)路時(shí)，帶寬為300KHz；輸入阻抗為50K；音頻功率0.5W。&l

96、t;/p><p>　　3.5 時(shí)鐘模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)還附帶一個(gè)時(shí)間顯示的功能，方便用戶觀看實(shí)時(shí)時(shí)間。</p><p>　　3.5.1 DS1302概述</p><p>　　DS1302 是美國(guó)DALLAS公司推出的一種低功耗串行通信接口專(zhuān)用芯片，采用3線串行方式與單片機(jī)通信。片內(nèi)有31字節(jié)的靜態(tài)RAM，能提供秒、分、時(shí)、日、月

97、、星期及年等信息，可自動(dòng)進(jìn)行閏年補(bǔ)償。時(shí)鐘的運(yùn)行采用24H或帶AM和PM的12H格式。與單片機(jī)通信僅需3根線。即復(fù)位線RST、數(shù)據(jù)線I/O及串行時(shí)鐘線SCLK。數(shù)據(jù)可按單字節(jié)方式或多多字節(jié)方式傳送。</p><p>　　DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品，除保持DS1202的實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能外，增加了雙電源引腳。主電源接Vcc2，備份電源接Vcc1，備份電源也可用1微法以上的超容量電容代替。工作時(shí)，DS1302由雙

98、電源較大者供電，這樣使系統(tǒng)在沒(méi)有主電源的情況下，有備份電源供電，能保持時(shí)鐘連續(xù)進(jìn)行。一般備份電源電壓略低于主電源工作電壓。此外，它還提供可編程的慢速充電功能，從而對(duì)備用電池進(jìn)行充電。</p><p>　　串行時(shí)鐘芯片主要由移位寄存器、控制器、振蕩器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘及31字節(jié)的RAM組成。為了開(kāi)始任何數(shù)據(jù)的傳送，必須把RST置為高電平，且把提供地址和命令信息的8位裝入到移位寄存器。數(shù)據(jù)輸入在SCLK的上升沿有效。在開(kāi)始的

99、8個(gè)時(shí)鐘周期把命令字節(jié)裝入移位寄存器后，另外的時(shí)鐘在讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，在寫(xiě)操作是輸入數(shù)據(jù)。讀時(shí)鐘需要按照它的時(shí)序要求先寫(xiě)命令字節(jié)，再讀數(shù)據(jù)字節(jié)。寫(xiě)命令字節(jié)是在SCLK的上升沿有效，數(shù)據(jù)傳送低位在前，高位在后。</p><p>　　傳送過(guò)程中，將標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間寫(xiě)入DS1302，使其按標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間運(yùn)行，以減少誤差。寫(xiě)8個(gè)字節(jié)時(shí)鐘數(shù)據(jù)過(guò)程依次為：置RST=1，啟動(dòng)傳送，送寫(xiě)允許字，置RST=0，停止傳送；再置RST=1，啟動(dòng)傳送

100、，送多字節(jié)寫(xiě)命令字，接著循環(huán)寫(xiě)8個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，置RST=0，結(jié)束。</p><p>　　DS1302引腳圖及引腳功能表如圖3-10，表3-9所示。</p><p>　　表3-9 DS1302引腳功能表</p><p>　　圖3-10 DS1302 引腳示意圖 </p><p>　　3.5.2 DS1302內(nèi)部RTC 和RAM 地址分配</

101、p><p>　　DS1302 的RTC 與RAM 寄存器的地址分配如圖3-10所示。RTC 寄存器地址位于00H 到07H 處。RAM 寄存器地址位于08H~3FH。在多字節(jié)存取中，當(dāng)?shù)刂分羔樀竭_(dá)3FH，即RAM 空間的最后一個(gè)單元，則下一個(gè)操作地址將翻卷到00H，即時(shí)鐘空間的開(kāi)頭。</p><p>　　圖3-11 DS1302地址分配圖</p><p>　　DS130

102、2的控制字如圖3-12所示。對(duì)DS1302進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，第一個(gè)字節(jié)必須是命令字節(jié)，即先命令，后數(shù)據(jù)。命令字節(jié)又叫地址/命令字節(jié)，其中包含要訪問(wèn)的地址及訪問(wèn)控制方式。地址分配圖如3-11所示，控制字如3-12所示。</p><p>　　最高位D7必須為邏輯1，如果是0，則DS1302不允許寫(xiě)。D6位為內(nèi)部RAM與時(shí)鐘選擇位，為0是指操作時(shí)鐘數(shù)據(jù)；為1是指操作內(nèi)部RAM。D5~D1位指出要操作的寄存器地址。D0位是

103、讀/寫(xiě)操作控制位，為0是指定進(jìn)行寫(xiě)操作；為1是指定進(jìn)行讀操作。命令字節(jié)總是寫(xiě)入DS1302，且數(shù)據(jù)總是低位在前，高位在后傳送。</p><p>　　圖3-12控制字節(jié)的含義</p><p>　　多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送與單字節(jié)相似，在命令字節(jié)后，是多字節(jié)的數(shù)據(jù)。但命令字節(jié)中的地址A4~AO必須為1。在RST=1期間，DS1302接收到命令字節(jié)后，接著進(jìn)行8個(gè)字節(jié)時(shí)鐘或31個(gè)字節(jié)內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操

104、作。</p><p>　　在多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送中，數(shù)據(jù)的讀或?qū)懚际菑牡刂窞?0H的時(shí)鐘寄存器或片內(nèi)RAM單元開(kāi)始，依順序傳送多個(gè)字節(jié)。如以多字節(jié)方式寫(xiě)時(shí)鐘數(shù)據(jù)時(shí)，必須一次按地址順序?qū)憹M8個(gè)寄存器；但以多字節(jié)方式寫(xiě)內(nèi)部RAM時(shí)，數(shù)據(jù)不必寫(xiě)入所有31個(gè)字節(jié)。此外，在多字節(jié)傳送時(shí)，時(shí)鐘寄存器中地址為9~31的寄存器或RAM存儲(chǔ)器中地址為31的單元不能使用。數(shù)據(jù)讀寫(xiě)程序如圖3-13所示。</p><p&g

105、t;　　圖3-13數(shù)據(jù)讀寫(xiě)程序</p><p>　　通過(guò)讀取正確的寄存器字節(jié)能獲得正確的時(shí)鐘和日歷信息，實(shí)時(shí)時(shí)鐘寄存器如表3-10所示。時(shí)鐘操作時(shí)，命令字中的A4~A0表示存放時(shí)鐘數(shù)據(jù)的寄存器地址，有效地址為00H~08H。其中00H~06H分別對(duì)應(yīng)存放秒、分、時(shí)、日、月、星期和年信息的寄存器，07H為寫(xiě)保護(hù)控制寄存器，08H為電池充電控制寄存器。時(shí)鐘數(shù)據(jù)以壓縮BCD碼格式存放00H~06H這7個(gè)寄存器中。<

106、;/p><p>　　秒寄存器地址是00H，低4位為秒的個(gè)位，高三位為秒的十位。最高位D7為時(shí)鐘控制位，該位為1時(shí)鐘振蕩器暫停，時(shí)鐘停；為0時(shí)鐘正常運(yùn)行。</p><p>　　分鐘寄存器地址是01H，低4位為分的個(gè)位，高三位為分的十位，最高位固定為0。</p><p>　　小時(shí)寄存器地址為02H，D7位為12/24小時(shí)選擇位。當(dāng)D7=1時(shí)，為12小時(shí)制，此時(shí)D5位表示上午

107、/下午，D5=1為下午，否則為上午；當(dāng)D7=0時(shí)，為24小時(shí)制，此時(shí)D5位與D4位一起用來(lái)表示小時(shí)，是小時(shí)十位的另一位，即要用兩位來(lái)表示小時(shí)的十位，D6位固定為0。</p><p>　　日、月、星期、年寄存器的含義類(lèi)似，僅星期沒(méi)有十位，只有個(gè)位，其余都是兩位BCD碼。寫(xiě)保護(hù)寄存器地址為07H，也叫控制寄存器。最高位為寫(xiě)保護(hù)控制位WP，其它位固定為0。WP=1，不能向其它任何寄存器寫(xiě)入數(shù)據(jù)。因此，在進(jìn)行寫(xiě)操作之前，

108、必須先使寫(xiě)保護(hù)寄存器為00H，然后才能寫(xiě)其它單元。</p><p>　　表3-10 DS1302的日歷、時(shí)鐘寄存器及其控制字</p><p>　　3.5.3 DS1302時(shí)鐘電路設(shè)</p><p>　　實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。DS1302采用串行數(shù)據(jù)傳輸，芯片采用32.768Hz晶振。單片機(jī)通過(guò)時(shí)序可以讀出時(shí)鐘芯片內(nèi)部的相關(guān)時(shí)間信息，DS1302的時(shí)鐘電路如圖3-14所示

109、 </p><p>　　圖3-14 DS1302時(shí)鐘電路圖</p><p>　　3.6 總體原理圖與PCB圖</p><p>　　總體電路圖和PCB圖如圖3-15和3-16所示。</p><p>　　圖3-15 系統(tǒng)總體原理圖</p><p>　　圖3-16 PCB圖</p><p&g

110、t;　　第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 程序設(shè)計(jì)原理</p><p>　　軟件任務(wù)分析和硬件電路設(shè)計(jì)結(jié)合進(jìn)行，哪些功能由硬件完成，哪些任務(wù)由軟件完成，在硬件電路設(shè)計(jì)基本定型后，也就基本上決定下來(lái)了。</p><p>　　軟件任務(wù)分析環(huán)節(jié)是為軟件設(shè)計(jì)做一個(gè)總體規(guī)劃。從軟件的功能來(lái)看可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是執(zhí)行軟件，它能完成各種實(shí)質(zhì)性的功能，如測(cè)量，計(jì)算