数字fm电台设计开发 课程设计

昆明理工大学津桥学院ARM实作课程报告实作设计题目数字FM电台设计开发专业电子信息科学与技术年级2011级姓名学号指导教师王剑平日期20131120津桥学院ARM实际应用系统开发选题报告指导教师王剑平职称副教授学生年级11级学生专业电信开发题目数字FM电台设计开发选题的依据、目的、要求、工作量大小数字FM电台在日常生活中有广泛应用，本题目旨在帮助学生掌握数字电台的开发和应用。选题的主要内容和意义设计数字FM电台，任务（1）了解数字FM电台的基本工作原理。进行芯片选型、电路设计。（2）实现电台发射频率可调。要求（1）实现68MHZ107MHZ范围可调。（2）实现音频信号发射。（3）实时显示发射频率。课程所需材料清单及材料费预算（1）STM32开发板700元（2）数字FM电台模块50元；（3）液晶显示模块100元（4）其它辅料200元共计1050元拟采用方法及预期成果采用STM32主控芯片实现功能，液晶显示结果。采用无线耳机接受FM信号并进行测试。教师意见同意选题摘要数字FM电台在日常生活中有广泛应用，战舰STM32开发板上载了一颗FM收发芯片RDA5820。该芯片不但可以用来做用来做FM接收，实现音机功能；还可以用来做FM发射，实现电台的功能。在接下来的实作中本文将就如何利用RDA5820的发射功能在一定的频率上实现发射SD卡中的音乐和通过麦克风传音作出详细的阐述。【关键词】FMRDA5820发射电台ABSTRACTDIGITALFMRADIOISWIDELYAPPLIEDINDAILYLIFE,THEBATTLESHIPSTM32DEVELOPMENTBOARDTOUPLOADAFMTRANSCEIVERCHIPRDA5820THECHIPNOTONLYCANBEUSEDTODOTODOFMRECEIVER,ACHIEVESOUNDMACHINEFUNCTIONFMEMISSIONCANALSOBEUSEDTODO,TOREALIZETHEFUNCTIONOFTHERADIOINTHENEXTIMPLEMENTATIONINTHISARTICLEWILLDISCUSSHOWTOUSETHELAUNCHRDA5820FUNCTIONIMPLEMENTEDINCERTAINFREQUENCYLAUNCHTHEMUSICINSDCARDANDPASSTHROUGHAMICROPHONESOUNDTOMAKEADETAIL【KEYWORD】FMRDA5820LAUNCHRADIO目录津桥学院ARM实际应用系统开发选题报告I摘要IIABSTRACTII第1章绪论111课题背景112主要芯片介绍1121RDA5820介绍1122VS1053简介312374HC4052简介5124SD卡简介6125TFTLCD简介9第2章硬件设计及模块功能实现1021FM电台设计框图1022硬件设计10221RDA5820与STM32的连接电路10222VS1053解码芯片电路原理11223SD卡接口和STM32的连接12224TFTLCD显示模块1423模块功能实现15231SD卡模块指令15232TFTLCD模块控制16233VS1053的SPI数据传送和SCI寄存器18第3章软件设计2331FM电台软件设计流程图2332软件设计结构框图2433主函数介绍24331系统初始化24332FM信号发射设置25333TFTLCD显示基本信息25334音频源的选择2534IIC驱动RDA5820FM收发芯片2535SPI驱动VS1053音频解码器2736SD卡读写驱动283774HC4052音频选择2838TFTLCD显示驱动29第4章下载调试3141调试环境3142下载验证31结论34主要工作34心得体会34参考文献35第1章绪论11课题背景自20世纪90年代以来，无线通信在全球范围内取得了突飞猛进的发展。无论是军用或民用通信，在各种频段上出现了许多新的系统和模式，满足了社会上各种各样的需求。发射机作为无线通信设备的重要组成部分，其发展极大的促进了无线通信技术的发展。无线电技术诞生以来，信息传输和信息处理始终是其主要任务。为了有效地进行传输，必须将携带信息的低频电信号调制到几十MHZ几百MHZ以上的高频振荡信号上，再经天线发送出去。为减小各种因素引起的系统不稳定，增强系统的可靠性，系统必须包括自动增益控制、自动频率控制和自动相位控制在内的反馈控制电路。本文所讨论的就是一个利用锁相环组成的直接调频信号发射器。FM发射电台具有使接收机接收灵敏度高，抗干扰力强、音质清晰等特点，但往往在制作、调试过程中易出现电路易停振、抗干扰力差、失真等故障。该FM发射机电路工作频率稳定，抗干扰力强，制作调试简单。本设计是一个调频发射电台，调频就是频率调制，所谓频率调制就是原来等幅恒频的高频信号的频率，随着调制信号的幅度变化而变化，调频发射电台就是发送这些频率调制的无线电信号，经过解调变换成无限信号并发送信号的电子设备。本设计就是利用STM32开发板，设计一个数字FM发射电台系统。通过教师的悉心指导和自己的不断努力，最终完成了毕业设计的各项任务，成功设计一小功率调频发射电台，基本完成其各项功能。随着消费类电子的兴起和繁荣以及数字电子技术的发展，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。广大从事消费类电子设计的厂商都不忘在诸如MP3、智慧手机、便携式VIDEO播放器等产品中嵌入FM接收部分。这样电台的建设就更加有意义了。高频电子线路本是一门较为复杂的电路。其中更有精髓的知识值的我们去学习。同时随着计算机技术与高频电子技术的发展，模拟电子技术，得到广泛应用，在模拟电子电路中尤其得到广泛应用，成为现代电子电器必不可少的电子技术。在高频电子线路中，LC振荡电路是无孔不入，无所不在。应用于发射机中，加上简单的电路及连线，就可以组成各种形式的、任意信号，广泛应用。小功率调频发射电台在使用中，控制方法科学、简单、明了，控制电路及连线简单、易行，工作稳定性好，从而得到广泛应用。在此，我们就调频发射电台的应用作较完整和系统的研究，促进小功率调频发射电台的正确使用。12主要芯片介绍121RDA5820介绍RDA5820是北京锐迪科推出的一款集成度非常高的立体声FM收发芯片。该芯片具有以下特点FM发射和接收一体支持65MHZ115MHZ的全球FM接收频段，收发天线共用支持IIC/SPI接口支持32768K晶振数字音量及自动AGC控制支持立体声/单声道切换,带软件静音功能支持I2S接口（输入/输出）内置LDO，使用电压范围宽（2755V）高功率32欧负载音频输出、可以直接驱动耳机集成度高、功耗低、尺寸小（4MM4MMQFN封装）、应用简单RDA5820应用范围很宽，在很多手机、MP3、MP4甚至平板电脑上都有应用。RDA5820的引脚图如图11所示RDA5820支持2种通信模式，SPI和IIC，在战舰STM32开发板上面，使用的是RDA5820的IIC模式。通过将图11的MODE脚接GND，RDA5820即进入IIC模式，此时SCLK充当IIC的SCL，SDIO充当IIC的SDA。RDA5820的IIC地址为0X11（不包含最低位），对应读为0X23，写为0X20。模式设置RDA5820的模式设置通过40H（寄存器地址0X40）寄存器的CHIP_FUNC30位来设置，RDA5820可以工作在RX模式、TX模式、PA模式和DAC模式等，本章我们只介绍RX模式和TX模式。图11RDA5820引脚图通过设置CHIP_FUNC300即可定义当前工作模式为FM接收模式。在该模式下，我们即可实现FM收音机功能。通过设置CHIP_FUNC301即可定义当前工作模式为FM发送模式。在该模式下，我们即可实现FM电台的功能。频点设置软件可以通过配置03H（寄存器地址0X30）寄存器来选择FM频道。搜台（SEEK）的步进长度（100KHZ、200KHZ或50KHZ）由SPACE10来选择，频道由CHAN90来选择，频率范围（76MHZ91MHZ、87MHZ108MHZ或76MHZ108MHZ或用户自定义65MHZ115MHZ范围内频段）由BAND10来选择。自定义的频段由寄存器53H（CHAN_BOTTOM）和54H（CHAN_TOP）来设置，单位为100KHZ，即定义65MHZ76MHZ，可设置BAND103（用户自定义频段），并且设置CHAN_BOTTOM0X028A，CHAN_TOP0X02F8。频点计算方法如下（该公式也适用于FM频点的读取）FMFREQSPACECHANFMBTM其中FMFREQ即我们需要的FM频率（MHZ），SPACE为我们设置的步进长度（KHZ），CHAN是我们设置的频点值，FMBTM则是我们在BAND里面所选频段的最低频率，当BAND0的实惠，FMBTM87MHZ；BAND1的时候，FMBTM76MHZ；BAND2的时候，FMBTMCHAN_BOTTOM01MHZ。例如，我们要设置FM频率为930MHZ，假设BAND0，SPACE100KHZ。那么我们只需要设置CHAN60即可。频点设置部分，FM接收和FM发送是共用的，对两者都适用。122VS1053简介VS1053是继VS1003后荷兰VLSI公司出品的又一款高性能解码芯片。该芯片可以实现对MP3/OGG/WMA/FLAC/WAV/AAC/MIDI等音频格式的解码，同时还可以支持ADPCM/OGG等格式的编码，性能相对以往的VS1003提升不少。VS1053拥有一个高性能的DSP处理器核VS_DSP，16K的指令RAM，05K的数据RAM，通过SPI控制，具有8个可用的通用IO口和一个串口，芯片内部还带了一个可变采样率的立体声ADC（支持咪头/咪头线路/2线路）、一个高性能立体声DAC及音频耳机放大器。VS1053的特性如下支持众多音频格式解码，包括OGG/MP3/WMA/WAV/FLAC（需要加载PATCH）/MIDI/AAC等。对话筒输入或线路输入的音频信号进行OGG（需要加载PATCH）/IMAADPCM编码高低音控制带有EARSPEAKER空间效果（用耳机虚拟现场空间效果）单时钟操作1213MHZ内部PLL锁相环时钟倍频器低功耗内含高性能片上立体声DAC，两声道间无相位差过零交差侦测和平滑的音量调整内含能驱动30欧负载的耳机驱动器模拟，数字，I/O单独供电为用户代码和数据准备的16KB片上RAM可扩展外部DAC的I2S接口用于控制和数据的串行接口（SPI）可被用作微处理器的从机特殊应用的SPIFLASH引导供调试用途的UART接口新功能可以通过软件和8GPIO添加VS1053相对于它的前辈VS1003，增加了编解码格式的支持（比如支持OGG/FLAC，还支持OGG编码，VS1003不支持）、增加了GPIO数量到8个（VS1003只有4个）、增加了内部指令RAM容量到16KIB（VS1003只有55KIB）、增加了I2S接口（VS1003没有）、支持EARSPEAKER空间效果（VS1003不支持）等。同时VS1053的DAC相对于VS1003有不少提高，同样的歌曲，用VS1053播放，听起来比1003效果好很多。VS1053的封装引脚和VS1003完全兼容，所以如果你以前用的是VS1003，则只需要把VS1003换成VS1053,就可以实现硬件更新，电路板完全不用修改。不过需要注意的是VS1003的CVDD是25V，而VS1053的CVDD是18V，所以你还需要把稳压芯片也变一下，其他都可以照旧了。VS1053通过SPI接口来接受输入的音频数据流，它可以是一个系统的从机，也可以作为独立的主机。这里我们只把它当成从机使用。我们通过SPI口向VS1053不停的输入音频数据，它就会自动帮我们解码了，然后从输出通道输出音乐，这时我们接上耳机就能听到所播放的歌曲了。图12VS1053封装图12374HC4052简介74HC4052是一款高速CMOS器件，74HC4052引脚兼容HEF4052B。74HC4052遵循JEDEC标准NO7A。74HC4052是双路4通道模拟多路选择器/多路分配器，带有公共选择逻辑。每个多路选择器包含4个独立输入/输出端（NY0至NY3）和1个公共输入/输出端（NZ）。公用通道选择逻辑包含2个数字选择端（S0和S1）和1个低有效使能端（E）。E为低时，4个开关的其中之一将被S0和S1选中（低阻态）。E为高时，所有开关都进入高阻态，直接无视S0和S1。VCC和GND是数字控制端（S0和S1，E）的供电引脚，74HC4052的VCC至GND范围为20V100V。74HC4052的模拟输入/输出端（NY0至NY3，NZ）在上限VCC和下限VEE之间摆动，VCCVEE应当不超过100V。作为一个数字多路选择器/多路分配器，VEE将被连接到GND上（一般是接地）宽模拟输入电压范围5V5V低导通阻抗VCCVEE45V时，80欧姆（典型）VCCVEE60V时，70欧姆（典型）VCCVEE90V时，60欧姆（典型）逻辑电平转换沟通5V逻辑和5V模拟信号典型的内置“先断后合”遵循JEDEC标准NO7AESD保护人体模式（HBM）EIA/JESD22A114E超过2000V机械模式（MM）EIA/JESD22A115A超过200V温度范围4085和4012574HC4052基本参数电压20100V传输延迟4NS5V74HC4052其他特性导通阻抗60OHMS逻辑电平CMOS功耗考量低功耗或电池供电应用74HC4052封装与引脚SO16,SSOP16,DIP16,TSSOP16表1174HC4052基本参数124SD卡简介SD卡（SECUREDIGITALMEMORYCARD）中文翻译为安全数码卡，它是在MMC的基础上发展而来，是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，它被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、个人数码助理PDA和多媒体播放器等。SD卡由日本松下、东芝及美国SANDISK公司于1999年8月共同开发研制。大小犹如一张邮票的SD记忆卡，重量只有2克，但却拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。按容量分类，可以将SD卡分为3类SD卡、SDHC卡、SDXC卡。如下表12所示容量命名简称02GSTANDARDCAPACITYSDMEMORYCARDSDSC或SD2G32GHIGHCAPACITYSDMEMORYCARDSDHC32G2TEXTENDEDCAPACITYSDMEMORYCARDSDXC表12SD卡按容量分类SD卡和SDHC卡协议基本兼容，但是SDXC卡，同这两者区别就比较大了，本章我们讨论的主要是SD/SDHC卡（简称SD卡）。SD卡一般支持2种操作模式1，SD卡模式（通过SDIO通信）；2，SPI模式；主机可以选择以上任意一种模式同SD卡通信，SD卡模式允许4线的高速数据传输。SPI模式允许简单的通过SPI接口来和SD卡通信，这种模式同SD卡模式相比就是丧失了速度。SD卡的引脚排序如下图14所示图14SD卡引脚排序图SD卡引脚功能描述如表13所示表13SD卡引脚功能表SD卡只能使用33V的IO电平，所以，MCU一定要能够支持33V的IO端口输出。注意在SPI模式下，CS/MOSI/MISO/CLK都需要加10100K左右的上拉电阻。SD卡有5个寄存器，如表14所示名称宽度描述CID128卡标识寄存器RCA16相对卡地址（RELATIVECARDADDRESS）寄存器本地系统中卡的地址，动态变化，在主机初始化的时候确定SPI模式中没有CSD128卡描述数据卡操作条件相关的信息数据SCR64SD配置寄存器SD卡特定信息数据OCR32操作条件寄存器表14SD卡相关寄存器SD卡初始化过程因为我们使用的是SPI模式，所以先得让SD卡进入SPI模式。方法如下在SD卡收到复位命令（CMD0）时，CS为有效电平（低电平）则SPI模式被启用。不过在发送CMD0之前，要发送74个时钟，这是因为SD卡内部有个供电电压上升时间，大概为64个CLK，剩下的10个CLK用于SD卡同步，之后才能开始CMD0的操作，在卡初始化的时候，CLK时钟最大不能超过400KHZ。接着我们看看SD卡的初始化，SD卡的典型初始化过程如下1、初始化与SD卡连接的硬件条件（MCU的SPI配置，IO口配置）；2、上电延时（74个CLK）；3、复位卡（CMD0），进入IDLE状态；4、发送CMD8，检查是否支持20协议；5、根据不同协议检查SD卡（命令包括CMD55、CMD41、CMD58和CMD1等）；6、取消片选，发多8个CLK，结束初始化这样我们就完成了对SD卡的初始化，注意末尾发送的8个CLK是提供SD卡额外的时钟，完成某些操作。通过SD卡初始化，我们可以知道SD卡的类型（V1、V2、V2HC或者MMC），在完成了初始化之后，就可以开始读写数据了。SD卡读取数据，这里通过CMD17来实现，具体过程如下1、发送CMD17；2、接收卡响应R1；3、接收数据起始令牌0XFE；4、接收数据；5、接收2个字节的CRC，如果不使用CRC，这两个字节在读取后可以丢掉。6、禁止片选之后，发多8个CLK；以上就是一个典型的SD卡读数据过程，SD卡的写于读数据差不多，写数据通过CMD24来实现，具体过程如下1、发送CMD242、接收卡响应R1；3、发送写数据起始令牌0XFE；4、发送数据；5、发送2字节的伪CRC；6、禁止片选之后，发多8个CLK；以上就是一个典型的写SD卡过程。125TFTLCD简介TFTLCD即薄膜晶体管液晶显示器。其英文全称为THINFILMTRANSISTORLIQUIDCRYSTALDISPLAY。TFTLCD与无源TNLCD、STNLCD的简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个象素上都设置有一个薄膜晶体管（TFT），可有效地克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关，因此大大提高了图像质量。TFTLCD也被叫做真彩液晶显示器。上一章介绍了OLED模块，本章，我们给大家介绍ALIENTEKTFTLCD模块，该模块有如下特点1，24/28/353种大小的屏幕可选。2，320240的分辨率（35分辨率为320480）。3，16位真彩显示。4，自带触摸屏，可以用来作为控制输入。本章，我们以28寸的ALIENTEKTFTLCD模块为例介绍，该模块支持65K色显示，显示分辨率为320240，接口为16位的80并口，自带触摸屏。图15ALIENTEK28寸TFTLCD外观图第2章硬件设计及模块功能实现21FM电台设计框图本文设计SD卡音源和MIC音源两种音源输入，经音频选择，CPU处理之后输出22硬件设计实验设计为FM发射模式，设计发射频率为922MHZ，开机显示发射频率，KEY_UP键选择音源输入等信息。按一下KEY_UP键即进入SD卡音源输入模式，这时KEY0M（下一曲）KEY2M（上一曲）起效，再按第二下进入MIC音源模式，这时KEY_DOWN键起效，可以用它来选择直接播放或者录音储存后播放模式。同时用DS0提示程序正在运行。所要用到的部分硬件资源如下1）指示灯DS02）KEY0、KEY1、KEY2和WK_UP等四个按键3）TFTLCD模块4）SD卡5）RDA58206）74HC40527）VS1053B221RDA5820与STM32的连接电路这里RDA5820用IIC总线，接在STM32的PB10和PB11两个脚上，下图中OUTL和OUTR接在RDA5820的LIN和RIN，OUTR和OUTL是来自音频选择器（74HC4052）的输出端，作为FM发送时的音源输入。图21RDA5820与STM32的连接图222VS1053解码芯片电路原理VS1053通过7根线同STM32连接，他们是VS_MISO、VS_MOSI、VS_SCK、VS_XCS、VS_XDCS、VS_DREQ和VS_RST。这7根线同STM32的连接关系如表21所示表21VS1053各信号线与STM32连接关系其中VS_RST是VS1053的复位信号线，低电平有效。VS_DREQ是一个数据请求信号，用来通知主机，VS1053可以接收数据与否。VS_MISO、VS_MOSI和VS_SCK则是VS1053的SPI接口他们在VS_XCS和VS_XDCS下面来执行不同的操作。从上表可以看出，VS1053的SPI是接在STM32的SPI1上面的。1）复位VS1053这里包括了硬复位和软复位，是为了让VS1053的状态回到原始状态，准备解码下一首歌曲。2）配置VS1053的相关寄存器这里我们配置的寄存器包括VS1053的模式寄存器（MODE）、时钟寄存器（CLOCKF）、音调寄存器（BASS）、音量寄存器（VOL）等。图22VS1053B音频解码模块原理图3）发送音频数据当经过以上两步配置以后，我们剩下来要做的事情，就是往VS1053里面扔音频数据了，只要是VS1053支持的音频格式，直接往里面丢就可以了，VS1053会自动识别，并进行播放。不过发送数据要在DREQ信号的控制下有序的进行，不能乱发。这个规则很简单只要DREQ变高，就向VS1053发送32个字节。然后继续等待DREQ变高，直到音频数据发送完。经过以上三步，我们就可以播放音乐了。223SD卡接口和STM32的连接我们用跳线帽将P10的SD_DT3、SD_CMD、SD_SCK、SD_DT0分别同P12的SD_CS、SPI2_MOSI、SPI2_SCK、SPI2_MISO连接起来，即实现SD卡的SPI模式连接。硬件连接示意图如图24所示图23SD卡接口与STM32连接原理图图24SD卡SPI方式硬件连接示意图将图中所示的4处，用跳线帽短接，接口实现SD卡与STM32的SPI连接。最后，你还得自备一个SD卡，将其插入板子下面的SD卡接口。224TFTLCD显示模块模块原理图如图25所示图25ALIENTEK28寸TFTLCD模块原理图TFTLCD模块采用217的254公排针与外部连接，接口定义如图26所示图26ALIENTEK28寸TFTLCD模块接口图从图26可以看出，ALIENTEKTFTLCD模块采用16位的并方式与外部连接，之所以不采用8位的方式，是因为彩屏的数据量比较大，尤其在显示图片的时候，如果用8位数据线，就会比16位方式慢一倍以上，我们当然希望速度越快越好，所以我们选择16位的接口。图1813还列出了触摸屏芯片的接口，关于触摸屏本章我们不多介绍，后面的章节会有详细的介绍。该模块的80并口有如下一些信号线CSTFTLCD片选信号。WR向TFTLCD写入数据。RD从TFTLCD读取数据。D15016位双向数据线。RST硬复位TFTLCD。RS命令/数据标志（0，读写命令；1，读写数据）。80并口在上一节我们已经有详细的介绍了，这里我们就不再介绍，需要说明的是，TFTLCD模块的RST信号线是直接接到STM32的复位脚上，并不由软件控制，这样可以省下来一个IO口。另外我们还需要一个背光控制线来控制TFTLCD的背光。所以，我们总共需要的IO口数目为21个。这里还需要注意，我们标注的DB1DB8，DB10DB17，是相对于LCD控制IC标注的，实际上大家可以把他们就等同于D0D15，这样理解起来就比较简单一点。TFTLCD显示需要的相关设置步骤如下1）设置STM32与TFTLCD模块相连接的IO。这一步，先将我们与TFTLCD模块相连的IO口进行初始化，以便驱动LCD。这里我们用到的是FSMC，FSMC将在1812节向大家详细介绍。2）初始化TFTLCD模块。其实这里就是上和上面OLED模块的初始化过程差不多。通过向TFTLCD写入一系列的设置，来启动TFTLCD的显示。为后续显示字符和数字做准备。3通过函数将字符和数字显示到TFTLCD模块上。23模块功能实现231SD卡模块指令SD卡的命令格式，如表22所示字节1字节25字节6765031071001COMMAND命令参数CRC1表22SD卡命令格式SD卡的指令由6个字节组成，字节1的最高2位固定为01，低6位为命令号（比如CMD16，为10000即16进制的0X10，完整的CMD16，第一个字节为01010000，即0X100X40）。字节25为命令参数，有些命令是没有参数的。字节6的高七位为CRC值，最低位恒定为1。SD卡的命令总共有12类，分为CLASS0CLASS11，下面几个比较重要的命令，如表23所示命令参数回应描述CMD00X00NONER1复位SD卡CMD80X08VHSCHECKPATTERNR7发送接口状态命令CMD90X09NONER1读取卡特定数据寄存器CMD100X0ANONER1读取卡标志数据寄存器CMD160X10块大小R1设置块大小（字节数）CMD170X11地址R1读取一个块的数据CMD240X18地址R1写入一个块的数据CMD410X29NONER3发送给主机容量支持信息和激活卡初始化过程CMD550X37NONER1告诉SD卡，下一个是特定应用命令CMD580X3ANONER3读取OCR寄存器表23SD卡部分命令上表中，大部分的命令是初始化的时候用的。表中的R1、R3和R7等是SD卡的回应，SD卡和单片机的通信采用发送应答机制，如图27所示图27SD卡命令传输过程每发送一个命令，SD卡都会给出一个应答，以告知主机该命令的执行情况，或者返回主机需要获取的数据。SPI模式下，SD卡针对不同的命令，应答可以使R1R7，R1的应答，各位描述如表24所示R1响应格式位76543210含义开始位始终为0参数错误地址错误擦除序列错误CRC错误非法命令擦除复位闲置状态表24R1响应各位描述232TFTLCD模块控制我们仅以ILI9320控制器为例进行介绍，其他的控制基本都类似。ILI9320液晶控制器自带显存，其显存总大小为172820（24032018/8），即18位模式（26万色）下的显存量。模块的16位数据线与显寸的对应关系为565方式，如图28所示图2816位数据与显存对应关系图最低5位代表蓝色，中间6位为绿色，最高5位为红色。数值越大，表示该颜色越深。接下来，我们介绍一下ILI9320的几个重要命令，因为ILI9320的命令很多，我们这里不可能一一介绍，有兴趣的大家可以找到ILI9320的DATASHEET看看。里面对这些命令有详细的介绍。这里我们要介绍的命令列表如表25所示表25ILI9320常用命令表R0，这个命令，有两个功能，如果对它写，则最低位为OSC，用于开启或关闭振荡器。而如果对它读操作，则返回的是控制器的型号。这个命令最大的功能就是通过读它可以得到控制器的型号，而我们代码在知道了控制器的型号之后，可以针对不同型号的控制器，进行不同的初始化。因为93XX系列的初始化，其实都比较类似，我们完全可以用一个代码兼容好几个控制器。R3，入口模式命令。我们重点关注的是I/D0、I/D1、AM这3个位，因为这3个位控制了屏幕的显示方向。AM控制GRAM更新方向。当AM0的时候，地址以行方向更新。当AM1的时候，地址以列方向更新。I/D10当更新了一个数据之后，根据这两个位的设置来控制地址计数器自动增加/减少1，其关系如图29所示图29GRAM显示方向设置图通过这几个位的设置，我们就可以控制屏幕的显示方向了，这种方法虽然简单，但是不是很通用，比如不同的液晶，可能这里差别就比较大，有的甚至无法通用比如9341和9320就完全不通用。R7，显示控制命令。该命令CL位用来控制是8位彩色，还是26万色。为0时26万色，为1时八位色。D1、D0、BASEE这三个位用来控制显示开关与否的。当全部设置为1的时候开启显示，全0是关闭。我们一般通过该命令的设置来开启或关闭显示器，以降低功耗。R32，R33，设置GRAM的行地址和列地址。R32用于设置列地址（X坐标，0239），R33用于设置行地址（Y坐标，0319）。当我们要在某个指定点写入一个颜色的时候，先通过这两个命令设置到改点，然后写入颜色值就可以了。R34，写数据到GRAM命令，当写入了这个命令之后，地址计数器才会自动的增加和减少。该命令是我们要介绍的这一组命令里面唯一的单个操作的命令，只需要写入该值就可以了，其他的都是要先写入命令编号，然后写入操作数。R80R83，行列GRAM地址位置设置。这几个命令用于设定你显示区域的大小，我们整个屏的大小为240320，但是有时候我们只需要在其中的一部分区域写入数据，如果用先写坐标，后写数据这样的方式来实现，则速度大打折扣。此时我们就可以通过这几个命令，在其中开辟一个区域，然后不停的丢数据，地址计数器就会根据R3的设置自动增加/减少，这样就不需要频繁的写地址了，大大提高了刷新的速度。233VS1053的SPI数据传送和SCI寄存器VS1053的SPI数据传送VS1053的SPI支持两种模式1，VS1002有效模式（即新模式）。2，VS1001兼容模式。这里我们仅介绍VS1002有效模式（此模式也是VS1053的默认模式）。表26是在新模式下VS1053的SPI信号线功能描述表26VS1053新模式下SPI口信号线功能VS1053的SPI数据传送，分为SDI和SCI，分别用来传输数据/命令。SDI和前面介绍的SPI协议一样的，不过VS1053的数据传输是通过DREQ控制的，主机在判断DREQ有效（高电平）之后，直接发送即可（一次可以发送32个字节）。这里我们重点介绍一下SCI。SCI串行总线命令接口包含了一个指令字节、一个地址字节和一个16位的数据字。读写操作可以读写单个寄存器，在SCK的上升沿读出数据位，所以主机必须在下降沿刷新数据。SCI的字节数据总是高位在前低位在后的。第一个字节指令字节，只有2个指令，也就是读和写，读为0X03，写为0X02。一个典型的SCI读时序如图210所示图210SCI读时序从图210可以看出，向VS1053读取数据，通过先拉低XCS（VS_XCS），然后发送读指令（0X03），再发送一个地址，最后，我们在SO线（VS_MISO）上就可以读到输出的数据了。而同时SI（VS_MOSI）上的数据将被忽略。看完了SCI的读，我们再来看看SCI的写时序，如图211所示图211SCI写时序图211中，其时序和图210基本类似，都是先发指令，再发地址。不过写时序中，我们的指令是写指令（0X02），并且数据是通过SI写入VS1053的，SO则一直维持低电平。细心的读者可能发现了，在这两个图中，DREQ信号上都产生了一个短暂的低脉冲，也就是执行时间。这个不难理解，我们在写入和读出VS1053的数据之后，它需要一些时间来处理内部的事情，这段时间，是不允许外部打断的，所以，我们在SCI操作之前，最好判断一下DREQ是否为高电平，如果不是，则等待DREQ变为高。VS1053的SCI寄存器VS1053的所有SCI寄存器如表27所示SCI寄存器寄存器类型复位值缩写描述0X00RW0X0800MODE模式控制0X01RW0X000CSTATUSVS0153状态0X02RW0X0000BASS内置低音/高音控制0X03RW0X0000CLOCKF时钟频率倍频数0X04RW0X0000DECODE_TIME解码时间长度（秒）0X05RW0X0000AUDATA各种音频数据0X06RW0X0000WRAMRAM写/读0X07RW0X0000WRAMADDRRAM写/读的基址0X08R0X0000HDAT0流的数据标头00X09R0X0000HDAT1流的数据标头10X0ARW0X0000AIADDR应用程序起始地址0X0BRW0X0000VOL音量控制0X0CRW0X0000AICTRL0应用控制寄存器00X0DRW0X0000AICTRL1应用控制寄存器10X0ERW0X0000AICTRL2应用控制寄存器20X0FRW0X0000AICTRL3应用控制寄存器3表27SCI寄存器首先，我们介绍一下CLOCKF寄存器，这个寄存器用来设置时钟频率、倍频等相关信息，该寄存器的各位描述如表28所示表28CLOCKF寄存器各位描述此寄存器，重点说明SC_FREQ，SC_FREQ是以4KHZ为步进的一个时钟寄存器，当外部时钟不是12288M的时候，其计算公式为SC_FREQXTALI8000000/4000式中为XTALI的单位为HZ。表28中CLKI是内部时钟频率，XTALI是外部晶振的时钟频率。由于我们使用的是12288M的晶振，在这里设置此寄存器的值为0X9800，也就是设置内部时钟频率为输入时钟频率的3倍，倍频增量为10倍。接下来是MODE寄存器，该寄存器用于控制VS1053的操作，是最关键的寄存器之一，该寄存器的复位值为0X0800，其实就是默认设置为新模式。表29是MODE寄存器的各位描述表29MODE寄存器各位描述这个寄存器，我们这里只介绍一下第2和第11位，也就是SM_RESET和SM_SDINEW。其他位，我们用默认的即可。这里SM_RESET，可以提供一次软复位，建议在每播放一首歌曲之后，软复位一次。SM_SDINEW为模式设置位，这里我们选择的是VS1002新模式本地模式，所以设置该位为1（默认的设置）。接着我们看看BASS寄存器，该寄存器可以用于设置VS1053的高低音效。该寄存器的各位描述如表210所示表210BASS寄存器各位描述通过这个寄存器以上位的一些设置，我们可以随意配置自己喜欢的音效（其实就是高低音的调节）。VS1053的EARSPEAKER效果则由MODE寄存器控制，请参考表29。接下来，我们看看DECODE_TIME这个寄存器。该寄存器是一个存放解码时间的寄存器，以秒钟为单位，我们通过读取该寄存器的值，就可以得到解码时间了。不过它是一个累计时间，所以我们需要在每首歌播放之前把它清空一下，以得到这首歌的准确解码时间。HDAT0和HDTA1是两个数据流头寄存器，不同的音频文件，读出来的值意义不一样，我们可以通过这两个寄存器来获取音频文件的码率，从而可以计算音频文件的总长度。最后我们介绍一下VOL这个寄存器，该寄存器用于控制VS1053的输出音量，该寄存器可以分别控制左右声道的音量，每个声道的控制范围为0254，每个增量代表05DB的衰减，所以该值越小，代表音量越大。比如设置为0X0000则音量最大，而设置为0XFEFE则音量最小。注意如果设置VOL的值为0XFFFF，将使芯片进入掉电模式第3章软件设计31FM电台软件设计流程图32软件设计结构框图33主函数介绍331系统初始化该模块实现对系统各模块的初始化工作，以便后面程序使用这些模块时正常工作。以下是所有初始化函数DELAY_INIT/延时函数初始化NVIC_CONFIGURATION/设置NVIC中断分组22位抢占优先级，2位响应优先级UART_INIT9600/串口初始化为9600LCD_INIT/显示屏初始化KEY_INIT/按键初始化FONT_INIT/初始化字库AUDIOSEL_INIT/初始化音源选择USMART_DEVINIT72/USMART初始化MEM_INITSRAMIN/初始化内部内存池VS_INIT/初始化VS1053EXFUNS_INIT/为FATFS相关变量申请内存F_MOUNT0,FS0/挂载SD卡F_MOUNT1,FS1/挂载FLASHUSMART_DEVINIT72/初始化USMARTRDA5820_INIT/初始化FM收发332FM信号发射设置该模块实现对RDA5820配置，根据需要这里将模式设置为发射，频率配置为936，发射功率设置为最大。以下是所有相关配置函数的调用RDA5820_BAND_SET0/设置频段为87108MHZRDA5820_SPACE_SET0/设置步进为100KHZRDA5820_TXPGA_SET3/信号增益设置为3RDA5820_TXPAG_SET63/发射功率为最大RDA5820_TX_MODE/发送模式FREQSET9360/默认为936MHZRDA5820_FREQ_SETFREQSET/设置频率333TFTLCD显示基本信息该模块部分主要在TFTLCD上显示必要的信息，提示用户如何操作。以下是程序内容POINT_COLORRED/设置字体为红色SHOW_STR60,10,200,16,“电台实验“,16,0SHOW_STR60,30,200,16,“调频922MHZ“,16,0SHOW_STR60,50,200,16,“,16,0LCD_SHOWSTRING60,70,200,16,16,“2013/11/13“SHOW_STR60,90,200,16,“KEY0MKEY2M“,16,0SHOW_STR60,110,200,16,“KEY_UPMODESET“,16,0334音频源的选择该模块部分选择FM发射的音源，通过按键KEY_UP来切换音源（SD卡MP3和MIC麦克风之间的切换），默认为SD卡MP3音源。以下是两个音源控制的函数调用MP3_PLAY/SD卡MP3音源RECODER_PLAY/麦克风音源34IIC驱动RDA5820FM收发芯片该模块部分实现了用IIC驱动RDA5820,从而实现了RDA5820的各种设置。以下是IIC控制RDA5820寄存器读写的具体函数VOIDRDA5820_WR_REGU8ADDR,U16VAL/写RDA5820寄存器IIC_STARTIIC_SEND_BYTERDA5820_WRITE/发送写命令IIC_WAIT_ACKIIC_SEND_BYTEADDR/发送地址IIC_WAIT_ACKIIC_SEND_BYTEVAL8/发送高字节IIC_WAIT_ACKIIC_SEND_BYTEVAL/发送低字节IIC_WAIT_ACKIIC_STOP/产生一个停止条件U16RDA5820_RD_REGU8ADDR/读RDA5820寄存器U16RESIIC_STARTIIC_SEND_BYTERDA5820_WRITE/发送写命令IIC_WAIT_ACKIIC_SEND_BYTEADDR/发送地址IIC_WAIT_ACKIIC_STARTIIC_SEND_BYTERDA5820_READ/发送读命令IIC_WAIT_ACKRESIIC_READ_BYTE1/读高字节,发送ACKRES1/声音通道选择通道0MP3通道1收音机通道2PWM音频通道3无声38TFTLCD显示驱动该模块实现TFTLCD屏幕的显示驱动，这里只简单列举以下基本函数，不作具体展开VOIDLCD_INITVOID/初始化VOIDLCD_DISPLAYONVOID/开显示VOIDLCD_DISPLAYOFFVOID/关显示VOIDLCD_CLEARU16COLOR/清屏VOIDLCD_SETCURSORU16XPOS,U16YPOS/设置光标VOIDLCD_DRAWPOINTU16X,U16Y/画点VOIDLCD_FAST_DRAWPOINTU16X,U16Y,U16COLOR/快速画点U16LCD_READPOINTU16X,U16Y/读点VOIDDRAW_CIRCLEU16X0,U16Y0,U8R/画圆VOIDLCD_DRAWLINEU16X1,U16Y1,U16X2,U16Y2/画线VOIDLCD_DRAWRECTANGLEU16X1,U16Y1,U16X2,U16Y2/画矩形VOIDLCD_FILLU16SX,U16SY,U16EX,U16EY,U16COLOR/填充单色VOIDLCD_COLOR_FILLU16SX,U16SY,U16EX,U16EY,U16COLOR/填充指