【《单片机FM收音机的硬件电路设计案例》2300字】

单片机FM收音机的硬件电路设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u7968单片机FM收音机的硬件电路设计案例 1282171.1硬件组成 160981.1.1数字FM收音机系统控制中心单片机 1101261.1.2收音功放芯片TDA2030 279851.1.3PT2257音量模块 377961.1.4FM收音模块 577051.2FM电路及其设计 8222871.3单片机控制与显示电路 9132941.4供电电路与放大电路 101.1硬件组成这个收音机的硬件系统由单片机STC89C52、功放芯片TDA2030、音量模块PT2257、FM收音模块TEA5767相连而成。1.1.1数字FM收音机系统控制中心单片机 单片机的选择在本设计中也是需要考虑的，基于各种因素，将选用物美价廉的STC89C52芯片。STC89C52芯片是一种在各个方面都能满足需求的一款。它的主要功能有很多，由于很方便查找所以就不在述说。其外形和引脚图如下图2-1所示图2-1STC89C52单片机外形图及引脚图单片机STC89C52为这个系统的控制核心，它在设计中扮演着十分重要的角色。单片与其他的硬件连接，通过FM收音模块命令实现两个搜索模式。然后，经过读取按钮的方式来决定外围电路的命令。这个由单片机分析，直接向无线电模块发送信号。接收到信号后，无线电模块响应外围电路的指令，并调整无线信道。之后，通过读取按钮的方式来决定外围电路的命令。这个由单片机分析，直接向无线电模块发送信号。接收到信号后，无线电模块响应外围电路的指令，并调整无线信道。频道经单片机处理后，在LCD1602液晶显示器上显示搜索到的频率。1.1.2收音功放芯片TDA2030无线电系统接收到的信号一般很弱，所以需要通过功率放大器将信号放大，然后用扬声器输出。这个时候要选择体积小、输出功率大、失真小的音频功率放大器芯片。德国windroot公司生产的tda2030就可以。其引脚有H型和V型。该集成电路广泛应用于汽车立体声接收机和录音机、中功率音频设备，并具有内部保护电路功能。其外形如图和引脚功能如表2-2、2-1，参数如表2-2所示图2-2TDA2030外形图表2-1TDA2030功能引脚引脚12345功能正向输入端反向输入端负电源输入端功率输出端正电源输入端 表2-2TDA2030主要参数表A2030极限参数参数名称极限值单位电源电压（Vs）±18V输入电压（Vin）VsV差分输入电压（Vdi）±15V峰值输出电流（Io）3.5A耗散功率（Ptot）（Vdi）20V工作结温（Tj）-40±150℃存储结温（Tstg）-40±150℃ 1.1.3PT2257音量模块在无线电系统中，音量的输出可以用PT22257芯片。Pt22257是一款采用CMOS工艺制作的两声道音量控制芯片。它仅仅8个引脚，采用I2C控制接口设计。并有0～79dB的衰弱带，噪音小，立体分离度高和极少的外围元件的优点。如下图所示。图2-3PT2257内部电路图图2-4PT2257外观图表2-3PT2257引脚1.1.4FM收音模块这个时候要用到一个模块的控核心芯片，飞利浦公司生产的立体声调频芯片好像就是为此而生，其名为TEA5767。该芯片将所有调频功能集于一个小于6*6平方米的小模块中，并采用hvqfn40封装。这个芯片有1.5V到5.0V的工作电压，标准时3V；76到108MHz左右的射频率范围，非常低的失真度，大约在0.4%。引脚分布和定义分别如图2-3和表2-3。图2-3TEA5767芯片引脚分布表2-3引脚定义管管脚定义管脚定义1空脚21空脚2锁相环输出22左声道输出3本振23右声道输出4本振24软静音时间常数5本振电源25检波输出6数字地26基准7数字电源27中频中心频率调整时间常数8数据线28中频限幅器退藕19时钟线29中频限幅退藕210空脚30空脚11三线读写控制31空脚12总线模式选择32增益控制13总线使能端33模拟地14软口134模拟电源15软口235射频输入116晶振36高频地17晶振37射频输入218相位滤波38高放AGC时间常数19导频低通滤波39锁相环开关输出20空脚40空脚优点如下：（1）集成高灵敏度的低噪声放大器（2）内置的FM解调器可以省去外部鉴频器，并且FM的中频选择性可在芯片内部完成（3）可以采用31.768KHz或13MHz的振荡器产生参考时钟或可以直接输入6.5MHz的时钟信号（4）可以通过I2C或三线串行总线来获取中频计数器值或接收的高频信号电平，以便进行自动调谐功能（5）射频具有自动增益控制功能，并且LC调谐振荡器只需固定片装电感。芯片工作原理分析：原理框如图2-4所示图2-4原理框图1.2FM电路及其设计作为系统核心之一的FM接收电路。该硬件系统利用芯片tea5767hn模块作为调频接收电路的核心部件。飞利浦公司提供的tea5767hn模块芯片是一种电压小、能耗低、成本小的集成单片立体声收音产品。它只要几个周边元件，大致上不需要外部手动调节高频信号。此外，它的频率范围还很宽，可以免费调听到欧美日的调频波段。它的接线图如图2-5所示。图2-5FM模块应用接线图通过磁珠和电容器对其压制，可以在图中看出电源接3.3V。同时要注意它的高频特性和直流电阻对抑制芯片的高频噪声是不一样的。22uF电容器最好用钽电容器，两个0.1uF电容器可以使用高介电常数和高频性能，这保证了整个FM模块电源系统的稳定性。总线模式用于选择CPU和FM模块之间的串行通信模式。它是I2C通信模式。Data和CLK是I2C通信的数据线和时钟线。系统CPU通过I2C接口控制FM模块。此系统中不使用W/read。此时，FM模块通过w/read、CLK和data实现与CPU的三线串行通信。当bus-I2C模块处于节电模式时，可通过bus-i2cfm接口直接进入节电模式。FM是FM模块的天线接口，是射频信号的引脚输入。现在有很多的电子产品，使用的是耳机线而不是天线。J3为耳机接口。耳机左右声道信号线上感应到的毫伏FM信号可通过J3引脚③进入FM模块。当然，这样的小信号不会对耳机的音质产生任何影响，而且由于上图中三个0.22uh空心电感的隔离作用，FM模块可以以非常小的损耗接收FM信号。需要注意的是，三个空心电感器应放置在靠近耳机接口的电路板上，提高接收灵敏度，而且电感器的直流阻抗要小，以降低音频功率能耗。三个感应器的选择考虑到了空心结构，可能尺寸有点大，不适合此类产品的使用，感应器的陶瓷支架可以选择。还有不要使用非线性比大的氧化铁支架电感，因为耳机的音质会变差。1.3单片机控制与显示电路单片机部分以STC89C52为核心，包括诸如复位、晶振、按键控制的各种电路。其原理见图2-6 图2-6单片机控制电路液晶显示器LCD