1、基于单片机的 FM 收音机设计 XXXX 大学 本科生毕业论文 (设计 ) 题 目： 基于单片机的收音机设计 学生姓名： XXX 指导教师： XXX 二级院系： XXXXXXXXXX 专业班级： XXXXXXXXX 完成时间： 2011 年 X 月 XX 日 2 诚 信 声 明 我声明，所呈交的论文 (设计 )是本人在老师指导下进行的研 究工作及取得的研究成果。据我查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 (设计 )中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。我承诺，论文 (设计 )中的所有内容均真实、可信。 论文 (设计 )作者签
2、名： 签名日期： 年 月 日 3 授 权 声 明 学校有权保留送论文（设计）交的原件，允许论文（设计）被查阅和借阅，学校可以公布论文（设计）的全 部或部分内容，可以影印、缩印或其他复制手段保存论文（设计），学校必须严格按照授权对论文 (设计 )进行处理，不得超越授权对论文（设计）进行任意处置。 论文 (设计 )作者签名： 签名日期： 年 月 日 4 诚 信 声 明 . 2 授 权 声 明 . 3 摘 要 . 4 Abstract . 5 第一章 绪论 . 6 第二章 总体方案设计 . 6 2.1 系统总体结构规划 . 6 2.2 单片机的选择 . 7 2.3 无线 FM 模块 . 8 2.4
3、显示模块的方案比较论证 . 8 2.5 显示模块的方案比较论证 . 8 2.6 电 源的选择 . 9 第 3 章 中央控制器 AT89S52 及其外围电路的设计与分析 . 9 3.1 芯片 AT89S52 的性能及其参数分析 . 9 3.2 单片机时钟电路设计 . 11 3.3 单片机复位电路设计 . 12 3.4 单片机复位后的状态分析 . 13 3.5 电源电路 . 14 第四章 无线 FM 收音机模块 . 16 4.1 TEA5767 芯片简介 . 16 4.2 TEA5767 寄存器描述 . 19 第五章 硬件电路设计 . 27 5.1 微控制器部分 . 28 5.3 功放模块原理图
4、. 29 5.4 电路调试 . 30 第六章 软件设计 . 30 6.1 软件设计思想 . 31 6.2 软件流程 . 31 结论 . 33 致谢 . 33 附录 . 34 系统原理图 . 35 系统源代码 . 36 摘 要 5 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。 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，
5、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，这就给广大芯片应用设计者带来一定的难度。本设计采用宏晶科技生产的 8 位微控制器 STC89 C52 来控制数字收音机模块 TEA5767，构成一个 FM 数字收音机系统。该收音机的设计具有电路简单易懂、体积小，易调谐的特点，同时该收音机系统还具有抗干扰能力强，频带宽、音质好 的优点。 关键字 : TEA5767; AT89S52; FM 收音机 Abstract With the development of informationization, digital radio
6、gradually, integration, and the cost more and more low, this makes all sorts of equipment in embedded in the radio phenomenon more generally. TEA5767 series single piece of digital radio is widely used in digital audio, portable CD, VCD, DVD, MP3, MP4, mobile phone, PDA, etc digital consumer electro
7、nic system. But the digital radio chip and the traditional the superheterodyne tuning principle not identical, the traditional the superheterodyne fixed frequency of 10.7 MZ, and TEA5767 series digital radio fixed intermediate frequency for 225 KHz, because of different fixed frequency, phase lock l
8、oop system software control have very big difference, this will give the chip designer brings certain difficulty. This design USES the macro crystal technology production 8-bit microcontrollers AT89S52 to control digital radio module TEA5767, constitute a FM digital radio system. The radio the desig
9、n of the circuit is simple to understand, volume is small, easy tuned features and the radio system also has strong anti-interference, wide frequency band, sound quality good points. 6 Key word : TEA5767; AT89S52 ;devices FM radio 第一章 绪论 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
10、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。 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，这就给广大芯片应用设计者带来一定的难度。本设计采用宏晶科技生产的 8位微控制器 STC89 C52 来控制数字收音机模
11、块 TEA5767，构成一个 FM 数字收音机系统。该收音机的设计具有电路简单易懂、体积小，易调谐的特点，同时该收音机系统还具有抗干扰能力强，频带宽、音质好的优点。 第二章 总体方案设计 2.1 系统总体结构规划 本设计是一个数字调频收音机，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（音频信号）的幅度变化而变化，调频收音机（ FM Radio）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、7 搜索
12、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 2-1 图 2-1 系统方案设计框图 2.2 单片机的选择 方案一 : 采用 MCS-52单片机，晶振频率为 24HZ.AT89S52 单片机是一种 功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于
13、常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程Flash，使得 at89s52 单片机为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节 Flash， 256字节 RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器， 2 个数据指针，三个 16 位定时器 /计数器，一个 6向量 2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外， AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2种软件可选择节电模式。空闲模式下， CPU停止工作，允许 RAM、定时器 /计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下， RAM内容被保存， 9振荡
14、器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复8 位为止。 且价格便宜。 方案二： 采用 FPGA（可编辑 逻辑 阵 列 ）作为系统控制器。 FPGA 可以实现各种复杂的逻辑功能，规模大，集成度高，体积小，稳定性好，并且可利用 EDA软件进行仿真和调试。 FPGA 采用并行工作方式，提高了系统的处理速度，常用于大规模实时性要求较高的系统。 价格较昂贵。 对比上述两种方案， FPGA 各个方面都比较优越，单价格较昂贵，而且用在洗衣机模拟系统上 FPGA 的高速处理能力得不到充分的发挥，很浪费资源。相比之下AT89S52 单片机价格便宜，对本系统来说资源和速度已经足够，故选择此单片机。 2.
15、3 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： 方案一 :采用无线芯片 TEA5767，自己设计外围电路。 方案二： 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 FVQ FN40（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。 2.4 显示模块的方案比较论证 方案一 ：采用四只数码管显示模块来显示动态信息。显示的公共端只需要一个 8位 I/O口，接口简单，功耗小，价格便宜，寿命长。通过调整电流可以达到比较高
16、的亮度，所以数码管能够清晰地显示数 字，且亮度较高易于观察。 方案二 ：采用 LCD 液晶显示，优点是能显示更多的字符，有着良好的人机界面，功耗低，占用系统资源少，使整个系统显得更加人性化。缺点是成本过高，亮度不够，不易清晰地观察数据。 基于成本以及实际需求，我们选择方案一。 2.5 显示模块的方案比较论证 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9 编程设定，为简化设计，本设计采用单声道输出，功放芯片使用 TDA2030，供电采用 +5V 供电，设计中不给出电源设计。 2.6 电源的选择 方案一 ：采用开关型稳压电源。因为开关 型稳压电源事实上是利用了晶
17、体管在截止与饱和 即开关状态下功耗极小的优点。由于晶体管在截止时流过的电流极小几乎为零，饱和导通时的管压降极小，两种情况下的晶体管功耗都极小，管子工作效率很高，可达到 80% 90%。难点是开关电源对器件要求较高且电路较复杂，比较难调试，成本不低。 方案二 :采用传统的线性稳压电源，优点是电路简单，实用，输出电压，纹波系数小，容易制作。缺点是体积较大，效率低。 结合我们本身的能力和系统的实际应用我们选择方案二。 2.7 本章小结 综上所述设计既要实现数字 FM收音机的基本功能，又要 尽量做到简单廉价，综合考虑各项因素，控制模块、 无线 FM模块、 电源模块、功放模块等 以上设计方案是可行的。
18、第 3 章 中央控制器 AT89S52 及其外围电路的设计与分析 3.1 芯片 AT89S52 的性能及其参数分析 10 V c cP 1 0P 1 2P 1 1R S TP 1 5P 1 7P 1 6P 1 3P 1 4P 0 7P 0 1P 0 0P 0 2P 0 3P 0 5P 0 4P 0 6P 3 7P 3 1P 3 0P 3 2P 3 3P 3 5P 3 4P 3 6A L EE A / V P PP 2 7P 2 1P 2 0P 2 2P 2 3P 2 5P 2 4P 2 6P S E NX T A L 1X T A L 2G N D1234567891 01 11 21 31
19、41 51 61 71 81 92 04 02 32 22 12 62 52 42 92 82 73 23 13 03 53 43 33 83 73 63 9( A D 0 )( A D 1 )( A D 2 )( A D 3 )( A D 4 )( A D 5 )( A D 6 )( A D 7 )( A D 1 5 )( A D 1 4 )( A D 1 3 )( A D 1 2 )( A D 1 1 )( A D 1 0 )( A D 9 )( A D 8 )( R X D )( I N T 0 )( I N T 1 )( T 0 )( T 1 )( W R )( R D )( T X
20、D )( T 2 )( T 2 E X )图 3-1 AT89S52 单片机引脚图 AT89S52 是 51系列单片机的一个型号，它是 ATMEL 公司生产的。 AT89S52 是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8k bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 bytes10的随机存取数据存储器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51指令系统，片内置通用 8位中央处理器和 Flash 存储单元，功能强大的 AT89S51单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。 AT89S52 有 40个引脚，
21、32 个外部双向输入 /输出（ I/O）端口，同时内含 2 个外中断口， 3 个 16 位可编程定时计数器 ,2 个全双工串行通信口， 2 个读写口线，AT89S52 可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash 存储器结合在一起，特别是 可反复擦写的 Flash 存储器 5可有效地降低开发成本。 AT89S52 为 40 脚双列直插封装的 8 位通用微处理器如图 3-3 所示，采用工业标准的 C52 内核，在内部功能及管脚排布上与通用的 8xc51相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主 IC 内部寄存器、数据 RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号 IR 的接收
