1、本科毕业设计（20 届）基于单片机的 FM 收音机 所在学院 专业班级 电子信息工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 基于单片机的 FM 收音机 【摘要】本毕业设计采用单片机 STC89C52 为主控芯片来驱动收音机模块 TEA5767，用液晶 1602 来显示收音机的工作状态和工作信息，用按键来调收音机的接收频率和 M62429 音量调节模块。还加了温度传感器和时钟芯片电路，让设计更具有实用性。设计中综合运用到了 C 语言、单片机、电路设计、PCB 板制作等专业知识。采用微控制器来控制电路可以使电路更为简单、制作也较为方便、成本也比较低。 【关键词】STC89C52 单片机
2、；收音机；TEA5767；LCD1602 液晶Based on single chip microcomputer of FM radio Abstract This graduation design STC89C52 by single chip microcomputer as main control chip to drive the radio module TEA5767, with LCD to display the radios working state and information, use buttons to adjust the radio reception
3、frequency.Also added a temperature sensor and the clock chip circuit, make the design more practical.In the design of the integrated use of the C language, MCU, circuit design, PCB production and other professional knowledge.Adopt micro controller to control circuit can make the circuit more simple,
4、 production is more convenient, cost is low.Key Words STC89C52 single-chip microcomputer, Radio, TEA5767, LCD1602 目 录1. 概述.11.1设计背景.11.2设计主要工作.11.3设计方案的选择.12. 系统硬件设计.22.1系统的总体设计.22.2单片机 STC89C52介绍.22.3 系统各模块介绍.32.3.1时钟振荡器.32.3.2复位电路.32.3.3稳压电源电路.32.3.4矩阵键盘电路.42.3.5串口下载模块.42.3.6 LCD1602液晶显示电路.42.3.7实
5、时时钟 1302电路.62.3.8 温度 18B20电路.72.3.9 TEA5767收音机电路 M62429音量调节电路.82.4.0 蜂鸣器和 LED电路.92.4.1 音频功率放大器 8002电路.92.4.2 单片机最小系统电路.103. 软件部分设计.103.1 Keil uvision4 集成开发环境介绍.103.2 系统的程序流程图.113.3 main 程序 .114. 组装与调试.124.1硬件制作与调试中遇到的问题及解决方法.134.2软件调试时遇到的问题以及解决方法.135. 总结.13参考文献.13附录 1 系统原理图.14附录 2 系统 PCB 图 .15附录 3 主
6、要代码. .1611 概述1.1 设计背景调频收音机（FM Radio）一直在人们的生活娱乐中必不可少的一部分，从老式的矿石收音机、电子管收音机到晶体管收音机再到今天的网络收音机，可以看出通过广播享受生活一直是人们喜欢的生活方式。人们获取新闻消息，收音机是个不错的选择。如今，随着消费类电子的兴起和繁荣以及数字电子技术的发展，广大从事消费类电子设计的厂商都不忘在诸如 MP3、智能手机、便携式 Video 播放器等产品中嵌入 FM 部分。特别是在自然灾害期间，收音机发挥出了重要作用。为了方便收音机集成在各种电子产品上，本设计采用了数字调谐收音机目前提供数字 FM Radio 解决方案的厂商很多，其
7、中市场反响非常好的就有 Philips 公司提供的 TEA5767 及 TEA5768 数字 FM 处理芯片，该芯片为低电压、低功耗和低价位的全集成单芯片立体声无线电产品，只需要极少的外部元器件，并且基本上不需要外部对高频信号的手动调准，并且其频带范围宽，可以完全免费调到欧洲、美国和日本的调频波段。1.2 设计主要工作 本毕业设计选用 STC 公司的 STC89C52 芯片为程序微控制器，通过矩阵键盘来调节收音机模块TEA5767 的接收频率，从而达到调节收音机接收频率的目的。 再通过 M62429 芯片调节音量，达到音量调节功能。最后再输出到音频功率放大器进行功率放大，推动扬声器使扬声器还原
8、电信号里的声音。本毕业设计先进行对整个系统的软硬件功能规划，完成系统总体方案的设计。然后进行各模块电路的详细设计，设计完善的功能电路。再对 PCB 进行布局布线，完成 PCB 设计并 DIY，然后完成硬件焊接的所有工作，再而完成软件的编写，并结合硬件板对整个系统进行联调，最终得到一个功能完善的产品。再者是毕业论文的撰写，完成一个完整的毕业设计。设计中加入了实时时钟 DS1302、温度传感器 18B20 模块，让设计更具有实用性，让设计更完美。1.3 设计方案的选择1.4.1 方案一：采用 TEA5767 独立芯片进行设计1.4.2 方案二：采用 TEA5767 模块进行设计1.4.3 方案的比
9、较和选择TEA5767 的封装是采用 40 脚的 LQFP，薄型四角扁平封装，方型扁平式封装技术。FM 调频广播信号的频率通常范围是在 87.5MHz-108MHz,属于高频信号，在设计 PCB 板时要求比较高，而且涉及到的知识面很广。所以本设计采用已经做好的模块进行设计。在设计过程中降低成本，而且体积小的特性不适合在普通的覆铜板上焊接，所以采用模块进行设计。22 系统硬件设计2.1 系统的总体设计系统由时钟振荡器、复位电路、电源电路、按键控制电路、串口下载接口、1602 液晶显示、实时时钟电路 1302、18B20 温度传感器、 TEA5767 收音机、M62429 调音量、音频功放 800
10、2 等模块组成，系统框图如图 2.1 所示。1602 液晶显示实时时钟电路1302STC89C52 单片机M62429 调音量18B20 温度传感器音频功放 8002TEA5767 收音机串口下载接口按键控制电路按键控制电路按键控制电路电源电路复位电路时钟振荡器图 2.1 系统总框图2.2 单片机 STC89C52 介绍STC89C52 为 8 位微控制器，实物如图 2.2 所示。STC89C52 有以下特点： 1. 增强型 8051 单片机，6 时钟/ 机器周期和 12 时钟/机器周期可以任意 选择，指令代码完全兼容传统 8051. 2. 工作电压：5.5V3.3V（5V 单片机）/3.8V
11、2.0V（3V 单片机） 3. 工作频率范围：040MHz，相当于普通 8051 的 080MHz，实际工作 频率可达 48MHz 4. 用户应用程序空间为 8K 字节 5. 片上集成 512 字节 RAM 6. 通用 I/O 口（32 个） ，复位后为： P0/P1/P2/P3 是 准双向口/弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻， 图 2.2 STC89C52 单片机实物图 作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。 7. ISP（在系统可编程） /IAP（在应用可编程） ，无需专用 编程器，无 需专用 仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载
12、用户程 序，数秒即可完成一片 8. 具有 EEPROM 功能 9. 具有 看门狗功能 310. 共 3 个 16 位 定时器/计数器。即定时器 T0、T1、T2 11. 外部中断 4 路，下降沿中断或低电平触发电路， Power Down 模式可 由外部中断低电平触发 中断方式唤醒 12. 通用异步 串行口（UART ） ，还可用定时器 软件实现多个 UART 13. 工作温度范围：-40+85（工业级）/075（商业级） 14. PDIP 封装2.3 系统各模块介绍2.3.1 时钟振荡器时钟振荡器是用来配合外部晶体实现振荡的电路，目的是为单片机提供系统时钟，如果没有时钟振荡器来产生时钟信号，
13、那单片机就不能工作。这里我们使用 12MHz 的晶振。另外有两个 30P 的电容，两个晶振引脚分别连到 XTAL1 和 XTAL2 振荡脉冲输入引脚。时钟振荡器电路如图 2.3 所示。 图 2.3 时钟振荡器电路 2.3.2 复位电路单片机复位电路采用上电复位，上电瞬间，电容视做短路。单片机第 9脚为高电平，高电平时间符合单片机两个机器周期的复位条件，单片机复位。复位时间由 C3 和 R1 时间常数决定。本设计中电阻为 10K，电容采用 10F的电解电容。电路如图 2.4 所示。图 2.4 复位电路2.3.3 稳压电源电路稳压电源电路是AMS1117 系列 5V稳压器实现的，输出电流 1A ，
14、工作压差低至 1V， 线荷载调节：0.2% Max. 负载调节：0.4% Max. 可选 SOT-223,TO-252 和 SO-8 封装。R6 和 DS1 组成电源指示电路。电路如图 2.5 所示。图 2.5 稳压电源电路及电源指示灯电路42.3.4 矩阵键盘电路图 2.6 为矩阵键盘电路 P1.0、P1.1、P1.2 、P1.3为行信号P1.4、P1.5、P1.6 为列信号 组成 4*3 的矩阵键盘为人机通信的输入设备。图 2.6 矩阵键盘电路2.3.5 串口下载模块STC89C52 支持 ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程） ，无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD
15、/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片。在程序调试时系统可编程带来极大的方便，不像过去的要把芯片放在专门的烧写器中进行烧写。电路如图2.7 所示。2.3.6 LCD1602 液晶显示电路 2.7 串口下载模块图 2.8 LCD1602 液晶显示电路LCD1602 液晶显示电路如图 2.8 所示。其中 Q1 为液晶显示器的背光控制，RP1 为对比度调节。（1）LCD1602 液晶显示屏概述：液晶字符型液晶显示模块可用来显示字母、数字、符号等，目前常用 16*1，16*2，20*2 和 40*2行等的模块。我们使用的是长沙太阳人电子有限公司的 1602字符型液晶显示器。1
16、602LCD 分为带背光和不带背光两种，大部分都用 HD44780做控制器，带背光的比不带背光的略微厚一些，是否带背光在应用中差别不大，两者尺寸差别如图 2.9。液晶显示器的实物如图2.10所示。5图 2.9 1602 字符型液晶显示器尺寸图图 2.10 1602 液晶显示器实物图（2）1602LCD 的基本参数及引脚功能LCD1602 主要技术参数：显示容量:162 个字符芯片工作电压:4.55.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.954.35(WH)mm引脚功能说明：1602LCD 液晶显示屏采用标准的 14 脚（无背光）或 16 脚（带背光）接口，
17、在此选用 16 脚带背光的液晶屏，各引脚接口说明如下表 2.1 所示：表 2.1 引脚接口说明图引脚 符号 说明 引脚 符号 说明1 VSS 电源地 9 D2 数据2 VDD 电源正极 10 D3 数据3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据4 RS 数据/命令选择 12 D5 数据5 R/W 读/写选择 13 D6 数据6 E 使能信号 14 D7 数据7 D0 数据 15 BLA 背光源正极8 D1 数据 16 BLK 背光源负极第 1 脚：VSS 为地电源。第 2 脚：VDD 接 5V 正电源。第 3 脚：V0 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度
18、过高时会产生“鬼影” ，使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比度。6第 4 脚：RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第 5 脚：RW 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当 RS 和 RW 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平 RW 为高电平时可以读忙信号，当 RS 为高电平 RW 为低电平时可以写入数据。第 6 脚：E 端为使能端，当 E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第 714 脚：D0D7 为 8 位双向数据线。第 1516 脚： LED 背光电源正负极。（3）1602LCD 液晶显示器与单片机的
19、连接如图 2.8 .1LCD1602液晶显示电路，该 1602液晶显示器的8位双向数据线与 P0口连接所以需要接上上拉电阻。2.3.7 实时时钟 1302 电路图 2.11 实时时钟 1302 电路美国 DALLAS 公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时 时钟电路 DS1302 的结构、工作原理及其在实时显示时间中的应用。它可以对年、月、日、周、日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。本文介绍的实时时钟电路 DS1302 是 DALLAS 公司的一种具有涓细电流充电能力的电路，主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。采用普通 32.768kHz 晶振。DS1302 是美国 DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM 的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为 2.5V5.5V。采用三线接口与 CPU 进行同步通信 ，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或 RAM 数据。DS1302 内部有一个 318 的用于临时性存放数据的 RAM 寄存器。DS1302 是DS1202 的升级产品，与 DS1202 兼容，但增加了主电源/ 后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。电路如图 2.11 所示。2.3.8 温度 18B20 电路
