毕业论文-机床线路设计 26页

长春职业技术学院CHANGCHUNVOCATIONALINSTRUTEOFTECHNOLOGY毕业论文题目基于单片机的数字FM收音机设计学生姓名孙瑞学号13021101班级：130211专业：电气制动化技术分院：工程技术分院指导教师：畅华2015年11月20H II1基于单片机的FM收咅机工作原理1.1FM收音机的基本工作原理1.2数字调节FM收音机的工作原理11.3用单片机完成数字调节的FM收音机的功能设计22硬件电路设计错误!未定义书签。2.1硬件组成错误!未定义书签。2.1.1数字FM收音机系统控制屮心单片机错误!未定义书签。2.1.2收音功放芯片TDA203042.1.3PT2257音量模块52.1.4FM收音模块62.2FM电路及其设计82.3单片机控制与显示电路102.4供电电路与放大电路103软件设计123.1键盘与显示函数设计123.1.1LCD液晶显示函数133.1.2键盘读键子程序143.2数字调节与收音控制程序设计143.2.1EA5767HN读写寄存器143.2.2TEA5767HN的数据传输183.2.3TEA5767HN的读写流程183.2.4收音模块的初始化18结论21参考文献2223 基于单片机的数字FM收音机设计摘要本文在具体分析了STC89C52单片机的技术特点与数字FM收音机的基础上,提出了采用单片机控制收音机实现数字调频的方法，并给出了具体的软硬件设计。该系统利主要由STC89C52单片机、液晶显示器、按键、调频收音模块TEA5767.功放LM386组成叫实际运行时，用TEA5767搜索频率，利用单片机STC89C52控制处理，经LM386芯片放大咅频功率同时再通过液晶显示器显示频率，最终实现87.5MHz〜108MHz调频广播的接收。相关的功能验证实验表明，本系统达到了既定的设计目标。关键i刁：单片机技术；收昔机；频率搜索；液晶显不 当前时代，虽然屯视、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。随着信息化的发展,收音机逐渐数字化，集成化，而且成木越来越低，这使得在各种设备中嵌入收音机的现象更加普遍。例如，本文所要论述的是通过单片机来控制TEA5767模块及驱动液晶显示器实现FM收音并显示频率。TEA5767HN是由PHILIPS公司推岀的针对低电压应用的单芯片数字调谐FM立体声收咅机芯片，其内集成了完整的IF频率选择和鉴频系统，只需很少的低成本外围元件，就可实现FM收音机的全部功能。另外，它具有高性能的RFAGC电路，其接收灵敏度高；参考频率选择灵活；可实现自动搜台⑵。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咅机的调谐原理不太相同，传统的超外差式收咅机的固定频率为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。木设计采用宏晶科技生产的8位微控制器STC89C52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，同时该收咅机系统还具有抗干扰能力强，频带宽、音质好的优点。本次设计研究的FM收音机分为硬件电路和程序设计两个方面。从駛件电路来说,数字调频收音机系统主要由STC89C52单片机、液晶显示辭、按键、调频收音模块TEA5767、功放LM386组成，主要是实现所需电压值、稳压、搜台、控制和频率显示等方而功能。实际运行时，STC89C52单片机作为CPU进行总体控制叫液晶显示器显示电台频率，四个按键SW1〜SW4起调频选台作用（按下按键SW1电台频率增加，按下按键SW2电台频率减少，按下按键SW3电台上调，按下按键SW34电台下调）,TEA5767搜索频率,LM386芯片放大音频功率，最终实现87.5MHz〜108MHz调频广播的接收；从系统程序来说，主要是如何将电台频率换算出PLL控制字写入TEA5767,以及PLL控制字转换成频率送显示。相关的实验表明，本系统达到了既定的设计目标。第1页共27页 1基于单片机的FM收音机工作原理1.1FM收音机的基本工作原理FM收咅机由输入回路、高放回路、本振回路、混频回路、中放回路、鉴频冋路和音频功率放大器组成。如图1-1所示。调频的接收天线以耳机的地线替代,也可直接插上配给的天线ANT,二者工作原理相同。调频广播的高频信号输入回路直接经电容C、L组成的LC振荡回路，实际上构成一带通滤波器，其通频带为88MHz—108MHzo在集成块内部接受的调频信号经过高频放大，谐振放大。被放大的信号与本地振荡器产生的本振信号在内部进行FM混频，混频后输出。图1-1FM收咅机原理框图FM混频信号由FI中频回路进行选择，提取以中频10.7MHz为载波的调频波。该中频选择回路由10.7MHz滤波器构成。中频调制波经中放电路进行中频放大，然后进行鉴频得到音频信号，经功率放大输岀，耦合到扬声器，还原为声音。此外，因在调频波段未收到电台信号时，内部增益处于失控而产生的噪声很大。为此，通过检出无信号时的控制电平，控制静噪电路工作，使音频放大器处于微放大状态，从而达到静噪功能。1.2数字调节FM收音机的工作原理此设计的基本原理与上述传统收音机的原理相似，在此不再累述。主要组成部分有单片机、存储器、功放、收音芯片。此处介绍不同之处。此方案通过单片机根据键盘输入，通过12C对TEA5767模块的控制寄存器进行读写操作，以实现TEA5767模块的自动手动搜索功能，音频信号经过由TDA2822构成的功放电路放大处理由扬声器输出。并将从TEA5767模块屮读取的频率字换算后显示在LCD上。按存储键时，单片机将频率字写入24c02实现存台功能，按读取键即可收听 所存电台。1.3用单片机完成数字调节的FM收音机的功能设计该设计分为两部分：破件电路和程序。硕件电路包括控制模块、FM调频模块、电源供电模块和接收模块四部分。主控制器采用的是单片机STC89C52,调频模块采用的是TEA5767芯片，电源供电模块可采用电池直接供电或通过变压设备得到要求的电源。本设计采用模块化设计，整个系统由MCU控制模块、TEA5767模块、音量控制模块和功放模块显示模块组成，系统的整体方案框图如图1-2所示：图1-2系统框图LCD显不频率从图1-2中可以看出，MCU控制模块仅仅通过T2C总线与收音模块连接并控制收音机工作。木设计使用单片机P3口的两个I/0脚来模拟I2C总线的SDA和SCL时序并与TEA5767通信；TEA5767输岀的左右声道音频信号可通过音量控制模块进行前级放大及音量控制，然后输入到TDA7057进行后级功率放大，最后输出到扬声器。单片机可通过I2C总线进行咅量调节；ROM存储模块主要用于存储电台数据、音量数据和时钟数据，为存储和读取数据带来方便。系统可通过按键进行操作，通过MCU检测按键信号并经单片机实现手动搜台、自动搜台、音量控制、时钟调整等功能，各项操作提示和操作结果均可通过LCD显示岀来。稳压电源模块产生的5V和3.3V电压可分别为各个模块器件供电。 第2章硬件电路2.1主控电路1.引脚描述单片机的基本系统也称为最小系统，这种系统所选择的单片机内部资源已能满足系统的硬件需求，不需外接存储器或I/O接口，含有时钟屯路和复位屯路,外由电源供电。这种单片机内一定含有用户的程序存储器，用户程序写入到内部只读程序存储器。单片机STC89C52采用双列直插封装（DIP）,有40个引脚。该单片机采用ATMEL公司的高密度非易失性存储技术制造，与美国Intel公司生产的MCS-51系列单片机的指令和引脚设置兼容。如图2-1所示为STC89C52的引脚结构图。T2EX/P1.1Pl.2Pl.3P!.1ri.ePl.7rst畑："3・CTXDXP3.1图2-1STC89C52单片机外形图及引脚图I^TO/ra.2!il/P3.4TXT3.1u/ra.5VS5XTAL2XTAL1VCCTO.3/AP3HI.I/ADIHJ.2.A32ro.2.AL3HU.4Al>-PO.cAJcTO.S/AMP0.・，AD；Ta^E/PRKPSESP2・P2.C.AllPZ-5/A13比•二•:P2.：；151-153[6]・林峰,采用TEA5767的调频收音电路设计【J】，电声技术,2005<4>；35-36[7].Phi1ipsSemiconductors.TEA5767HNDatasheet.2002[8].辛友顺，单片机应用系统设计与实现【1】,福州：福建科学技术出版社，2005.[9]•冯建华，单片机应用系统设计与产品开发【4】北京：人民邮电出版社，2004[10]•沈红卫，单片机应用系统设计实例与分析【M】,北京：北京航空航天大学出版社，2003[11]•徐明雪，用单片及控制TEA5768HL设计数字调谐FM收音机[J],无线电，2005<7>；9293[12]张俊谀，单片机中级教程一原理与应用，北京：北京航空航天大学出版社，2006年10月[13]郭天祥，新概念52单片机C语言教程入门、提高、开发、拓展全攻略，北京：电子工业出版社，2009(01)[14]•张有徳等，单片微型机原理、应用与实验，上海：复旦大学出版社，2006[15]・康华光《电子技术基础》(模拟部分第五版)高等教育出版社，2006 致谢从整体上来讲，基于单片机的FM收音机设计是一个成功的设计。反观整个过程，掌握好寄存器的功能是整个设计的关键。从这个设计中，我学会(1)通过软件模拟I2C总线通信协议(2)编程操作串口(3)熟悉芯片的工作原理同时也发现了自己有很多不足的地方：理论知识不够齐全，编程能力也很薄弱。在以后的工作学习中一定要多加强练习。木论文是在工程分院杨华老师的悉心指导下完成的。杨华老师作为一名优秀的、经骑丰富的教师，具有丰富的理论知识和实际经验，在整个论文实骑和论文写作过程中，对我进行了耐心的指导和帮助，提出严格要求，引导我不断开阔思路，为我答疑解惑，鼓励我大胆创新，使我在这一段宝贵的时光中，既增长了知识、开阔了视野、锻炼了心态，又培养了良好的实验习惯和科研精神。在此，我向我的指导老师表示最诚挚的谢意！