毕业设计--小信号调频收音机的电路设计.doc

小信号调频收信机的电路设计 小信号调频收音机的电路设计摘要单片机渗透到我们生活的各个领域，飞机上仪表的控制，计算机的网络通讯和传输，广泛使用的各种智能IC卡等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的智能机械了。更重要的意义是单片机的应用改变了控制系统传统的设计思想和方法。以前采用硬件电路实现的大部分控制功能，正在用单片机通过软件方法来实现。这种以软件结合硬件或取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为微控制技术。例如，本文所论述的通过单片机来控制TEA5767芯片驱动诺基亚5110液晶显示实现FM收音并显示频率。现在人们常常使用的收音机为手动调频收台，使用的过程比较繁琐，而且由于接收灵敏度不高，所接收的频段较窄。本设计采用的是TEA5767芯片，针对低电压应用的单芯片数字调谐FM立体声收音机芯片。TEA5767芯片内集成了完整的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RF、AGC电路，其接收灵敏度高；参考频率选择灵活；可实现自动搜台。关键词 ：单片机 FM收音机 TEA5767Abstract Microcontroller penetrated into all areas of life, aircraft instrument control, communications and transmission of computer network, the widespread use of a variety of smart IC cards, which are inseparable from the microcontroller. Not to mention the field of automatic control of Intelligent Machines. More important is the application of SCM to change the design of the control system of traditional ideas and methods. Before most of the control functions, hardware circuit is with the microcontroller through the software method. This combination of hardware or software instead of hardware and can improve system performance control technology known as micro-control technology. For example, this article discusses the microcontroller to control TEA5767 chip driver Nokia 5110 LCD FM radio and display frequency. People often use radio to manual FM radio station, the process is cumbersome, and the receiver sensitivity is not high, narrow band received. This design uses TEA5767 chip, single-chip digital tuning FM stereo radio chip for low voltage applications. TEA5767 chip integrates a complete IF frequency selection and frequency discriminator system, only a few low-cost external components, you can achieve all of the features of the FM radio. In addition, it has a high-performance RF AGC circuit, which receives high sensitivity; flexible choice of the reference frequency; automatic station search.Keywords ：singlechip ,FM radio , TEA5767目录摘要IAbstractII目录III前言11 FM收音机概述21.1 发射系统的简单概述21.2 接收系统的简单概述21.3典型数字式收音机模块组成31.4 收音机的调制方案简单介绍和该方案原理简单介绍41.4.1 收音机的调制方案简单介绍41.4.2 调频广播收音机的原理52 方案论证与硬件选择72.1 本方案涉及到的硬件选择72.2无线芯片的选择72.2.1 TEA5767方案选择82.2.2 TEA5767的IIC总线82.3 控制模块82.3.1 STC89C52外形和引脚82.3.2 STC89C52主要功能102.3.3 STC89C52的控制电路102.4 液晶显示频率132.4.1 Nokia5110液晶简单简介132.4.2 Nokia5110液晶特点142.4.3使用Nokia5110液晶理由142.4.4 SPI总线142.5电源模块163 TEA5767芯片介绍173.2 TEA5767寄存器描述193.3 FM模块介绍253.4 I2C总线简介264 硬件电路设计304.1 电源部分304.2 微控制部分314.3 FM模块314.4 液晶显示模块324.5 按键模块325 软件设计335.1 软件设计思想和流程图336 硬件电路调试与检测356.1 硬件装配356.3系统测试35总结36致谢37参考文献38附件1 程序部分39A1.1 function39A1.2 IIC通信协议40A1.3 LCD511044A1.4 LCD5110字库50A1.5 main55- IV -前言当下，随着数码科技的不断的发展，独立的半导体收音机已渐渐淡出了人们日常生活的视线，取而代之的是小巧精致的数字音频播放器像MP3MP4S手机等都自带收音机。在这种环境下，收音机更加受到了无线电行业、专业电子技术机构和无线电发烧团体人员的关注。收音机的存在方式也发生了变化，从原来的独立式半导体发展成了内嵌到其他音频设备的模块化产品。现今的用户对于收音机技术上的要求相对较高，这也促使了收音机的控制方式需要不断改进、音质水品等技术指标也需要不断提高。本文论述和实际开发了一套完整的FM 调制接收系统，系统通过专用收音芯片进行解调，主控芯片通过相应通信协议对其进行频率选择控制、音量控制，选定频率后，频率信息由液晶屏显示，音频信号经由功率放大模块放音，能够独立完成立体声收音和放音功能。系统以主控芯片为核心，控制收音模块、显示模块、音频放大模块，完成一套多功能、立体声、音量控制的数字收音机。本文深入结合单片机软硬件技术，阐述了这款数字立体声收音机的设计过程。首先介绍了设计的工作原理和涉及到的关键技术，其次分别从硬件和软件两方面详细介绍并说明了该设计的结构，最后对设计成品进行了各项测试，并对设计成果的应用范围进行了估计。1 FM收音机概述1.1 发射系统的简单概述高频电子技术的研究对象是产生、发射、接收和处理高频信号的有关电路，主要解决无线广播、电视和通信中发射和接收高频信号的有关技术问题。在无线电通信中，声音、图像等基带信号不可能直接通过天线发送到天空中去的。根据天线理论，只有当天 线的几何长度能与欲发射的电磁波长近似相等时，天线才能有效的辐射电磁波。如声音 的频率是4001000Hz,相应的电磁波长为750300km,要制作如此大的天线是很难实现的。因此，要进行无线电通信必须利用高频振荡，使其波长与实际天线尺寸相近，同时 还要设法使此高频振荡“携带”要传送的基带信号从天线辐射出去。图1.1 无线电发射机方框图 1.2 接收系统的简单概述 调频无线技接收机，使用的是FM（调频）方式。不过收音机的调频使用的是模拟信号，相对而言失真比较明显，采用调频无线技术的音响多数使用数字方式。简单的说是将模拟音频信号通过AD转换器转换为数字信号，再将信号对载波进行调制并发射，接 收端则使用同样频率接收，通过DA转换器转换为模拟信号，然后放大输出到扬声器。 载波是无线发射器的中心频率，FM调制就是指用声音信号对载波波形的频率参数进行控制，使载波信号带有声音信息。调频无线技术比较成熟，实现的成本比较低。其缺点是无线电波容易受到干扰，当 周围有频率比较接近的无线电波时会产生明显的失真。为避免这种情况，音响的无线调 频载波频率非常高，远远高于无线广播的载波频率。图1.2 无线电接收方框图1.3典型数字式收音机模块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，并在诺基亚5110液晶上显示当前的频率信息，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模块、电源模块、显示模块和功放模块组成，系统的整体方案框图如下图1-3：图1.3 系统方案设计框图1.4 收音机的调制方案简单介绍和该方案原理简单介绍1.4.1 收音机的调制方案简单介绍 收音机的主要性能指标：一、频率范围 频率范围是指收音机能够接收到的信号的频率范围。二、灵敏度 当收音机的输出功率达到额定功率时，在输入端所需要的最小信号的强度称为灵敏度，单位为（微伏）。它用于表示收音机接收微弱信号的能力。显然这个输入信号越小，收音机的灵敏度越高。三、选择性 选择性表示收音机从包括各种频率的复杂信号中选出有用信号而抑制其他干扰信号的能力，选择性以输入信号失谐9kHz时灵敏度下降的程度来表示，单位为dB（分贝）。dB数越大，表示收音机的选择性越强。四、输出功率 输出功率是指收音机输送给扬声器的音频信号的功率，单位为 W （瓦），也可用 mW 表示，1W=1000mW。输出功率越大，收音机能发出的声音越响所谓调制，就是指用音频信号去改变载波信号的幅度，频率或者相位，使他们按照音频信号的规律变化，即将声音信息寄载在载波的幅度，频率或者相位参数上。发送端发射的是被音频信号调制的载波（称为已调波）而不是直接发送音频信号。当然，在接收时，就可以从接收到飞已调波中解调出其所带的音频信号。调制的目的是为了能可靠地和有效地发射，传送和接收信号。现在收音机的调制方式主要用两种：AM：改变载波的振幅称振幅调制。AM是指对信号进行幅度调制。一般做法就是先在原信号上叠加一个直流信号以保证信号f(t)+A0，然后乘上一个高频的余弦信号，即得到g(t)=f(t)+Acoswt。在频域上的效果就是将原信号的频谱移动到w处，以适合信道传输的最佳频率范围。g(t)的包络线即f(t)+A,用一个简单的包络检测电路就可以接收并还原信号了。FM：改变载波的频率称频率调制。本次方案选用的是FM调制。理由有以下几点：1) 在同样的频率、功率等条件下，用调频方式传输信号比调幅方式要远得多。因为调幅方式的载频电平要高出噪声电平三四十分贝才能得到良好的图像指标，而调频方式只要高出噪声电平几分贝即可。2) 调频比调幅抗干扰能力强：外来的各种干扰、加工业和天电干扰等，对已调波的影响主要表现为产生寄生调幅，形成噪声。调频制可以用限幅的方法，消除干扰所引起的寄生调幅。而调幅制中已调幅信号的幅度是变化的，因而不能采用限幅，也就很难消除外来的干扰。3) 另外，信号的信噪比愈大，抗干扰能力就愈强。而解调后获得的信号的信噪比与调制系数有关，调制系数越大，信噪比越大。由于调频系数远大于调幅系数，因此，调频波信噪比高，调频广播中干扰噪声小。4) 调频波比调幅波频带宽。1.4.2 调频广播收音机的原理一个典型的调频广播收音机的电路原理图如下：自动增益控制高频放大器混频器中频放大器限幅器鉴频器音频放大器调谐器本地振荡器图1.4 调频广播收音机电路原理图一、 调频高频头电路i. 调频高频头电路的组成与作用调频高频头电路主要包括输入电路、高频放大电路和变频电路。调频高频头的作用是选择所要接收的调频电台信号，并将它放大、混频，变成载频为10.7MHz的中频信号，然后输送到中频放大器。ii. 输入电路 调频收音机输入回路的作用是从天线接收到的各种高频信号中选择出调频波段的信号，它分为固定调谐式输入回路和可变调谐式输入回路两种电路形式。iii. 高频放大电路 高频放大电路的主要作用是对高频调频信号进行放大，以提高调频收音机的接收灵敏度。高频放大电路一般采用共基放大电路，这是因为共基电路的截止频率高，适用于高频率放大，并且共基电路的输入阻抗低，容易与天线的阻抗相匹配。iv. 变频电路 变频电路的作用是把高频调频信号变换成载频固定为10.7MHz的中频信号。v. AFC电路 AFC电路是调制收音机的特殊电路，它的作用是当本振频在工作过程中发生漂移时，能自动地控制本地振频率回到原来的正确频率上，使调频收音机处于最付佳状态。二、 中频放大电路调频收音机的中放电路与调幅收音机的主要区别：一是调谐回路的谐振频率不同，二是调频中放电路不加自动增益控制，使中放电路保持较大的增益，以便实现限幅。三、限幅器1、限幅器的作用 限幅器的作用就是抑制这种寄生调幅干扰。2、常用限幅器 分立元件电路中一般采用二极管限幅电路或三极管限幅电路，集成电路内部一般采用差动限幅电路。四、 鉴频器1、鉴频器的作用 鉴频器的作用是对调频信号进行解调，还原产生原调制信号，对调频收音机来讲，是从10.7MHz的中频信号中解调得到音频信号。2、鉴频的方法 先把等幅的调频信号经线性变换电路转换为幅度随调频信号的频率变化规律而变化的调频调幅信号，这时调频信号的幅度变化就是解调所需的音频信号，然后再用检波器从调频调幅波中把音频信号解调出来。2 方案论证与硬件选择2.1 本方案涉及到的硬件选择本设计采用模块化设计，整个系统由控制模块、FM模块、电源模块、显示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FM模块选择采用相关厂家生产的TEA5767模块来实现。控制模块选择采用宏晶科技生产的STC89C52芯片来实现。功放模块选择TDA2822。显示模块选择诺基亚5110液晶显示当前收音机的频率。电源模块采用二种供电回路2.2无线芯片的选择采用TEA5767芯片，TEA5767是飞利浦公司生产的一款收音机芯片，很多手机，MP3、MP4里的收音机功能都是于他实现的。当下，生产FM radio的厂商有特别多，但是在这么多的厂商里面最好用的就是飞利浦公司提供的TEA5767，这种芯片为低电压、低功耗和低价位的全集成单芯片立体声无线电的产品，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。2.2.1 TEA5767方案选择TEA5767芯片，通过I2C协议与单片机进行通信。单片机按键对TEA5767进行初始化输入接收频段的频率，TEA5767内部对信号滤波、放大、解调处理，输出信号经过功放进行放大，插上耳麦即可收听到电台节目，接收频率为87M108MHz分别对应数据为9000、0x339b。本文使用TEA5767模块来实现（使用现成的模块）。2.2.2 TEA5767的IIC总线I2C（intel -IC）总线10多年前由Philips公司推出，是近年来在微电子通信控制领域广泛采用的一种新型总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简化，器件封装形式小，通信速率较高等优点。2.3 控制模块控制模块是本设计的核心，通过外围电路和向TEA5767芯片写入相关程序，控制部分要实现能够改变收音机的接收频率、工作模式、音量等各项参数的功能。所以必须需要一个微控制器才能达到要求，本设计采用STC89C52单片机作为系统的控制核心。2.3.1 STC89C52外形和引脚本设计采用宏晶科技生产的STC89C52芯片，芯片采用40脚双列直插式封装，32个I/O口，芯片工作电压3.8 5.5V，工作温度0-70C（商业级），工作频率可高达30MHz，芯片的引脚和外形见下图 图2.2 STC89C52芯片实物图 图2.3 STC89C52芯片引脚图1、STC89C52具体介绍如下： 主电源引脚（2根）VCC(Pin40)：电源输入，接5V电源GND(Pin20)：接地线外接晶振引脚（2根）XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin1)：片内振荡电路的输出端控制引脚（4根）RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，如果接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号。可编程输入/输出引脚（32根）STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。P0口（Pin39Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0P3.72.3.2 STC89C52主要功能表2.1 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能2.3.3 STC89C52的控制电路 本设计的微控制器2部分以STC89C52为核心包括复位电路晶振电路。整个系统的控制部分主要完成对收音模块数据的读取和处理并将数据的处理结果通过控制人机界面显示出来同时监控键盘的输入以便完成系统功能设定等操做的。1.时钟电路STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如图2.4(a) 所示，在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.212MHz之间选择，电容值在530pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。外部方式的时钟电路如图2.4（b）所示，XTAL1接地，XTAL2接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。 （a）内部方式时钟电路 （b）外部方式时钟电路图2.4 时钟电路2.复位及复位电路（1）复位操作复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。除PC之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如下表所示。表2.2 一些寄存器的复位状态寄存器复位状态寄存器复位状态PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0-P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUF不定IE0X000000BPCON0XXX0000BTMOD00H本系统的复位电路采用上电复位方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。2.4 液晶显示频率2.4.1 Nokia5110液晶简单简介一、本次方案使用Nokia5110液晶显示当前收音机的频率。 图2.5 诺基亚5110液晶显示器及原理图二、引脚 接线图根据程序里的定义连接，51的程序默认接线为：sbit sce = P13; /片选sbit res = P12; /复位,0复位sbit dc = P16; /1写数据，0写指令sbit sdin = P15; /数据sbit sclk = P17; /时钟 以上为这些默认接线，下面介绍这些位变量(引脚)的作用，请看5110引脚说明 ： 表2.4 诺基亚5110引脚说明SDIN串行数据输入端SCLK串行时钟输入端D/C数据/命令SCE芯片使能OSC振荡器RES外部复位输入端从这个引脚说明中，我们知道了不同的引脚，对应的功能。2.4.2 Nokia5110液晶特点5110液晶具有以下特点：1) 84x48 的点阵LCD，可以显示4 行汉字。2) 采用串行接口与主处理器进行通信，接口信号线数量大幅度减少，包括电源和地在内的信号线仅有9 条。支持多种串行通信协议（如AVR 单片机的SPI、MCS51 的串口模式等），传输速率高达4Mbps，可全速写入显示数据，无等待时间。3) 可通过导电胶连接模块与印制版，而不用连接电缆，用模块上的金属钩可将模块固定到印制板上，因而非常便于安装和更换。4) LCD 控制器驱动器芯片已绑定到LCD 晶片上，模块的体积很小。5) 采用低电压供电，正常显示时的工作电流在200A 以下，且具有掉电模式。2.4.3使用Nokia5110液晶理由使用Nokia5110液晶的四个理由：1)性价比高，LCD1602可以显示32个字符，而Nokia5110可以显示15个汉字，30个字符。Nokia5110裸屏仅8.8元，LCD1602一般15元左右，LCD12864一般5070元。2)接口简单，仅四根I/O线即可驱动，LCD1602需11根I/O线，LCD12864需12根。3)速度快，是LCD12864的20倍，是LCD1602的40倍。4)Nokia5110工作电压3.3V，正常显示时工作电流200uA以下，具有掉电模式，适合电池供电的便携式移动设备。2.4.4 SPI总线SPI：高速同步串行口。是一种标准的四线同步双向串行总线。SPI即Serial Peripheral interface，是串行外围设备接口。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200. SPI总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设置FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接与多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCLK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（用于单向传输时，也就是半双工方式）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入），SDO（数据输出），SCLK（时钟），CS（片选）。（1）SDO 主设备数据输出，从设备数据输入（2）SDI 主设备数据输入，从设备数据输出（3）SCLK 时钟信号，由主设备产生（4）CS 从设备使能信号，由主设备控制接着就负责通讯的3根线了。所谓的通讯就是通过数据的交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCLK时钟线存在的原因，由SCK提供时钟脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过 SDO线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输，输入也使用同样原理。这样，在至少8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次），就可以完成8位数据的传输。SCLK信号线只是由主设备控制，从设备不能控制信号线。同样，在一个基于SPI的设备中，至少有一个主控设备。这样传输的特点：这样的传输方式有一个优点，SPI允许数据一位一位的传送，甚至允许暂停，因为SCLK时钟线由主控设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。SPI还是一个数据交换协议：因为SPI的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。不同的SPI设备的实现方式不尽相同，主要是数据改变和采集的时间不同，在时钟信号上沿或下沿采集有不同定义。2.5电源模块单片机的供电电压要求是3.8V5.5V，TEA5767的供电电压要求是2.5V5.0V,诺基亚5110显示的供电电压要求是3.3V。收音机模块的应用范围很广本设计中采用二种供电回路：1) 7805稳压芯片对系统进行5V供电。2) USB接口对系统进行5V供电。3) LMI117-3.3是对5V进行电压转换，输出3.3V的电压。3 TEA5767芯片介绍TEA5767芯片简介FM模块的控核心芯片采用飞利浦公司的TEA5767数字立体声FM芯片，该芯片把所有的FM功能都集成到一个不足6*6平方厘米的用HVQFN40封装的小方块中。芯片工作电压2.5V5.0V，典型值是3V；RF接收频率范围是87108MHz，(最强信号+噪声)/噪声的值在60dB左右，失真度在0.4%左右；双声道音频输出的电压在6090mV左右，带宽为22.5KHz。芯片的引脚分布及其引脚定义分别见下图。图3.1 TEA5767芯片引脚分布表3.1 TEA5767管脚定义管脚定义管脚定义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TEA5767主要具有以下特征：（1）集成高灵敏度的低噪声放大器。（2）FM到中频的混频器可以工作在87-108MHz的欧美频段或76-91MHz的日本频段，并且可预设接收日本108MHz的电视音频信号的能力。（3）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。（4）内置的FM解调器可以省去外部鉴频器，并且FM的中频选择性可以在芯片内部完成。（5）可以采用32.768KHz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。（6）集成锁相环调谐系统。（7）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，本设计采用第一种方式。（8）SNC（立体声噪音抑制）、HCC（高频衰减控制）、静音处理等可以通过串行数字接口进行控制。（9）免费调谐立体声解码器。（10）自动调节温度范围（在VCCA,VCC(VCO)和VCCD=5V）。3.2 TEA5767寄存器描述了解TEA5767芯片寄存器是编好程序的关键。单片机和TEA5767进行通信有两种方式，一种是I2C模式，一种是三线模式，本设计采用I2C模式。 TEA5767的寄存器一共有五位，数据通信的读写顺序为：地址数据字节1数据字节2数据字节3数据字节4数据字节5，下面就对芯片的寄存器进行详细说明。（1） 芯片寄存器地址的格式如下：表3.2 芯片寄存器地址IC地址模式110000R/WR/W=0为读模式；R/W=1为写模式。（2）写模式下5个数据字节的格式及各位的描述。数据字节1a） 字节格式表3.3 数据字节1字节格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）MUTESMPLL13PLL12PLL11PLL10PLL9PLL8b）位描述表3.4数据字节1位描述位号符号描述7MUTE如果 MUTE=1，则左右声道被静音；MUTE=0，左右声道正常6SM如果 SM=1，则处于搜索模式；SM=0，不处于搜索模式。50PLL13：8设定用于搜索和预设的可编程频率合成器。数据字节2a）字节格式表3.5数据字节2字节格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）PLL7PLL6PLL5PLL4PLL3PLL2PLL1PLL0 b）位描述表3.6数据字节2位描述位号符号描述7 到 0PLL7：0设定用于搜索和预设的可编程频率合成器。数据字节3a）字节格式表3.7数据字节3字节格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）SUDSSL1SSL0HLSIMSMLMRSWP1b）位描述表3.8数据字节3位描述位号符号描述7SUDSUD=1，增加频率搜索；SUD=0，减小频率搜索。6 和 5SLL1：0搜索停止标准：见下表 。4HLSI高/低充电电流切换：HLSI=1，高充电电流； HLSI=0，低充电电流。3MS立体声/单声道：MS=1，单声道；MS=0，立体声。2ML左声道静音：ML=1，左声道静音并置立体声，ML=0，左声道正常。1MR右声道静音：MR=1，右声道静音并置立体声，MR=0，右声道正常。0SWP1软件可编程端口 1：SWP1=1，端口 1 高电平；SWP1=0，端口 1 低电平。注：搜索停止标准设定表3.9搜索停止标准SSL1SSL2搜索停止标准00在搜索模式下禁止01低：ADC 输出大小为 510中：ADC 输出大小为 711高：ADC 输出大小为 10数据字节4a）字节格式表3.10数据字节4字节格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）SWP2STBYBLXTALSMUTEHCCSNCSIb）位描述表3.11数据字节4位描述位号符号描述7SWP2软件可编程端口 2：SWP2=1，端口 2 高电平；SWP2=0，端口 2 低电平。6STBY等待：STBY=1，处于待机模式，STBY=0，退出待机模式。5BL波段制式：BL=1，日本调频制式；BL=0，美国/欧洲调频制式。4XTAL如果 XTAL=1，那么 fxtal=32.768KHz；如果 XTAL=0，那么 fxtal=13MHz。3SMUTE软件静音：SMUTE=1，软静音打开；SMUTE=0，软静音关闭。2HCC白电平切割：HCC=1，高电平切割打开，HCC=0，高电平切割关闭。1SNC立体声噪声去除：如果 SNC=1，立体声消噪除打开，如果 SNC=0，立体声消噪除关闭。0SI搜索标志位：SI=1，SWPORT1 输出准备好信号；SI=0，SWPORT1 作为软件可编程端口 1 用。数据字节5a）字节格式表3.12数据字节5字节格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）PLLREFDTC-b）位描述表3.13数据字节5位描述位号符号描述7PLLREF若 PLLREF=1，6.5MHz 的锁相环参考频率启用；若 PLLREF=0，6.5MHz 的锁相环参考频率关闭。6DTC若 DTC=1，去加重时间常数为 75us；若 DTC=0，去加重时间常数为 50us。5 到 0-未用，状态不必考虑。（3）读模式下5个数据字节的格式及各位的描述数据字节1a）字节格式表3.14数据字节1字节格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）RFBLFPLL13PLL12PLL11PLL10PLL9PLL8b）位描述表3.15数据字节1位描述位号符号描述7RF准备好标志：RF=1，有一个频道被搜到或者一个制式已经符合；RF=0，没有频道被搜到。6BLF波段制式：BLF=1，一个制式已经符合；BLF=0，没有制式已经符合。5 到 0PLL13：8用于搜索和预设后的可编程频率合成器设定结果。数据字节2a）字节格式表3.16数据字节2字节格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）PLL7PLL6PLL5PLL4PLL3PLL2PLL1PLL0b）位描述表3.17数据字节2位描述位号符号描述7 到 0PLL7：0设定用于搜索和预设后的可编程频率合成器设定结果。位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）STEREOIF6IF5IF4IF3IF2IF1IF0数据字节3a）字节格式表3.18数据字节3字节格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）STEREOIF6IF5IF4IF3IF2IF1IF0b）位描述表3.19数据字节3位描述位号符号描述7STEREO立体声标志位：STEREO=1，立体声接收；STEREO=0，单声道接收。6 到 0IF6：0中频计数器结果。数据字节4a）字节格式表3.20数据字节4字节格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）LEV3LEV2LEV1LEV0CI3CI2CI10b）位描述表3.21数据字节4位描述位号符号描述7 到 4LEV3：0ADC 的输出。3 到 1CI3：1芯片验证号。0-该位内部置 0。数据字节5a）字节格式表3.22数据字节5字节格式位 7（高位）位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0（低位）00000000b）位描述表3.23数据字节5位描述位号符号描述7 到 0-预留为扩展用，由内部置 0。在采用I2C协议进行通信时，输入电压小于0.2VCCD就被认为是高电平，大于0.45VCCD就被认为是高电平，高电平和低电平的持续时间必须要大于1us。3.3 FM模块介绍在方案设计时就已经确定FM部分采用按照datasheet推荐的应用设计电路图生产的模块。本设计FM模块采用金秋实生产的B20C封装的完整版收音机模块，外接引脚只有10个，开发者只需要关注引脚而不需要关注模块的内部结构，开发方便简单。下图是模块的引脚封装和引脚功能简介（引出引脚的功能和芯片引脚的定义完全相同）。图3.2 TEA5767模块引脚图表3.24 TEA5767引脚定义表引脚号符号简介1ANT天线接口2MPXFM解调器MPX信号输出（置空）3R右声道输出4L左声道输出5GND地6VCC电源正极7WR读/写模式（仅三线控制有效）8MODE总线模式选择（1为三线模式；0为I2C模式）9CLK总线时钟线输入10DATA总线数据线输入/输出3.4 I2C总线简介I2C总线简介:I2C总线是PHLIPS公司推出的一种串行总线，是具备多主机系统所需的包括总线裁决和高低速器件同步功能的高性能串行总线。它只有两根双向信号线，一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。典型的I2C结构如图所示图3.3 典型的I2C总线结构I2C总线需通过上拉电阻接正电源，当总线空闲时，两根线均为高电平。连到总线上的任一器件输出的低电平，都将使总线的信号变低，即各器件的SDA及SCL都是线“与”关系。每个接到I2C总线上的器件都有唯一的地址。主机与其它器件间的数据传送可以是由主机发送数据到其它器件，这时主机即为发送器。由总线上接收数据的器件则为接收器。I2C总线的数据字节必需保证是8位长度。数据传送时，先传送最高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位（即一帧共有9位）。 图3.5 是I2C总线字节传送与应答时序图3.4 I2C总线字节传送与应答时序由于某种原因从机不对主机寻址信号应答时，它必须将数据线置于高电平，而由主机产生一个终止信号以结束总线的数据传送。如果从机对主机进行了应答，但在数据传送一段时间后无法继续接收更多的数据时，从机可以通过对无法接收的第一个数据字节的“非应答”通知主机，主机则应发出终止信号以结束数据的继续传送。当主机接收数据时，它收到最后一个数据字节后，必须向从机发出一个结束传送的信号。这个信号是由对从机的“非应答”来实现的。然后，从机释放SDA线，以允许主机产生终止信号。I2C总线上传送的数据信号是广义的，既包括地址信号，又包括真正的数据信号。在起始信号后必须传送一个从机的地址（7位），第8位是数据的传送方向位（R/T），用“0”表示主机发送数据（T），“1”表示主机接收数据（R）。每次数据传送总是由主机产生的终止信号结束。但是，若主机希望继续占用总线进行新的数据传送，则可以不产生终止信号，马上再次发出起始信号对另一从机进行寻址。 在总线的一次数据传送过程中，可以有以下三种组合方式：（1）主机向从机发送数据，数据传送方向在整个传送过程中不变：注：有阴影部分表示数据由主机向从机传送，无阴影部分则表示数据由从机向主机传送。A表示应答， A非表示非应答（高电平）。S表示起始信号，P表示终止信号（下同）。（2）主机在第一个字节后，立即从从机读数据（3）在传送过程中，当需要改变传送方向时，起始信号和从机地址都被重复产生一次，但两次读/写方向位正好反相。I2C总线的寻址在协议有明确