基于單片機和TEA5767HN的FM收音機系統的設計

摘要：為了在電子產品中嵌入立體聲FM數字收音機功能。采用單片機AT89S52和TEA5767HN為硬件核心，運用I2C總線通信方式進行軟件設計，給出了實現手動搜臺、自動搜臺等功能的FM數字調頻收音機的設計方法。該方法采用PT2257對音頻進行處理，以實現立體聲輸出，因而具有輕巧、方便、頻帶范圍寬、低功耗、高靈敏度等特點，并可以嵌入MP3、手機、便攜式播放器等小型電子產品中。
關鍵詞：單片機；AT89S52；TEA5767HN；PT2257

0 引言
在當前數字信息技術和網絡技術高速發展的PC時代。嵌入式技術越來越同人們的生活緊密相關。其中掌上嵌入式電子產品更是給人們的生活帶來了很大方便和很多快樂。盡管生活方式不斷發生變化，但無線電仍然很流行。因此，本文針對TEA5767HN數字收音機芯片的控制機理，闡述了通過該芯片和C51單片機來將FM數字收音機嵌入智能電子產品的設計方法。

1 系統整體設計思路
本立體聲FM數字收音機的設計目標是通過單片機AT89S52來控制FM接收芯片TEA5767HN，從而實現可自動搜索并存儲10多個電臺節目(也可手動搜索并存儲電臺節目)。所收聽電臺的頻率和臺號及時鐘可在顯示模塊中的LCD上顯示，音量則可通過音量加、減按鍵自主控制，并能存儲關機時設定的數據以及鬧鐘功能。具體系統設計框圖如圖1所示。

本系統主要由單片機AT89S52控制模塊、TEA5767HN收音模塊、音量控制模塊、ROM存儲模塊、顯示模塊、按鍵模塊和電源模塊七部分組成。本系統硬件設計的關鍵則在于FM接收、音頻處理等模擬部分；軟件設計的關鍵在于控制模塊與收音模塊之間的通信。
從圖1中可以看出，控制模塊僅僅通過I2C總線與收音模塊連接并控制收音機工作。本設計使用單片機P3口的兩個I／O腳來模擬I2C總線的SDA和SCL時序并與TEA5767HN通信；TEA5767HN輸出的左右聲道音頻信號可通過音量控制模塊進行前級放大及音量控制，然后輸入到TDA7057進行后級功率放大，最后輸出到揚聲器。單片機可通過I2C總線進行音量調節；ROM存儲模塊主要用于存儲電臺數據、音量數據和時鐘數據，為存儲和讀取數據帶來方便。系統可通過按鍵進行操作，通過MCU檢測按鍵信號并經單片機實現手動搜臺、自動搜臺、音量控制、時鐘調整等功能，各項操作提示和操作結果均可通過LCD顯示出來。穩壓電源模塊產生的5 V和3．3 V電壓可分別為各個模塊器件供電。

2 硬件系統電路設計
由于本系統硬件設計的關鍵在于FM接收、音頻處理等模擬電路部分，其余電路均為常規電路，因而其硬件系統的設計著重分析收音模塊、音量控制模塊這兩部分電路。
2．1 收音模塊電路分析
FM接收電路是系統硬件電路中的核心部分之一，本硬件系統采用單芯片TEA5767HN作為FM接收電路的核心元器件。Philips公司提供的TE-A5767HN芯片為低電壓、低功耗和低價位的全集成單芯片立體聲無線電產品，它只需要極少的外圍元件，并且基本上不需要外部對高頻信號的手動調準。另外，其頻帶范圍較寬，可以完全免費調到歐洲、美國和日本的調頻波段。

圖2所示為TEA5767HN的FM應用電路連接圖。圖中，VCC接穩壓電源模塊中的3．3 V電源，并通過磁珠FB及電容器進行干擾抑制。22μF的電容選用鉭電容，兩個0．1μF的電容可以選用介電常數高、高頻性能好的陶瓷電容，以保證整個收音模塊的電源系統更加穩定。R_OUT、L_OUT為FM的音頻信號輸出。DATA和CLK為I2C通信的數據線和時鐘線，系統的MCU通過I2C接口來對FM Module進行控制。芯片上的W／READ引腳在本系統中沒有使用，故空接。CLK、DATA用于與系統的MCU實現串行通信。BUS-ENABLE為總線使能信號，當BUS-ENABLE為低時，芯片上的FM-Mod-ule引腳進入省電模式，所以采取空接方式。RF為FM收音模塊的天線接口，即射頻信號輸入腳。