课程设计单片机控制的收音机要点.pdf
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1、五邑大学 单片机课程设计 题目:基于单片机的收音机设计 院系信息工程学院 专业电子信息工程 (职教师资 ) 学号13071825 姓名 骆子申 学号13071826 姓名 申春龙 指导教师姜为民 报告日期2014 年 12 月 一、概述 收音机,是一种小型的无线电接收机。主要用于收听无线电发射台,通常 是民用广播电台发送的娱乐及资讯节目。收音机的工作过程是: 天线把空中的电 磁场转化成电压信号, 调谐电路选中所需频率的信号, 检波器将高频信号还原成 音频信号 (即解调 ),解调后得到的音频信号,再经过放大获得足够功率,推动扬 声器发声。 本次设计利用 STC89C52单片机控制收音机模块PL1
2、02BA-S(基于 SI4730 芯片) ,可以接收不同频率的FM 电台信号。作品使用 LCD1602 液晶屏显示,通 过 5 个按键实现了调节频率和音量,存台和读台的功能。 图 1 作品展示 二、设计方案分析 1. 原理图分析 1.1 收音机模块 PL102BA-S(基于 SI4730 芯片) 图 2 鞭状天线加上调频电路和AM 铁氧体天线原理图 收音部分选用了PL102BA-S 收音机模块,它是最新开发生产的一片高性能 调频/调幅(FM/AM )双波段收音模块,采用Silicon LABS 的全数字 COMS 单 晶片集成电路 SI4730。内置数字频率调谐和DSP 解码器,支持数字音频输
3、出及 RDS 接收功能。支持I2C 及 SPI 总线控制模式, AM 支持环状天线及铁氧体磁 性棒状天线。其具有接收灵敏度高、抗干扰能力强、外部元件少、体积小、低 功耗、低噪声、低成本、使用简单等优点。 图 3 PL102BA-S 收音机模块电路接线图 其中在: CLK(时钟脚 ): 接一个上拉电阻,因为SI4730 使用了 I2C 通信接口。 DIO(数据脚):由于 SI4730 和单片机电压不匹配,因此要串入一个限流电 阻。 RST(复位脚):为低电平有效,同理此处也要串入一个限流电阻。 FMI(天线脚):需要串入一个 104 的瓷片电容,只让频率合适的信号通过。 ROT 和 LOT(左右
4、声道输出脚):各接了一个耦合电容,防止直流输出。 因为 SI4730 模块是 3.3V 供电,而 STC89C52单片机是 5V 供电,因此需要 降压供电。我们选用了AMS 公司生产的线性稳压器AMS1117-3.3 提供 3.3V 的 电压给 SI4730模块供电。 AMS1117-3.3 是一个正向低压降稳压器,具有高精度、 低漏失电压、有限流限热保护等优点。 图 4 用排针和洞洞板引出引脚的收音机模块PL102BA-S (基于 SI4730 芯片) 1.2 单片机最小系统 单片机最小系统, 是指用最少的元器件组成单片机可以工作的系统。单片机 最小系统的三要素就是电源、晶振、复位电路。为简
5、化电路,本次作品中省去了 复位电路。 图 5 单片机最小系统 单片机采用 STC89C52 ,这是 STC公司生产的一种低功耗、 高性能 CMOS8 位微 控制器,具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。 STC89C52 使用经典的 MCS-51内 核,但做了很多的改进使得芯片具有传统51 单片机不具备的功能。 在单芯片上, 拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash ,使得 STC89C52 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。 图 6 单片机简洁的引线,省略了烧写接口和复位电路 1.3 独立按键模块 图 7 独立按键模块电路图 独立按键模块主要是用来
6、设置收音机的频率和音量,存台和读台功能的, 这里将按键的一般接单片机的I/O,一边接地。 由于单片机 I/O 口内部具有上 拉电阻,因此在按键没有按下的情况下,I/O 口检测到的是高电平; 只要按键 一按下,单片机 I/O 口就会检测到低电平。 SW1 :模式键,用来切换此时是调节频率还是调节音量; SW2 :读台/确定键,可以用来读取已经存储在EEPROM 的电台。还可以作 为存台时的确定键。 SW3 :存台键,用来存储电台到单片机的内部EEPROM 中。 SW4 :加键,用来增加频率或者音量。 SW5 :减键,用来减小频率或音量。 图 8 按键布局 1.4 液晶显示模块 LCD1602 图
7、 9 LCD1602 液晶显示模块外观 1602采用标准的 16脚接口和 TTL 电平,其中: 第 1 脚:GND 接电源地。 第 2 脚:VCC 接 5V 电源。 第 3 脚:V0 为液晶显示器对比度调整端,根据经验此处用1K 接地。 第 4 脚:RS 为寄存器选择,高电平1 时选择数据寄存器、低电平0 时选择 指令寄存器。 第 5 脚:RW 为读写信号线,高电平 (1)时进行读操作,低电平 (0)时进行写 操作。 第 6 脚:使能 (enable)端,高电平( 1)时读取信息,负跳变时执行指令。 第 714 脚:D0D7 为 8 位双向数据端。 第 15 脚背光正极。 第 16 脚背光负极
8、。 图 10 液晶显示模块LCD1602 电路接线与引脚图 2. PCB图 图 11 AD09 软件中的 PCB 图 为了节约空间, 我们将单片机放到液晶屏底下,而把晶振又放到单片机的底 下。电源和收音模块则用排针引出,以方便安装。整机结构紧凑,体现了良好的 设计和焊接功底。 图 12 晶振、单片机和液晶屏的巧妙布局 三、心得体会 这次收音机设计, 应该说是一波三折。 一开始是打算用洞洞板搭焊的,但是 用洞洞板搭焊的外观非常差,而且焊盘经常脱落。所以就改为印刷pcb 版。对于 因为平时自己也有练练手,所以有单片机剩下来,就选择了这块STC89C52。买 回模块 PL102BA-S 后,当然先看
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