一種基于ATmega8L的調(diào)頻立體聲收音機設(shè)計
摘要:介紹一種以低功耗單片機ATmega8L為控制核心,以RDA5807P芯片作為FM接收器的調(diào)頻收音機。該收音機通過單片機ATmcga8L的I2C總線接口讀寫RDA58O7P收音模塊的數(shù)據(jù),用按鍵及紅外遙控器進行搜臺、音量調(diào)節(jié)等操作。用LCD顯示接收頻道的頻率,當(dāng)前音量大小等信息。設(shè)計中給出了實現(xiàn)FM調(diào)頻收音機的硬件電路、讀/寫RDA5807P收音模塊及紅外遙控解碼程序的思路。經(jīng)多次比對測試,該收音機可以清晰、穩(wěn)定地收聽省府及本地發(fā)射的所有調(diào)頻電臺。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/249573.htm引言
早期的數(shù)字FM處理芯片TEA5767由Philips公司開發(fā)并被廣泛地使用,但該芯片需要外加音頻放大電路才能驅(qū)動耳機。鑒于此,國內(nèi)銳迪科微電子公司獨立開發(fā)了一顆具備高接收靈敏度的FM立體聲數(shù)字芯片RDA5807P,具有自動搜臺、重低音、靜音、休眠、直接驅(qū)動耳機等優(yōu)異的性能。本文介紹用RDA5807P芯片設(shè)計和制作了一款帶遙控功能的收音機。
1 收音機總體設(shè)計方案
收音機的總體設(shè)計框圖如圖1所示。本收音機采用單節(jié)3.7 V、容量1500 mAh的鋰電池作力電源,在使用壽命期內(nèi)可以用手機充電器反復(fù)對它進行充電,使用非常方便。采用低功耗的AVR單片機ATmega8L作為微控制器,負(fù)責(zé)處理和協(xié)調(diào)各模塊電路的工作,ATmega8L的工作電壓為2.7~5.5 V,片內(nèi)有512字節(jié)的EEPROM,不用專門外接EEPROM芯片就可以將掉電前接收電臺的頻道和音量信息保存起來,重新開機后又可以恢復(fù)原來的信息。調(diào)頻收音機模塊采用國產(chǎn)芯片RDA5807P加上少量的外圍元件組成,由微控制器通過I2C總線接口對芯片內(nèi)部寄存器進行寫/讀操作。通過鍵盤或紅外遙控發(fā)射器可以進行自動搜臺、手動選臺、音量調(diào)節(jié)、靜音操作。LCD用于顯示當(dāng)前收聽電臺的頻率、音量等級等信息。音頻功率放大器放大當(dāng)前收聽電臺的音頻信號,驅(qū)動揚聲器發(fā)出聲音。
2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
2.1 電源管理模塊電路設(shè)計
電源管理模塊電路如圖2所示。LM2054是一款單節(jié)鋰電池恒流、恒壓線性充電芯片,最大充電電流可達(dá)到800 mA。它只需外接極少的外部元件,預(yù)設(shè)4.2 V充電電壓,精度達(dá)到±1%。充電時,若鋰電池電壓低于4.2V,充電指示燈D101亮,充電達(dá)到預(yù)設(shè)值4.2 V后指示燈D101熄滅。
2.2 微控制器及鍵盤、顯示、紅外遙控接收電路設(shè)計
微控制器及鍵盤、顯示、紅外遙控接收電路如圖3所示。
鍵盤K1~K6用于選頻、音量調(diào)節(jié)等。紅外遙控接收頭連接到單片機ATmega8L的PB0,用單片機的輸入捕獲功能進行解碼。為了減少液晶顯示器LCD1602A占用單片機過多的I/O口,數(shù)據(jù)接口只使用高4位,在寫入命令或數(shù)據(jù)時,分兩次寫入,先寫高4位,再寫低4位。為了降低LCD的用電量,LCD的背光燈用單片機的PD3和PC1進行控制,當(dāng)用戶設(shè)置好想收聽的電臺,5 s后LCD背光燈自動熄滅。
2.3 調(diào)頻收音模塊電路設(shè)計
調(diào)頻收音模塊電路如圖4所示。RDA5807P是國產(chǎn)的FM立體聲收音機接收芯片,加上極少的外圍元件且基本不需要校準(zhǔn),通過程序設(shè)定即可接收歐洲、美國和日本的調(diào)頻波段。單片機通過I2C總線SCL和SDA將訪問RDA5807P芯片所需的地址、命令、數(shù)據(jù)寫入內(nèi)部的寄存器中,也可以通過該總線讀出芯片內(nèi)部寄存器中的數(shù)據(jù),取得接收頻道的數(shù)據(jù)和音量值,供顯示使用。RDA5807P的輸出經(jīng)磁珠F301、F302及電容器C30 3、C304抑制高頻干擾后,可以直接驅(qū)動32 Ω的耳機發(fā)出聲音,也可以接到下級音頻功放進行放大,推動揚聲器發(fā)出聲音。
2.4 音頻功率放大電路設(shè)計
音頻功率放大電路如圖5所示。PAM8403是一塊D類音頻功率放大器芯片,它具有諧波失真低、噪聲串?dāng)_小、可直接驅(qū)動喇叭的特點。用它制作的音頻功放,電路簡單,工作可靠。在5 V電源和4 Ω負(fù)載條件下,能輸出3 W的功率。效率可達(dá)90%以上,非常適合于用電池供電的便攜式電子產(chǎn)品。電路中
引腳可通過單片機輸出低電平控制其進行靜音和關(guān)閉功放系統(tǒng)。
2.5 紅外發(fā)射模塊電路設(shè)計
紅外遙控發(fā)射器電路如圖6所示。BA5104是一塊紅外遙控編碼芯片,內(nèi)接有上拉電阻,無鍵按下時,電路中無電流流通,振蕩電路不起
振,無遙控編碼信號輸出。當(dāng)有某一鍵按下時,電路產(chǎn)生455 kHz的振蕩信號,由BA5104內(nèi)部電路進行12分頻,獲得38 kHz的載波信號。此時按鍵的編碼信息和C1、C2引腳的狀態(tài)信息對38 kHz載波進行編碼調(diào)制,經(jīng)15引腳串行輸出,由三極管Q501、Q502構(gòu)成的達(dá)靈頓驅(qū)動電路放大,經(jīng)外發(fā)射管向空間發(fā)射,同時14引腳輸出高電平,發(fā)射狀態(tài)指示燈D501點亮。
3 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計
軟件程序設(shè)計主要包括讀寫RDA5807P芯片相關(guān)的模塊程序、頻率及音量顯示模塊程序、按鍵檢測與功能設(shè)定模塊程序、遙控解碼及功能設(shè)定模塊程序等。本設(shè)計選用CodeVisionAVR作為開發(fā)軟件,軟件中集成有LCD1602、I2C總線驅(qū)動程序,不用再編寫相應(yīng)的底層函數(shù),使用非常方便。故在此僅介紹RDA5807P芯片工作在RDA5807P模式及采用I2C總線接口進行搜臺的程序設(shè)計和紅外遙控解碼程序的設(shè)計。
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