【正文】 ................30 TEA5767數(shù)字調(diào)頻收音機流程圖 ......................................................................31 4 硬件電路設計 ............................................................................................................32 FM模塊 .............................................................................................................32 ....................................................................................................33 ...........................................................................................................34 ....................................................................................................34 按鍵模塊 ..........................................................................................................35 ...........................................................................................................35 5 軟件設計 .................................................................................................................36 軟件設計流程圖 .................................................................................................36 畢業(yè)設計（論文） 5 單片機控制 TEA5767 模塊程序 ........................................................................37 5110 液晶顯示程序 ..........................................................................................38 6 電路調(diào)試與檢測 ..........................................................................................................45 硬件裝配 ..........................................................................................................45 ...........................................................................................................45 7 結(jié)論與心得 .................................................................................................................45 8 感謝 ..........................................................................................................................46 9 參考文獻 ...................................................................................................................46 畢業(yè)設計（論文） 6 緒論 如今，隨著隨身數(shù)碼科技的發(fā)展 ，獨立的半導體收音機已漸漸淡出了人們?nèi)粘Ｉ畹囊暰€，取而代之的是小巧精致的數(shù)字音頻播放器。在這種環(huán)境下，收音機更加受到了無線電行業(yè)、專業(yè)電子技術機構(gòu)和無線電發(fā)燒團體人員的關注。收音機的存在方式也發(fā)生了變化，從原來的獨立式半導體發(fā)展成了內(nèi)嵌到其他音頻設備的模塊化產(chǎn)品。現(xiàn)今的用戶對于收音機技術上的要求相對較高，這也促使了收音機的控制方式需要不斷改進、音質(zhì)水品等技術指標也需要不斷提高。 本 文 開發(fā)了一套完整的 FM 調(diào)制接收系統(tǒng)，系統(tǒng)通過專用收音芯片進行解調(diào)，主控芯片通過相應通信協(xié)議對其進行頻率選擇控制 ， 選定頻率后， 頻率信息由液晶屏顯示，音頻信號經(jīng)由功率放大模塊放音，能夠獨立完成立體聲收音和放音功能。系統(tǒng)以STC89C52 為核心，控制收音模塊、顯示模塊、音頻放大模塊，完成一套多功能、立體聲的數(shù)字收音機 。 本文深入結(jié)合單片機軟硬件技術，闡述了 這 款數(shù)字立體聲收音機的設計過程。首先介紹了設計的工作原理和涉及到的關鍵技術，其次分別從硬件和軟件兩方面詳細介紹并說明了該設計的結(jié)構(gòu)，最后對設計成品進行了各項測試，并對設計成果的應用范圍進行了估計。 畢業(yè)設計（論文） 7 1 FM 收音機 概述 發(fā)射系統(tǒng)的簡單概述 無線電 發(fā)射機是產(chǎn)生和發(fā)送無線電信號的裝置，與一般的無線電發(fā)訊機的基本組成一樣，無線電廣播發(fā)射機也是由載波發(fā)生器，調(diào)制器，變頻器，高頻放大器和發(fā)射天線這些基本部分組成。 它的工作原理是：通過調(diào)制器，聲音信號調(diào)制載波產(chǎn)生已調(diào)波信號，然后由變頻器將已調(diào)載波信號搬移到發(fā)生頻率上，接著經(jīng)高頻功率放大后推動發(fā)射天線，由發(fā)射天線將射頻信號功率轉(zhuǎn)變成電磁波輻射出去。 圖 無線電發(fā)射機方框圖 接收系統(tǒng)的簡單概述 天線接收到的高頻信號通過輸入電路與收音機的本機振蕩頻率（其頻率較外來高頻信號高一個固定中頻，我國中頻標 準規(guī)定為 465KHZ）一起送入變頻管內(nèi)混合 —— 變頻，在變頻級的負載回路（選頻）產(chǎn)生一個新頻率即通過差頻產(chǎn)生的中頻，中頻只改變了載波的頻率，原來的音頻包絡線并沒有改變，中頻信號可以更好地得到放大，中頻信號經(jīng)檢波并濾除高頻信號。再經(jīng)低放，功率放大后，推動揚聲器發(fā)出聲音 。 已調(diào)載波（調(diào)幅收音機的中頻為 465KHz,調(diào)頻收音信號的中頻為 ），接著通過中放通道的選頻網(wǎng)絡選出要接收的已調(diào)載波，隨后，進行放大和解調(diào)（檢波），從已調(diào)載波中提取出原電信號。這就完成了無線電信號的接收和解調(diào)。然后聽過前置放大和功放驅(qū) 動器驅(qū)動揚聲器還原成聲音（對于收音機）。 收音機的接收原理就是把從天線接收到的高頻信號經(jīng)檢波（解調(diào)）還原成音頻信號，送到耳機變成音波。由于廣播事業(yè)發(fā)展，天空中有了很多不同頻率的無線電波。如果把這許多電波全都接收下來，音頻信號就會象處于鬧市之中一樣，許多聲音混雜在一起，結(jié)果什么也聽不清了。為了設法選擇所需要的節(jié)目，在接收天線后，有一個選擇性電路，它的作用是把所需的信號（電臺）挑選出來，并把不要的信號 “ 濾掉 ” ，以免產(chǎn)生干擾，這就是我們收聽廣播時，所使用的 “ 選臺 ” 按鈕。 選擇性電路的輸出是選出某個電臺的高頻調(diào)幅信 號，利用它直接推動耳機（電聲畢業(yè)設計（論文） 8 器）是不行的，還必須把它恢復成原來的音頻信號，這種還原電路稱為解調(diào)，把解調(diào)的音頻信號送到耳機，就可以收到廣播。 圖 無線電接收方框圖 本設計是一個數(shù)字調(diào)頻收音機，調(diào)頻就是頻率調(diào)制，所謂頻率調(diào)制就是原來等幅恒頻的高頻信號的頻率，隨著調(diào)制信號（音頻信號）的幅度變化而變化，調(diào)頻收音機（ FM Radio）就是接收這些頻率調(diào)制的無線電信號，經(jīng)過解調(diào)還原成原信號的電子設備。 FM Radio 電路一般主要由接收天線、振蕩器、混頻器、 AGC（自動增益控制 ）、中頻放大器、中頻限幅器、中頻濾波器、鑒頻器、低頻靜噪電路、搜索調(diào)諧電路、信號檢測電路及頻率鎖定環(huán)路、音頻輸出電路等組成。本設計就是用單片機控制集成了上述所有 FM功能的專用芯片，并在諾基亞 5110 液晶上顯示當前的頻率信息，設計一個數(shù)字 FM 收音機系統(tǒng)。 本設計采用模塊化設計，整個系統(tǒng)由控制模塊、 FM 模塊、電源模塊、顯示模塊和功放模塊組成，系統(tǒng)的整體方案框圖如下圖 13： 圖 系統(tǒng)方案設計框圖 收音機的調(diào)制方案介紹和該方案原理介紹 收音機的調(diào)制方案簡單介紹 收音機的主要性能指標 畢業(yè)設計（論文） 9 一 、頻率范圍 頻率范圍是指收音機能夠接收到的信號的頻率范圍。 二、靈敏度 當收音機的輸出功率達到額定功率時，在輸入端所需要的最小信號的強度稱為靈敏度，單位為（微伏）。它用于表示收音機接收微弱信號的能力。顯然這個輸入信號越小，收音機的靈敏度越高。 三、選擇性 選擇性表示收音機從包括各種頻率的復雜信號中選出有用信號而抑制其他干擾信號的能力，選擇性以輸入信號失諧177。 9kHz 時靈敏度下降的程度來表示，單位為 dB（分貝）。 dB 數(shù)越大，表示收音機的選擇性越強。 四、輸出功率 輸出功率是指收音機輸送給揚聲器的音頻信號的 功率，單位為 W （瓦），也可用 mW 表示， 1W=1000mW。輸出功率越大，收音機能發(fā)出的聲音越響。 所謂調(diào)制，就是指用音頻信號去改變載波信號的幅度，頻率或者相位，使他們按照音頻信號的規(guī)律變化，即將聲音信息寄載在載波的幅度，頻率或者相位參數(shù)上。發(fā)送端發(fā)射的是被音頻信號調(diào)制的載波（稱為已調(diào)波）而不是直接發(fā)送音頻信號。當然，在接收時，就可以從接收到已調(diào)波中解調(diào)出其所帶的音頻信號。調(diào)制的目的是為了能可靠地和有效地發(fā)射，傳送和接收信號。 現(xiàn)在收音機的調(diào)制方式主要用兩種 ： AM：改變載波的振幅稱振幅調(diào)制。 AM 是指 對信號進行幅度調(diào)制。一般做法就是先在原信號上疊加一個直流信號以保證信號 f(t)+A0， 然后乘上一個高頻的余弦信號，即得到 g(t)=[f(t)+A]coswt。 在頻域上的效果就是將原信號的頻譜移動到 w 處，以適合信道傳輸?shù)淖罴杨l率范圍。 g(t)的包絡線即 f(t)+A,用一個簡單的包絡檢測電路就可以接收并還原信號了。 FM：改變載波的頻率稱頻率調(diào)制。 音頻 信號的改變往往是周期性的，一個最容易理解音頻 調(diào)制解調(diào) 的范例是小提琴和揉弦，揉弦通過手指和手腕在琴弦上快速顫動，使琴弦的長度發(fā)生快速變化，從而最終影響小提琴聲音的 柔和度。與 “ FM 無線電波 ” 相同， “ FM 合成理論 ” 同樣也有著發(fā)音體（載體）和調(diào)制體兩個元素。發(fā)音體或稱載波體，是實際發(fā)出聲音的頻率振蕩器；調(diào)制體或稱調(diào)制器，負責調(diào)整變化載波所產(chǎn)生出來的聲音。載波頻率、調(diào)制體頻率以及調(diào)制數(shù)值大小，是影響 FM合成理論的重要因素。 我們習慣上用 FM 來指一般的調(diào)頻廣播（ 76~108MHz，在我國為 ~108MHz、日本 (76~90MHz） ， FM 是一種調(diào)制方式 ，即使在短波范圍的 27~30MHz 之間，做為業(yè)余電臺、太空、人造衛(wèi)星通訊應用的波段，也有采用調(diào)頻（ FM）方式 的 。 本次方案選用的是 FM 調(diào)制。理由有以下幾點： 1) 在同樣的頻率、功率等條件下，用調(diào)頻方式傳輸信號比調(diào)幅方式要遠得多。因為調(diào)幅方式的載頻電平要高出噪聲電平三四十分貝才能得到良好的圖像指標，而調(diào)頻方式只要高出噪聲電平幾分貝即可。 2) 調(diào)頻比調(diào)幅抗干擾能力強：外來的各種干擾、加工業(yè)和天電干擾等，對已調(diào)波的影響主要表現(xiàn)為產(chǎn)生寄生調(diào)幅，形成噪聲。調(diào)頻制可以用限幅的方法，消除干擾所引起的寄生 調(diào)幅。而調(diào)幅制中已調(diào)幅信號的幅度是變化的，因而不能采用限幅，也就很難消除外來的干擾。 畢業(yè)設計（論文） 10 3) 另外，信號的信噪比愈大，抗干擾能力就愈強。而解調(diào) 后獲得的信號的信噪比與調(diào)制系數(shù)有關，調(diào)制系數(shù)越大，信噪比越大。由于調(diào)頻系數(shù)遠大于調(diào)幅系數(shù)，因此，調(diào)頻波信噪比高，調(diào)頻廣播中干擾噪聲小。 4) 調(diào)頻波比調(diào)幅波頻帶寬。 調(diào)頻廣播收音機的原理 一個典型的調(diào)頻廣播收音機的電路原理圖如下： 1. 圖 調(diào)頻廣播收音機電路原理圖 一、 調(diào)頻高頻頭電路 i. 調(diào)頻高頻頭電路的組成與作用 調(diào)頻高頻頭電路主要包括輸入電路、高頻放大電路和變頻電路。調(diào)頻高頻頭的作用是選擇所要接收的調(diào)頻電臺信號，并將它放大、混頻，變成載頻為 的中頻