【正文】 .......... 31 結(jié) 論 ............................................................ 34 主要工作 ..................................................... 34 心得體會(huì) ..................................................... 34 參考文獻(xiàn) ........................................................... 35 數(shù)字 FM 電臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā) 1 第 1 章 緒論 課題背景 自 20 世紀(jì) 90 年代以來，無線通信在全球范圍內(nèi)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。發(fā)射機(jī)作為無線通信設(shè)備的重要組成部分，其發(fā)展極大的促進(jìn)了無線通信技術(shù)的發(fā)展。為了有效地進(jìn)行傳輸，必須將攜帶信息的低頻電信號(hào)調(diào)制到幾十 MHz～幾百 MHz以上的高頻振蕩信號(hào)上，再經(jīng)天線發(fā)送出去。本文所討論的就是一個(gè)利用鎖相環(huán)組成的直接調(diào)頻信號(hào)發(fā)射器。該FM發(fā)射機(jī)電路工作頻率穩(wěn)定，抗干擾力強(qiáng)，制作調(diào)試簡(jiǎn)單。本設(shè)計(jì)就是利用 STM32 開發(fā)板，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字 FM 發(fā)射電臺(tái)系統(tǒng)。 隨著消費(fèi)類電子的興起和繁榮以及數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，收音機(jī)逐漸數(shù)字化，集成化，而且成本越來越低，這使得在各種設(shè)備中嵌入收音機(jī)的現(xiàn)象更加普遍。這樣電臺(tái)的建設(shè)就更加有意義了。其中更有精髓的知識(shí)值的我們?nèi)W(xué)習(xí)。在高頻電子線路中， LC 振蕩電路是無孔不入，無所不在。小功率調(diào)頻發(fā)射電臺(tái)在使用中，控制方法科學(xué)、簡(jiǎn)單、明了，控制電路及連線簡(jiǎn)單、易行，工作穩(wěn)定性好，從而得到廣泛應(yīng)用。 主要芯片介紹 RDA5820 介紹 數(shù)字 FM 電臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā) 2 RDA5820 是北京銳迪科推出的一款集成度非常高的立體聲 FM 收發(fā)芯片。RDA5820 的引腳圖如圖 所示： RDA5820 支持 2種通信模式， SPI 和 IIC，在戰(zhàn)艦 STM32 開發(fā)板上面，使用的是 RDA5820 的 IIC 模式。 RDA5820 的 IIC 地址為0X11（不包含最低位），對(duì)應(yīng)讀為 0X23，寫為 0X20。 圖 RDA5820 引腳圖 數(shù)字 FM 電臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā) 3 通過設(shè)置 CHIP_FUNC[3:0]=0 即可定義當(dāng)前工作模式為 FM 接收模式。 通過設(shè)置 CHIP_FUNC[3:0]=1 即可定義當(dāng)前工作模式為 FM 發(fā)送模式。 頻點(diǎn)設(shè)置 軟件可以通過配置 03H（寄存器地址 0X30）寄存器來選擇 FM頻道。自定義的頻段由寄存器 53H（ chan_bottom）和 54H（ chan_top）來設(shè)置，單位為 100KHz，即定義 65MHz~76MHz，可設(shè)置 BAND[1:0]=3（用戶自定義頻段），并且設(shè)置 chan_bottom=0x028A，chan_top=0x02f8。 例如，我們要設(shè)置 FM 頻率為 ，假設(shè) BAND=0， SPACE=100Khz。 頻點(diǎn)設(shè)置部分， FM 接收和 FM 發(fā)送是共用的，對(duì)兩者都適用。該芯片可以實(shí)現(xiàn)對(duì) MP3/OGG/WMA/FLAC/WAV/AAC/MIDI 等音頻格式的解碼，同時(shí)還可以支持 ADPCM/OGG 等格式的編碼，性能相對(duì)以往的 VS1003 提升不少。 VS1053 的特性如下： 支持眾多音頻格式解碼，包括 OGG/MP3/WMA/WAV/FLAC（需要加載 patch）/MIDI/AAC 等。同時(shí) VS1053 的 DAC相對(duì)于 VS1003 有不少提高，同樣的歌曲，用 VS1053 播放，聽起來比 1003 效果好很多。不過需要注意的是 VS1003 的 CVDD 是 ，而 VS1053 的 CVDD 是 ，所以你還需要把穩(wěn)壓芯片也變一下，其他都可以照舊了。這里我們只把它當(dāng)成從機(jī)使用。 數(shù)字 FM 電臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā) 5 圖 VS1053 封裝圖 74HC4052 簡(jiǎn)介 74HC4052 是一款高速 CMOS 器件， 74HC4052 引腳兼容 HEF4052B。 74HC4052 是雙路 4 通道模擬多路選擇器 /多路分配器，帶有公共選擇邏輯。公用通道選擇邏輯包含 2個(gè)數(shù)字選擇端（ S0和 S1）和 1個(gè)低有效使能端（ E）。 E為高時(shí)，所有開關(guān)都進(jìn)入高阻態(tài)，直接無視 S0和 S1。 74HC4052 的模擬輸入 /輸出端（ nY0 至 nY3， nZ）在上限 VCC 和下限 VEE 之間擺動(dòng)， VCCVEE 應(yīng)當(dāng)不超過 V。SD卡由日本松下、東芝及美國 SanDisk 公司于 1999 年 8月共同開發(fā)研制。按容量分類，可以將 SD 卡分為 3類： SD 卡、 SDHC 卡、 SDXC 卡。 SD卡一般支持 2種操作模式： 數(shù)字 FM 電臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā) 7 1， SD 卡模式（通過 SDIO 通信）； 2， SPI 模式； 主機(jī)可以選擇以上任意一種模式同 SD 卡通信， SD卡模式允許 4線的高速數(shù)據(jù)傳輸。 SD卡的引腳排序如下圖 所示： 圖 SD卡引腳排序圖 SD卡引腳功能描述如表 所示： 表 卡引腳功能表 SD卡只能使用 的 IO電平，所以， MCU 一定要能夠支持 的 IO 端口輸出。 SD卡有 5 個(gè)寄存器，如表 所示： 名稱 寬度 描述 CID 128 卡標(biāo)識(shí)寄存器 RCA 16 相對(duì)卡地址（ Relative card address）寄存器 :本地系統(tǒng)中卡的地址，動(dòng)態(tài)變化，在主機(jī)初始化的時(shí)候確定 *SPI模式中沒有 數(shù)字 FM 電臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā) 8 CSD 128 卡描述數(shù)據(jù) :卡操作條件相關(guān)的信息數(shù)據(jù) SCR 64 SD配置寄存器 :SD卡特定信息數(shù)據(jù) OCR 32 操作條件寄存器 表 SD卡相關(guān)寄存器 SD卡初始化過程 因?yàn)槲覀兪褂玫氖?SPI 模式，所以先得讓 SD 卡進(jìn)入 SPI 模式。不過在發(fā)送 CMD0 之前，要發(fā)送 74 個(gè)時(shí)鐘，這是因?yàn)?SD 卡內(nèi)部有個(gè)供電電壓 上升時(shí)間，大概為 64 個(gè) CLK，剩下的 10 個(gè) CLK 用于 SD 卡同步，之后才能開始 CMD0的操作，在卡初始化的時(shí)候， CLK 時(shí)鐘最大不能超過 400Khz！。通過 SD 卡初始化，我們可以知道 SD 卡的類型（ VV V2HC 或者 MMC），在完成了初始化之后，就可以開始讀寫數(shù)據(jù)了。 禁止片選之后，發(fā)多 8個(gè) CLK； 以上就 是一個(gè)典 型的 SD 卡讀數(shù)據(jù)過程， SD 卡的寫于讀數(shù)據(jù)差不多，寫數(shù)據(jù)通過 CMD24 來實(shí)現(xiàn)，具體過程如下： 發(fā)送 CMD24。 數(shù)字 FM 電臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā) 9 TFTLCD 簡(jiǎn)介 TFTLCD 即薄膜晶體管液晶顯示器。 TFTLCD 與無源 TNLCD、 STNLCD 的簡(jiǎn)單 矩陣不同，它在液晶顯示屏的每一個(gè)象素上都設(shè)置有一個(gè)薄膜晶體管（ TFT），可有效地克服非選通時(shí)的串?dāng)_，使顯示液晶屏的靜態(tài)特性與掃描線數(shù)無關(guān)，因此大大提高了圖像質(zhì)量。 上一章介紹了 OLED 模塊，本章，我們給大家介紹 ALIENTEK TFTLCD 模塊，該模塊有如下特點(diǎn)： 1， ’/’/’3 種大小的屏幕可選。 3， 16 位真彩顯示。 本章，我們以 寸的 ALIENTEK TFTLCD 模塊為例介紹，該模塊支持 65K色顯示，顯示分辨率為 320240 ，接口為 16 位的 80 并口，自帶觸摸屏。按一下 KEY_UP 鍵即進(jìn)入 SD 卡音源輸入模式，這時(shí) KEY0:M+（下一曲） KEY2:M（上一曲）起效，再按第二下進(jìn)入 MIC 音源模式，這時(shí) KEY_DOWN 鍵起效，可以用它來選擇直接播放或者錄音儲(chǔ)存后播放模式。 所要用到的部分硬件資源如下： 1） 指示燈 DS0 2） KEY0、 KEY KEY2 和 WK_UP 等四個(gè)按鍵 3） TFTLCD 模塊 4） SD卡 5） RDA5820 6） 74HC4052 7） VS1053B RDA5820 與 STM32 的連接電路 這里 RDA5820用 IIC總線，接在 STM32的 PB10和 PB11兩個(gè)腳上， 下 圖中 OUTL和 OUTR 接在 RDA5820 的 LIN 和 RIN， OUTR 和 OUTL 是來自音頻選擇器（ 74HC4052）的輸出端，作為 FM 發(fā)送時(shí)的音源輸入。這 7 根線同 STM32 的連接關(guān)系如表 所示： 表 VS1053 各信號(hào)線與 STM32 連接關(guān)系 其中 VS_RST是 VS1053的復(fù)位信號(hào)線，低電平有效。 VS_MISO、 VS_MOSI 和VS_SCK 則是 VS1053 的 SPI 接口他們?cè)?VS_XCS 和 VS_XDCS 下面來執(zhí)行不同的操作。 1） 復(fù)位 VS1053 這里包括了硬復(fù)位和軟復(fù)位，是為了讓 VS1053 的狀態(tài)回到原始狀態(tài)，準(zhǔn)備解碼下一首歌曲。 圖 VS1053B 音頻解碼模塊原理圖 3） 發(fā)送音頻數(shù)據(jù) 當(dāng)經(jīng)過以上兩步配置以后，我們剩下來要做的事情，就是往 VS1053 里面扔音頻數(shù)據(jù)了，只要是 VS1053 支持的音頻格式，直接往里面丟就可以了， VS1053會(huì)自動(dòng)識(shí)別，并進(jìn)行播放。這個(gè)規(guī)則很簡(jiǎn)單：只要 DREQ 變高，就向 VS1053 發(fā)送 32個(gè)字節(jié)。經(jīng)過以上三步，我們就可以播放音樂了。硬件連接示意圖如圖 所示： 數(shù)字 FM 電臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā) 13 圖 SD 卡接口與 STM32 連接原理圖 圖 SD 卡 SPI 方式硬件連接示意圖 將圖中所示的 4處，用跳線帽短接，接口 實(shí)現(xiàn) SD卡與 STM32的 SPI連接。 數(shù)字 FM 電臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā) 14 TFTLCD 顯示模塊 模塊原理圖如圖 ： 圖 ALIENTEK 寸 TFTLCD 模塊原理圖 TFTLCD模塊采用 2*17的 ，接口定義如圖 ： 圖 ALIENTEK 寸 TFTLCD 模塊接口圖 從圖 ， ALIENTEK TFTLCD模塊采用 16位的并方式與外部連接，數(shù)字 FM 電臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā) 15 之所以不采用 8 位的方式，是因?yàn)椴势恋臄?shù)據(jù)量 比較大，尤其在顯示圖片的時(shí)候，如果用 8 位數(shù)據(jù)線，就會(huì)比 16 位方式慢一倍以上，我們當(dāng)然希望速度越快越好，所以我們選擇 16位的接口。該模塊的 80 并口有如下一些信號(hào)線： CS： TFTLCD 片選信號(hào)。 RD：從 TFTLCD 讀取數(shù)據(jù)。 RST：硬復(fù)位 TFTLCD。 80 并口在上一節(jié)我們已經(jīng)有詳細(xì)的介紹了， 這里我們就不再介紹，需要說明的是， TFTLCD 模塊的 RST 信號(hào)線是直接接到 STM32 的復(fù)位腳上，并不由軟件控制，這樣可以省下來一個(gè) IO 口。所以，我們總共需要的 IO 口數(shù)目為 21 個(gè)。 TFTLCD 顯示需要的相關(guān)設(shè)置步驟如下： 1）設(shè)置 STM32 與 TFTLCD 模塊相連接的 IO。這里我們用到的是 FSMC， FSMC 將在 節(jié)向大家詳細(xì)介紹。 其實(shí)這里就是上和上面 OLED模塊的初始化過程差不多。為后續(xù)顯示字符和數(shù)字做準(zhǔn)備。 模塊功能實(shí)現(xiàn) SD 卡模塊指令 SD卡的命令格式，如表 ： 字節(jié) 1 字節(jié) 25 字節(jié) 6 7 6 5 0 31 0 7 1 0 0 1 mand 命令參數(shù) CRC 1 表 SD 卡命令格式 SD 卡的指令由 6 個(gè)字節(jié)組成，字節(jié) 1 的最高 2 位固定為 01，低 6 位為命令號(hào)（比如 CMD16，為 10000 即 16 進(jìn)制的 0X10，完整的 CMD16，第一個(gè)字節(jié)為01010000，即 0X10+0X40）。 字節(jié) 6的高七位為 CRC 值，最低位恒定為 1。表中的 R R3 和 R7 等是 SD卡的回應(yīng)， SD 卡和單片機(jī)的通信采用發(fā)送應(yīng)答機(jī)制，如圖 所示： 圖 SD 卡命令傳輸過程 每發(fā)送一個(gè)命令， SD 卡都會(huì)給出一個(gè)應(yīng)答，以告知主機(jī)該命令的執(zhí)行情況，或者 返回主機(jī)需要獲取的數(shù)據(jù)。 ILI9320 液晶控制器自帶顯存，其顯存總大小為 172820（ 240*320*18/8），即 18 位模式（ 26 萬色）下的顯存量。數(shù)值越大，表示該顏色越深。里面對(duì)這些命令有詳細(xì)的介紹。而如果對(duì)它讀操作，則返回的是控制器的型號(hào)。因?yàn)?93xx 系列的初始化，其實(shí)都比較類似，我們完全可以用一個(gè)代碼兼容好幾個(gè)控制器。我們重點(diǎn)關(guān)注的是 I/D0、 I/D AM這 3個(gè)位，因?yàn)檫@ 3個(gè)位控制了屏幕的顯示方向。當(dāng) AM=0 的時(shí)候 ，地址以行方向更新。 I/D[1： 0]：當(dāng)更新了一個(gè)數(shù)據(jù)之后，根據(jù)這兩個(gè)位的設(shè)置來控制地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)增加 /減少 1， 其關(guān)系如圖 所示 ： 數(shù)字 FM 電臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā) 18 圖 GRAM 顯示方向設(shè)置圖 通過這幾個(gè)位的設(shè)置，我們就可以控制屏幕的顯示方向了，這種方法雖然簡(jiǎn)單，但是不是很通用，比如不同的液晶，可能這里差別就比較大，有的甚至無法通用！比如 9341 和 9320 就完全不通用。該命令 CL位用來控制