基于MCS-51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)TEA576x單片數(shù)字收音機(jī)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)

引言

TEA576x系列單片數(shù)字收音機(jī)被廣泛地應(yīng)用在數(shù)字音響，便攜式CD、VCD、DVD、手機(jī)等數(shù)字消費(fèi)電子系統(tǒng)里。但是由于該數(shù)字收音機(jī)芯片與傳統(tǒng)的超外差式收音機(jī)的調(diào)諧原理有些不太相同，比如傳統(tǒng)的超外差式收音機(jī)的固定中頻為10.7Mz，而TEA576x系列數(shù)字收音機(jī)的固定中頻為225KHz，由于固定中頻不同，鎖相環(huán)系統(tǒng)的軟件控制就有很大的差別，這就給廣大芯片應(yīng)用設(shè)計(jì)者帶來(lái)一定難度。本文就針對(duì)TEA576x系列數(shù)字收音機(jī)芯片的控制機(jī)理，詳細(xì)地闡述了該芯片基于MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用軟硬件設(shè)計(jì)。

TEA5768HL簡(jiǎn)介

TEA5768HL是一款適用于低電壓環(huán)境的單片立體聲FM數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)。該芯片完全集成了IF頻率選擇和鑒頻系統(tǒng)，而且只需要很少的低成本外圍元件，硬件系統(tǒng)完全不需要調(diào)試。

TEA5768HL信號(hào)前端具有高性能的RF AGC電路，接收靈敏度高，并且兼容歐洲、美國(guó)和日本FM頻段。參考頻率選擇靈活，可通過(guò)寄存器設(shè)置選擇32.768KHz、13MHz晶體振蕩器或者6.5MHz外部時(shí)鐘參考頻率。通過(guò)I2C系統(tǒng)總線進(jìn)行各種功能控制，并通過(guò)I2C總線輸出7位IF計(jì)數(shù)值。立體聲解調(diào)器完全免調(diào)，軟件控制SNC、HCC、暫停和靜音功能。具有兩個(gè)可編程I/O口，可用于系統(tǒng)的其它相關(guān)功能。

TEA5768HL數(shù)字收音機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)

如圖1所示：TEA5768HL 數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件模塊主要由MCU（P89LPC932）控制電路、數(shù)字調(diào)諧收音（TEA5768HL）、音頻信號(hào)放大（TDA1308）3大部分組成。其中MCU控制電路主要由低功耗MCS-51系列單片機(jī)P89LPC932、鍵盤(pán)及狀態(tài)顯示終端構(gòu)成，是該應(yīng)用系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，鍵盤(pán)用于輸入對(duì)數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)的各種操作，系統(tǒng)的各種工作狀態(tài)由狀態(tài)顯示終端顯示。P89LPC932內(nèi)部集成了雙時(shí)鐘的80C51內(nèi)核 ，而且片內(nèi)包含有捕獲/比較單元，2個(gè)模擬比較器， I2C 通信端口、SPI 通信端口、鍵盤(pán)中斷輸入、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、片內(nèi)EEPROM 存儲(chǔ)區(qū)、RC振蕩器和看門(mén)狗定時(shí)器等，能適合于許多要求高集成度低成本的應(yīng)用場(chǎng)合。由TEA5768HL構(gòu)成數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)模塊，音頻信號(hào)放大由TDA1308構(gòu)成，完成數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)的音頻信號(hào)放大。MCU控制模塊通過(guò)I2C總線完成對(duì)數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)模塊的所有控制，收音機(jī)模塊輸出的音頻信號(hào)經(jīng)由音頻放大模塊放大后輸出到耳機(jī)或揚(yáng)聲器。TEA5768HL數(shù)字調(diào)諧收音模塊的原理如圖2所示。

軟件設(shè)計(jì)

應(yīng)用軟件架構(gòu)

基于P89LPC932單片機(jī)控制平臺(tái)的TEA5768HL數(shù)字收音機(jī)的軟件設(shè)計(jì)主要包括3部分：

1. I2C總線通信協(xié)議、鍵盤(pán)及顯示終端驅(qū)動(dòng)程序；

2. TEA5768HL 底層驅(qū)動(dòng)，包括寄存器控制字的讀寫(xiě)操作；

3. 應(yīng)用層程序包括數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)的各種應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)。

應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)

整個(gè)應(yīng)用層軟件主程序由：系統(tǒng)初始化、鍵盤(pán)命令檢測(cè)、系統(tǒng)狀態(tài)信息讀寫(xiě)、頻道調(diào)諧、鍵盤(pán)命令處理和系統(tǒng)狀態(tài)顯示6大模塊組成。TEA5768HL數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)軟件主程序流程如圖3所示。其中系統(tǒng)初始化包括P89 LPC932的初始化、I2C通信初始化、系統(tǒng)狀態(tài)信息讀取和TEA5768HL控制寄存器的初始化。

關(guān)于鍵盤(pán)的掃描及鍵碼識(shí)別程序，這里不再贅述，讀者可以自行完成。所有的功能由鍵盤(pán)輸入開(kāi)啟，所以鍵盤(pán)命令處理程序?qū)⑼瓿稍撓到y(tǒng)的所有功能。以下重點(diǎn)介紹TEA5768HL數(shù)字收音機(jī)的鍵盤(pán)命令處理程序。

鍵盤(pán)命令處理程序?qū)崿F(xiàn)了暫停、手動(dòng)搜索、自動(dòng)搜索、廣播頻道切換、立體聲/單聲道切換、靜音和鍵盤(pán)鎖定7個(gè)常用功能，每一個(gè)功能由一個(gè)功能函數(shù)完成。

每個(gè)功能就是一個(gè)功能模塊函數(shù)，鍵盤(pán)命令處理程序都是功能模塊函數(shù)的調(diào)用。上述7個(gè)功能模塊中，自動(dòng)搜索和手動(dòng)搜索是該數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)系統(tǒng)程序功能模塊的關(guān)鍵。

自動(dòng)搜索功能模塊函數(shù)

自動(dòng)搜索功能模塊函數(shù)主要由：FM廣播頻率設(shè)置、搜索頻率設(shè)定、廣播信號(hào)強(qiáng)度讀取、IFC中頻計(jì)數(shù)器讀取、有效廣播頻道的判別、廣播頻道數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和系統(tǒng)工作狀態(tài)顯示等部分組成。自動(dòng)搜索功能模塊函數(shù)流程如圖4所示。

遵循圖4流程編寫(xiě)自動(dòng)搜索功能模塊，將使系統(tǒng)能夠很好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搜索功能，手動(dòng)搜索相當(dāng)于自動(dòng)搜索的一個(gè)步進(jìn)頻率的搜索過(guò)程。不難發(fā)現(xiàn)，不管是自動(dòng)搜索還是手動(dòng)設(shè)定頻率，如何調(diào)諧單個(gè)頻率是關(guān)鍵，也是數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)調(diào)諧廣播電臺(tái)的軟件算法的核心。TEA5768HL數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)系統(tǒng)通過(guò)調(diào)用一個(gè)功能函數(shù)來(lái)完成單個(gè)頻率的調(diào)諧。

調(diào)諧單個(gè)頻率功能模塊函數(shù)

調(diào)諧單個(gè)頻率功能模塊函數(shù)包括：頻率和鎖相環(huán)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換（調(diào)諧算法函數(shù)）、TEA5768HL調(diào)諧狀態(tài)寄存器的設(shè)置、High/Low Injection 的優(yōu)化選擇以及TEA5768HL控制寄存器寫(xiě)操作。

結(jié)語(yǔ)

TEA5768HL數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)是一個(gè)數(shù)字調(diào)諧系統(tǒng)。除了硬件平臺(tái)，完全依靠MCU對(duì)其寄存器的控制就可以完成數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)的所有功能?；赥EA5768HL的應(yīng)用系統(tǒng)，性能可靠的硬件設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，良好的軟件架構(gòu)是關(guān)鍵，而基于軟件控制的 High/Low Injection 優(yōu)化選擇和鎖相環(huán)數(shù)據(jù)的精確轉(zhuǎn)換則能確保系統(tǒng)更加可靠穩(wěn)定地運(yùn)行。

責(zé)任編輯：gt