听收音机

4.3基于FM模块的数字调谐收音机设计

4.3.1设计目的

（1）掌握数字调谐收音机的组成原理和设计方法。

（2）掌握FM模块（TEA5767）的性能和使用方法。

（3）设计一个用单片机控制并显示调谐频率的简易数字调谐收音机，

自己设计控制电路和软件的设计与调试。写出设计报告。素字成语

4.3.2设计任务与要求

（1）FM接收频率范围：88MHz～108MHz。

（2）设计硬件控制电路和单片机控制程序完成对FM收音模块的操作。

（3）有电台自动搜索功能，能够控制电台搜索方向，搜索到电台信号

后即可收听电台播音。

（4）有电台频率显示功能，电台存储功能，至少可存储5个电台。

（5）给出详细的电路原理图，程序流程图与主要代码。

4.3.3调频收音机原理和FM模块简介

1.调频收音机原理

现代调频收音机大都采用超外差接收机。其工作原理框图如图4-15所

示。

高频

放大器

混频器

中频

放大器

限幅

鉴频器

音频

放大器

本地

振荡器

自动增益

控制电路

自动增益

控制电路

VCOAFC

AGC

调谐器

图4-15FM收音机原理图

从广播电台发射的射频调频信号传播到用户收音机天线后，感应出的

电压信号非常微弱，通常为微伏级，必须经高频放大器放大后进入混频器，

混频器只改变调频信号的载波频率，其它调制参数不变。无论电台信号频

率为多少，混频器输出固定频率的中频信号，传统收音机中频频率是

10.7MHz，TEA5767的中频采用225kHz，中频信号送到中频放大器放大后

进行限幅鉴频，解调出音频信号，经音频放大器送到扬声器，用户可以听

到声音。

调谐器的作用是将目标电台的信号频率选择出来，抑制其它电台频率

的信号。目前主要有手动调谐和电调谐两种形式，TEA5767是电调谐器。

自动频率控制（AFC）是一个频率负反馈系统，可以使本振频率自动锁定

到预期的标准频率上。为了提高调频收音机的接收动态范围，有意思的故事 可设有自动

增益控制电路，此电路还可以补偿接收机增益的不稳定型。

2.基于TEA5767的FM模块B-102BC简介

1.B-102BC模块

TEA5767集成电路芯片是Philips公司推出的针对低电压应用的数字

调谐FM立体声收音机芯片。它采用创新的收音机架构和小尺寸封装，外

围电路简单，功能强大，可用单片机通过I2C总线或3-Wire总线对芯片内

部寄存器进行控制，软件设计简单。目前，很多单片机具有I2C协议接口，

如AVR的ATmega16和ATmega48都具有兼容I2C协议的两线通信接口TWI，

用其控制TEA5767非常容易。因此，很容易嵌入到便携式产品如移动电话

和MP3中。

市场上有不少厂家推出了基于TEA5767的FM收音模块，这种模块采用

微型贴片元件，封装很小，而且只有几个引脚引出来，供用户开发设计自

己的产品，B-102BC就是这种模块之一，体积香菜 只有11mm11mm2mm，有

10个引脚。封装和引脚排列如图4-16所示。引脚功能如表4-2所示。

表4-2B-102BC模块的引脚功能

引脚功能引脚功能

1GND6DATA

2L-OUT7CLK

3R-OUT8BUSMODE

4MPX9W/R

5ANT10VCC

图4-16B-102BC模块的引脚排列

引脚（2）和引脚（3）分别是左右声道输出，引脚（4）MPX是FM解

调器MPX信号输出，引脚（5）接天线，便携式产品中通常将耳机线作为

1

2

3

4

5

7

8

9

TEA5767

6

10

天线。引脚（8）是通信总线类型选择输入端，使用I2C总线时，该引脚接

地，引脚（9）不用，只使用引脚（6）和引脚（7）进行通信。采用3-Wire

总线时，引脚（8）接高电平，使用引脚（6）、（7）和（9）。B-102BC应用

模块与单片机采用I2C通信的典型接口电路如图4-17所示。

VCC

W/R

BUSMODE

CLK

DATA

GND

LOUT

ROUT

MPX

ANT

C

1

224

C

2

224

ANT

47uF

C

3

104

V

CC

+

R

1

47kR

1

47k

P1.0

P1.1

AT89C2051

B-102BC

显

示

单

元

图4-17B-102BC模块与单片机接口电路

5767HN的控制寄存器操作

TEA5767HN内部有一个5字节的控制寄存器，通过对控制寄存器的操

作可以设定或改变芯片的工作状态。TEA5767HN上电复位时默认为静音，

控制寄存器所有位为低。当TEA5767HN通过I2C总线与外界交换数据时，

TEA5767HN是从器件，当向TEA5767HN写入数据时，I2C总线地址是C0H，

向TEA5767HN读出数据时，读地址是C1H。

（1）写控制寄存器

当向TEA5767HN写控制字时，按地址和写第1～5字节顺序进行。先写

一个字节的最高位，在时钟下降沿写入的数据有效。下面简单介绍写模式

字节的格式：

写模式字节1格式如表4-3所列。

表4-3写模式字节1格式

B7（MSB）B6B5B4B3B2B1B0（LSB）

MUTESMPLL13PLL12PLL11PLL10PLL9PLL8

MUTE:左右声道静音设置位。1左右声道静音，0左右声道非静音。

SM：SearchMode搜索模式设置位。1为在搜索模式，0为不在搜索模

式。

PLL13～PLL8：预置或搜索电台的频率数值的高6位。

写模式字节2格式如表4-4所列。

表4-4写模式字节2格式

B7（MSB）B6B5B4B3B2B1B0（LSB）

PLL7PLL6PLL5PLL4PLL3PLL2PLL1PLL0

PLL7～PLL0：预置或搜索电台的频率数值的低8位。

写模式字节3格式如表4-5所列。

表4-5写模式字节3格式

B7（MSB）B6B5B4B3B2B1B0（LSB）

SUDSSL1SSL0HLSIMSMLMRSWP1

SUD:搜索方向设置。1向上搜索，0向下搜索。

SSL1，SSL0：设定搜索停止电平。详见表4-6。

表4-6搜索停止电平设置

SSL1SSL0搜索停止电平

00不搜索

01低电平，ADC输出值为5

10中电平，ADC输出值为7

11高电平，ADC输出值为10

HLSI：设置高低本振。1为高本振，本振频率高出电台一个中频

（225kHz）。0为低本振，本振频率低于接收电台一个中频。

MS：单声道和立体声设置。1单声道，0立体声。

ML：左声道静音设置。1静音，0非静音。

MR：右声道静音设置。1静音，0非静音。

SWP1：软件可编程输出口1设置。1时SWPOR1为高，0时SWPOR1为低。

写模式字节4格式如表4-7所列。

表4-7写模式字节4格式

B7（MSB）B6B5B4B3B2B1B0（LSB）

SWP2STBYBLXTALSMUTEHCCSNCSI

SWP2:软件可编程输出口2设置。1时SWPOR2为高，0时SWPOR2为低。

STBY:待机设置。1待机模式，待机时可减小工作电流。0非待机模式。

BL：波段设置。1日本FM波段（76～91MHz），0欧美FM波段（87.5～

108MHz）。中国FM波段与美欧接近，该位应设置0。

XTAL：晶振频率设置。1时晶振频率32.768kHz，0时晶振频率翻糖蛋糕 13MHz。

SMUTE：软件静音设置。1软件静音开，0软件静音关。

HCC：高音切割设置。1高电平切割开，0高电平切割关。

SNC：立体声消噪设置。1立体声噪声消除开，0立体声噪声消除关。

SI：搜索指示设置。1时引脚SWPORT1作为RF输出标志，输出标志含

义见读模式控制字1。0时引脚SWPORT1作为软件可编程输出口。

写模式字节5格式如表4-8所列。

表4-8写模式字节5格式

B7（MSB）B6B5B4B3B2B1B0（LSB）

PLLREFDTC------

PLLREF:使用6.5MHz参考频率（外部时钟频率）时PLL可用状态设置。

1时PLL可用，PLL调谐器的参考频率分频器才会该会，调谐器使用由XTAL2

输入的6.5MHz时钟。0时PLL不可用。

DTC：去加重时间常数设置。1时去加重时间常数75s，0是去加重

时间常数50s。

（2）读控制寄存器

当向TEA5767HN读控制字时，同样先读地址，再按顺序读第1～5字节。

读数据时的5个数据字节格式及含义如下。

读模式字节1格式如表4-9所列。

表4-9读模式字节1格式

B7（MSB）B6B5B4B3B2B1B0（LSB）

RFBLFPLL13PLL12PLL11PLL10PLL9PLL8

RF：Ready标志位。1表明发现一个电台或搜索到头，0表明未找到电

台。

BLF：波段到头标志位。1表明搜索到头，0表明未搜索到头。

PLL13～PLL8：搜索或预置的电台频率值的高6位（需换算）。

读模式字节2格式如表4-10所列。

表4-10读模式字节2格式

B7（MSB）B6B5B4B3B2B1B0（LSB）

PLL7PLL6PLL5PLL4PLL3PLL2PLL1PLL0

PLL7～PLL0：搜索或预置的电台频率值的低8位（需换算）。

读模式字节3格式如表4-博士帽子图片 11所列。

表4-11读模式字节3格式

B7（MSB）B6B5B4B3B2B1B0（LSB）

STEREOIF6IF5IF4IF3IF2IF1IF0

STEREO:立体声标志。1表示立体声，0表示入党积极分子考察情况 单声道。

IF6～IF0：中频（IF）计数器结果。

读模式字节4格式如表4-12所列。

表4-12读模式字节4格式

B7（MSB）B6B5B4B3B2B1B0（LSB）

LEV3LEV2LEV1LEV0CI3CI2CI10

LEV3～LEV0:ADC输出电平。

CI3～CI0:芯片识别，这些为必须置0。

0：内部集成设定为0。

读模式字节5的8位为保留位，为以后功能扩展用，内部集成全部设

定为0。

5767HN的编程

（1）由电台频率计算PLL控制字

若已知电台频率为fR，本振频率为f

L

，TEA5767HN的中频频率f

I

为固定

的225kHz。当写模式字节3的B4位HLSI=1时，采用高本振，f

L

=fR+f

I

，HLSI=0

时，采用低本振，f

L

=fR-f

I

。PLL控制字由下式计算：

REF

IR

DECf

ff

N

)(4



式中，频率单位采用kHz。NDEC计算出的是PLL的十进制控制字，编程时须

换算成二进制或十六进制写入写模式字节1的低6位和写模式字节2，即

可收听到目标电台信号。采用高本振时，取fR与f

L

相加，采用低本振时，

取fR与f

L

相减。fREF为参考频率，与芯片使用的晶振频率，XTAL位，PLLREF

位设置有关，具体参见表4-13所示。

表4-13参考频率数值

XT笔记本电脑怎么调亮度 ALPLLREF参考频率振荡频率

005kHz13MHz

015kHz6.5MHz

1032.768kHz32.768kHz

1132.768kHz32.768kHz

表中，13MHz和32.768kHz为芯片通过控制寄存器XTAL位设置的晶体振

荡器频率，6.5MHz为可选择的外部时钟参考频率。

如某调频电台的频率为97.9MHz，参考频率为32.768kHz，高本振，则

计算出的PLL十进制控制字为11978，换算成十六进制为2ECAH。十进制

转换为十六进制的C语言代码如下：

dtTmp1=(unsignedchar)(dtPLL%256);//dtPLL为计算出的十进制电台频率

dtTmp2=(unsignedchar)(dtPLL/256);//dtTmp1和dtTmp2分别为十六进制低位和高位

FM收音芯片的控制寄存器第1～5字节分别为00101110、11001010、

11010000、00010111、00000000，请读者根据控制字各位的含义分析设置

的意义。

（2）手动搜索和自动搜索电台

手动搜索时，从低端频率88MHz(PLL控制字是2A11H)，每按一次手动

搜索按钮，频率增加100kHz，读搜到电台标志位RF（读模式字节1的B7）

为1时搜到电台，否则未搜到。当搜索到波段尽头时，BLF（读模式字节1

的B6）为1，如果再按手动搜索按钮，则从低端频率重新开始搜索。

自动搜索时，可以用静音搜索模式，搜索开始前静音位（写模式字节

1的B7）置1，若从波段的低端频率88MHz开始搜索，采用向上搜索方式

（写模式字节3的B7=1），反复读取控制字的RF标志位，若RF=1，则表

明搜到电台。接着检测STEREO位（读字节3的B7）为1，说明是立体声

信号。再检测BLF标志位，若BLF=1,说明已经搜到波段尽头，这时需将搜

索的起始频率设为高端频率108MHz(PLL控制字是339BH)，搜索方向设为

向下搜索。若BLF=0，说明未搜索到波段尽头，这时注意再按下自动搜索

按钮时，应将当前停止位置的频率增加100kHz，然后继续搜索，否则程序

可能停留在第一个搜到的电台频率上。反向搜索时也是如此。

（3）读取电台频率控制字，换算成十进制后显示电台频率

搜索到一个电台后，可以读出控制寄存器的5个字节数值，获得电台

的所有信息。其中第1，2字节包含电台频率的PLL控制字二进制值。将

其转化成十进制值，然后再利用下面的公式即可计算出电台实际频率。

I

REFDEC

R

f

fN

f

4

)(



式中，频率单位采用kHz。高本振时，括号中用减号，低本振时，括号中

用加号。fR、f

L

、f

I

、fREF分别为电台频率、本振频率、中频频率、参考频率。

将得出的fR送到LED数码管或LCD液晶即可显示出电台实际频率。