一种基于ATmega8L的调频立体声收音机设计

　　摘要：介绍一种以低功耗单片机ATmega8L为控制核心，以RDA5807P芯片作为FM接收器的调频收音机。该收音机通过单片机ATmcga8L的I2C总线接口读写RDA58O7P收音模块的数据，用按键及红外遥控器进行搜台、音量调节等操作。用LCD显示接收频道的频率，当前音量大小等信息。设计中给出了实现FM调频收音机的硬件电路、读/写RDA5807P收音模块及红外遥控解码程序的思路。经多次比对测试，该收音机可以清晰、稳定地收听省府及本地发射的所有调频电台。

　　引言

　　早期的数字FM处理芯片TEA5767由Philips公司开发并被广泛地使用，但该芯片需要外加音频放大电路才能驱动耳机。鉴于此，国内锐迪科微电子公司独立开发了一颗具备高接收灵敏度的FM立体声数字芯片RDA5807P，具有自动搜台、重低音、静音、休眠、直接驱动耳机等优异的性能。本文介绍用RDA5807P芯片设计和制作了一款带遥控功能的收音机。

　　1 收音机总体设计方案

　　收音机的总体设计框图如图1所示。本收音机采用单节3.7 V、容量1500 mAh的锂电池作力电源，在使用寿命期内可以用手机充电器反复对它进行充电，使用非常方便。采用低功耗的AVR单片机ATmega8L作为微控制器，负责处理和协调各模块电路的工作，ATmega8L的工作电压为2.7～5.5 V，片内有512字节的EEPROM，不用专门外接EEPROM芯片就可以将掉电前接收电台的频道和音量信息保存起来，重新开机后又可以恢复原来的信息。调频收音机模块采用国产芯片RDA5807P加上少量的外围元件组成，由微控制器通过I2C总线接口对芯片内部寄存器进行写/读操作。通过键盘或红外遥控发射器可以进行自动搜台、手动选台、音量调节、静音操作。LCD用于显示当前收听电台的频率、音量等级等信息。音频功率放大器放大当前收听电台的音频信号，驱动扬声器发出声音。

　　2 系统硬件电路设计

　　2.1 电源管理模块电路设计

　　电源管理模块电路如图2所示。LM2054是一款单节锂电池恒流、恒压线性充电芯片，最大充电电流可达到800 mA。它只需外接极少的外部元件，预设4.2 V充电电压，精度达到±1%。充电时，若锂电池电压低于4.2V，充电指示灯D101亮，充电达到预设值4.2 V后指示灯D101熄灭。

　　2.2 微控制器及键盘、显示、红外遥控接收电路设计

　　微控制器及键盘、显示、红外遥控接收电路如图3所示。

　　键盘K1～K6用于选频、音量调节等。红外遥控接收头连接到单片机ATmega8L的PB0，用单片机的输入捕获功能进行解码。为了减少液晶显示器LCD1602A占用单片机过多的I/O口，数据接口只使用高4位，在写入命令或数据时，分两次写入，先写高4位，再写低4位。为了降低LCD的用电量，LCD的背光灯用单片机的PD3和PC1进行控制，当用户设置好想收听的电台，5 s后LCD背光灯自动熄灭。

　　2.3 调频收音模块电路设计

　　调频收音模块电路如图4所示。RDA5807P是国产的FM立体声收音机接收芯片，加上极少的外围元件且基本不需要校准，通过程序设定即可接收欧洲、美国和日本的调频波段。单片机通过I2C总线SCL和SDA将访问RDA5807P芯片所需的地址、命令、数据写入内部的寄存器中，也可以通过该总线读出芯片内部寄存器中的数据，取得接收频道的数据和音量值，供显示使用。RDA5807P的输出经磁珠F301、F302及电容器C30 3、C304抑制高频干扰后，可以直接驱动32 Ω的耳机发出声音，也可以接到下级音频功放进行放大，推动扬声器发出声音。

　　2.4 音频功率放大电路设计

　　音频功率放大电路如图5所示。PAM8403是一块D类音频功率放大器芯片，它具有谐波失真低、噪声串扰小、可直接驱动喇叭的特点。用它制作的音频功放，电路简单，工作可靠。在5 V电源和4 Ω负载条件下，能输出3 W的功率。效率可达90%以上，非常适合于用电池供电的便携式电子产品。电路中

　　引脚可通过单片机输出低电平控制其进行静音和关闭功放系统。

　　2.5 红外发射模块电路设计

　　红外遥控发射器电路如图6所示。BA5104是一块红外遥控编码芯片，内接有上拉电阻，无键按下时，电路中无电流流通，振荡电路不起

　　振，无遥控编码信号输出。当有某一键按下时，电路产生455 kHz的振荡信号，由BA5104内部电路进行12分频，获得38 kHz的载波信号。此时按键的编码信息和C1、C2引脚的状态信息对38 kHz载波进行编码调制，经15引脚串行输出，由三极管Q501、Q502构成的达灵顿驱动电路放大，经外发射管向空间发射，同时14引脚输出高电平，发射状态指示灯D501点亮。

　　3 系统软件程序设计

　　软件程序设计主要包括读写RDA5807P芯片相关的模块程序、频率及音量显示模块程序、按键检测与功能设定模块程序、遥控解码及功能设定模块程序等。本设计选用CodeVisionAVR作为开发软件，软件中集成有LCD1602、I2C总线驱动程序，不用再编写相应的底层函数，使用非常方便。故在此仅介绍RDA5807P芯片工作在RDA5807P模式及采用I2C总线接口进行搜台的程序设计和红外遥控解码程序的设计。