简易收音机

项目简介

这是一个简易的FM收音机,儿时的夏天，我喜欢在爷爷的房间听收音机。滴答滴答滴答，现在是北京时间20点整，中央人民广播电台中国之声，然后便是滴滴答滴滴答，小朋友们，小喇叭开始广播了。
很多年过去了，我己经记不得当时的主持人是哪一位姐姐，但是我怀念我的爷爷，也怀念我的童年。这次夏日主题的活动，制作一个建议的收音机来回忆我的童年。同时我是一个业余无线电爱好者，业余无线电在无数的抢险救灾中发挥着重要的作用，也对战争年代牺牲的情报工作者致敬，向永不消逝的电波致敬。
本工程有一个ESP32版本的，开源链接为 https://oshwhub.com/laobainb/jian-yi-shou-yin-ji-esp32-ban

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• 收音机芯片选择 DRA5807m，它是新一代单片机广播调频立体声调谐器，极少的外围元件，使用 I²C 与单片机通讯
• 音频功放选择PAM8403,此芯片立体声功率放大器能够以 D 类放大器的效果提供 AB 类功率放大器的性能。要极少的外围元件，节省了PCB空间，以及还发设计成本
• 电源管理采用IP5306，这是一款集成升压转换器、锂电池充电管理、电池电量指示的多功能电源管理 SOC，同样不需要太多的外围元件，只需一个电感实现降压与升压功能，同步升压系统提供最大 2.4A 输出电流，转换效率高达 92%。空载时，自动进入休眠状态，静态电流降至 100uA。

成本估算（白嫖到极致）

嘉立创有的

电子耗材

包括，电池管理芯片，音频功率放大芯片，喇叭等主要原件，以及电容电阻等周边原件。活动酱给了耗材券，不多不少刚刚好。且有个包邮券。所以耗材是免费且包邮的

3D外壳

因为有多个版本，所以打了两套外壳。活动酱给的券，免费的。外加5元运费，支付宝付款加收0.02手续费

面板

活动酱给了券，也是免费的，和耗材一起下单的，所以也是包邮的。另外面板负责人黄工非常的认真负责。由于第一版的面板喇叭口间隙太小可能导致生产融掉，黄工一直跟进检查，非常nice

PCB

这个是免费的，且包邮的

嘉立创没有的

RDA580，螺丝，螺母，天线，均采购自某宝，通过各种优惠叠加，入手香得很，羊毛都快给薅秃了，哈哈~~~~~~

原理解释

收音机播放的基本流程是 广播电台把音频信号进行调制 ————→ 通过天线发射 ————→ 在空间中传播 ————→被收音机接受 ————→ 被收音机解调后通过喇叭播放

调制

因为我们平时听到的声音是低频信号，但是低频信号传播距离很小。如果想把信号传播到而更远的地方，需要高信号，所以我们就把声音信号（大约几百Hz）叠加到高频信号(可能是几百MHz)上面。然后传输，调制方式有调幅（AM）和调频（FM）两种

调制方式	解释
调频（FM）	幅度不变，频率随着低频信号改变而改变
调幅（AM）	频率不变，幅度随着低频信号改变而改变

图示解释

声音信号

高频信号（相当于一个载体）

调频（FM）

调幅（AM）

发射

传播

传播方式有天波（经电离层反射后返回地面的无线电波），地波(沿地球表面传播的无线电波)，空间波(从发射点经空间直线传播到接收点的无线电波)等等

天波

地波

空间波

接受

解调

硬件解释

RDA5807M

RDA5807M系列是新一代单片机广播调频立体声调谐器，全集成合成器、中频选择性、RDS/RBDS和MPX解码器。调谐器采用CMOS工艺，支持多接口需要最少的外部元件。所有这些都使其非常适用于便携式设备。
RDA5807M系列拥有强大的低IF数字音频处理器这使其在不同接收条件下具有最佳音质。
该RDA5807M系列支持的频率范围是从50MHz到115MHZ。

• 1，3，8 引脚为GND，接地
• 7 脚是供电，根据芯片手册，供电电压位2.7V~3.3V，分别使用47uF的电解电容和100nF的贴片电容，分别滤除电源上的低频噪声和高频噪声
• 6 脚连接晶振，根据芯片手册，选择32.768kHz的电容，并在PCB设计的时候包地，并且设计禁止区域禁止铺铜，同时注意在晶振区域的所有层禁止通过电源线
• 4，5 引脚是RDA5807m的 I²C 通讯引脚，与核心板相连，这里要查询芯片手册，查看支持 I²C 的IO口。我们使用 I²C时，可以选择然间 I²C以及硬件 I²C。为了方便后期开发，我们选择带有I²C复用功能的引脚（PA0,PA1），这样就有了硬件 I²C的支持，如果我们使用软件 I²C，无非巴塘当作一个铺铜的IO口来使用罢了。
• 9，10 引脚是音频输出接口,各通过一个100nF的耦合电容与功放芯片PAM8403连接

音频功率放大电路

PAM8403是一款优秀的音频功率放大集成IC，。PAM8403 能够高于 85%的效率提供 3W 功率，同时具有系统关断及静音控制功能。特殊的线路架构增强了抗噪音能 ，减力少了射频干扰。
根据芯片手册（可以查看附件）电路之这样的

• 6 脚是电源引脚，供电采用5V，11 脚是地,使用 100nF 与 1uF 的电容分率滤除高频噪声与低频噪声
• 4 ，13 脚是功率电源，2 ，15 脚是功率地。考虑到功率不大，没有做与模拟信号做隔离，但是为了避免地的偏移，使用了一个22uF的电动，这颗电容要尽量的靠近功率电源和功率地（一旦电路中存在地偏移，那么原来的5V电压就可能不是5V了，而是变成了其他电压。因为5V电压是参考GND地线0V而言，如果地偏移使得GND地线由0V抬升到了1V，那么之前的5V（5V-0V=5V）电压就变成了的4V（5V-1V=4V））
• 8 脚是内部基准源，从 连接一个100nF旁路电容到 GND
• 7 ，10 脚分别是左右声道的输入，根据芯片手册串联10k~20k的电阻以及0.47uf的电容
• 1 ，3 ， 16 ， 14 脚分别为左声道的正负极，与右声道的正负极，直接连接喇叭（喇叭接口）
• 5 脚为静音控制输入，低电平有效，通过一个10k的上拉电阻将其拉到高电平，并且连接到单片机核心板，后期可以用程序来控制
• 12 脚是系统关断控制，低电平有效，同样通过一个10k的上拉电阻将其拉到高电平，并且连接到单片机核心板，后期可以用程序来控制
• 9 脚是空脚，悬空处理

电池管理

使用IP5306,来进行充放电管理，外围电路简单，控制方便

• 1 脚是电源输入连接typec输入
• 8 脚是输出，给整个电路供电
• 6 脚连接电池正极
• 2，3，4 脚连接电量指示led

软件解释

RDA5807支持I²C通讯，我们可以使用软件I²C和硬件I²C的方式与其通信，为了代码简洁（太懒，不想写复杂的代码处理时序信号，数据信号，错误检测，信号冲突。。。。）毕竟是建议收音机嘛，所以使用硬件I²C，通过查看芯片手册，我们使用PA0和PA1。

定义变量，和晶振

#ifndef __RDA5807_H

//正负反馈
#define 	 ACK		     0
#define 	 NACK	             1
//布尔变量
#define    TRUE			     1
#define    FALSE                     0
//读写标识
#define    READ	                     1   
#define    WRITE	             0   
                            
#define    ADRW 	           0x20	//RDA5807P写寄存器地址
#define    ADRR 	           0x21	//RDA5807P读寄存器地址

/*
 * 本收音机用到的RDA5807M模块,使用的是32.168KHz晶振,如果使用其他晶振，根据频率使用不同的宏定义
 */
//#define                 _SHARE_CRYSTAL_24MHz_   //24MHz晶振
//#define                 _SHARE_CRYSTAL_12MHz_   //12MHz晶振
#define                 _SHARE_CRYSTAL_32KHz_     //32KHz晶振
//#define                 _FM_STEP_50K_           //50K步进

然后是配置I²C，不同的厂商配置方式不同，但是流程一样，都是开启时钟，配置SCL，SDA的引脚复用与功能，配置IC地址，使能应答。这个项目适用于 GD32 CW32 STM32 ，不同的主控的函数库，以及初始化方式不同，但是管理RDA5807的方式是一样的

设置频率

void RDA5807_SetFreq(short int curFreq)
{   
	unsigned short int curChan;
	
	curChan = RDA5807_FreqToChan(curFreq);
	
	//SetNoMute
	RDA5807_REGW[0] |=	1 << 7;
	RDA5807_REGW[2] = curChan >> 2;
	RDA5807_REGW[3] = (((curChan & 0x0003) << 6) | 0x10) | (RDA5807_REGW[3] & 0x0f);
	
	OperationRDAFM_2w(WRITE, &(RDA5807_REGW[0]), 4);
	delay_ms(50);     
}

读取频率

unsigned short int RDA5807_RegToInt(void)
{
	unsigned char RDA5807_REGR[10] = {0x0};
	unsigned short int temp;
	
	OperationRDAFM_2w(READ, (unsigned char *)&RDA5807_REGR[0], 10);
	
	temp = RDA5807_REGR[0];
    temp = ((temp << 8) | RDA5807_REGR[1]);
	temp = (temp & 0x03FF) * 10 + 8700;
	
	return temp;
}

设置静音

void RDA5807_SetMute(int mute)
{
	if(mute == TRUE){
	 	RDA5807_REGW[0] &=  ~(1<<6);//使能02H寄存器第14位为0,开启静音
	}
	else{
		RDA5807_REGW[0] |=	1<<6;
	}

	OperationRDAFM_2w(WRITE, &(RDA5807_REGW[0]), 2);
   delay_ms(50);    //Dealy 50 ms
}

总结

最后，我想对大家说，，，，结束了，我也不知道该说什么，但是总结的仪式感还是要有的。再次致敬永不消逝的电波吧，This is BG5AWB