如何自制一个便携式收音机？

--- markdown说明 title: 便携收音机 date: 2022/10/7 02:51:25 cover: true mathjax: false summary: 收音机，功放，触摸屏。 categories: Project tags: 小项目 嵌入式 补档声明 由于我的博客服务器和备案到期，所以选择转移到博客园平台来进行保存和记录。以后也有可能会在上面不定期更新一些技术类博客。 写在前面 这个的项目算是我个人的一个从小就有的小想法，拜托，自己做出个能听各种广播的收音机超酷的好不好，特别是当它只有巴掌大小。得益于现在电子集成技术的发展，个人DIY一个小收音机不再是什么难事，于是找了段时间做出了这个作品。最后实现出的效果也很不错，能搜到十几个台，音质也非常不错，能听音乐广播电台。在这过程中认识了一位志同道合的朋友，在项目启动和完成的过程中给了我很多鼓励和灵感。在此特别感谢Lancen 初步构思 既然是收音机，就需要能接收并解调FM或AM广播信号，市面上有很多成熟的解决方案（不会真有人用分立元件搭吧 ，手动狗头） 初步设想是选用集成式收音机芯片，如SI4735或者RDA5820之类的。它们一般是SPI协议控制，所以需要相应的STM32主控来控制 收音机的天线选用拉杆天线，SMA接口，方便板载。信号增益能力也不错。 当然也还需要一个功放芯片和喇叭，将解调后的声音信号输出。 还需要几个按钮来换台或者调节音量，以及一块屏幕显示当前的频道和音量。 最后是必不可少的电池供电和电源管理 选型与设计 这一节我会从系统的每个部件的所要满足的条件出发，环环相扣，完成每一个器件的选型。 收音机芯片SI4735 当年市面上有很多集成收音机芯片，现在随着网络收音机和移动多媒体的流行，实体收音机逐渐式微。 不过也留下了一些诸如SI47XX，GS1299，RDA5820，CXA1691之类的经久不衰的芯片。 收音机芯片的参数主要看的是搜台能力(能否尽可能多的搜到台)，灵敏度（决定信号质量），波段（不同的国家和地图使用的波段不同），种类(AM,FM,SW) 我这里使用的是SI4735，支持的波段很多，收音质量好，快速搜台，FM双声道播放，自动增益控制等（其实还能收SSB，但是需要一些特殊的方法） 主控STM32G431 这个没啥好说的，手头上有啥用啥，其实用G431有些浪费，主频170MHz，ADC和DAC齐全，在这里可以用L051或者G070，更低功耗，也能满足它的要求，毕竟只是个SPI通信和按键的处理。 功放芯片TC8002D 只需要驱动个小喇叭，对音质和功率没什么需求，所以不需要太好的功放芯片。 所以选用了国产的TC8002D，是对TI的LM3471的复刻，电路图简单，只需要很少的外围器件就能工作。 功放电路图，控制R20/R15的比值，就能控制音量的大小，比值越大的话音量越大。 A=2*(R20/R15)，一般选择输入阻抗R15为20K，通过控制R20的大小来控制音量 拉杆天线 一般的拉杆天线就好，控制好长度，接头为SMA头，便于于板子连接 其他 按键：为了追求稍微好一点的手感，我使用了硅胶按键。 触摸屏：屏幕驱动ST7735（内置），触摸功能需要加上XTP2046 锂电池充电：TP4056，经典方案，具体参考我之前的博客 控制板PCB 原理图绘制 原理图参考网上的资料，主要是SI4735以及触摸屏的外围电路，照着Datasheet画就行了，其他的都非常简单 PCB绘制 注意信号通路，如SMA天线到芯片这一段要尽量短，以及芯片输出的解调信号到功放的这一段要做好保护。 晶振要靠近管脚且大致等长。有些一看就是大电流的的线路要加粗，比如功放的输出。 去耦电容靠近芯片脚。 焊接与组装 第一次尝试下SMT订单，让嘉立创帮忙贴好阻容。免去了自己焊接那么多电阻电容，只需要焊接一些比较贵的芯片和接插件。安装也很简单，只需要焊接上SMA座，然后把拉杆天线接上去。以及焊好电池、喇叭就好 致命问题： 这个板子我画了两版，第一版好好的，一次焊接，下载成功。第二版加上了触摸屏和优化了一些布局，但是不知道为什么，第二版就是无法直接在Keil里下载，即使在Debug显示了芯片序号。点击下载后显示的错误是Could stop Cortex-M device。我调试了很久，把芯片吹了又焊，很长时间都找不出原因（感谢Lancen一直在旁边看着这一切迷惑操作）。我在调试的时候灵机一动，按住了单片机的Reset，再点击下载，竟然直接就下载成功了。