内容发布更新时间 : 2024/4/29 12:28:57星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

数字FM电台设计开发

RDA5820是北京锐迪科推出的一款集成度非常高的立体声FM收发芯片。该芯片具有以下特点：

? FM发射和接收一体

? 支持65Mhz~115Mhz的全球FM接收频段，收发天线共用 ? 支持IIC/SPI接口 ? 支持32.768K晶振 ? 数字音量及自动AGC控制

? 支持立体声/单声道切换,带软件静音功能 支持I2S接口（输入/输出）

内置LDO，使用电压范围宽（2.7~5.5V） 高功率32欧负载音频输出、可以直接驱动耳机

? 集成度高、功耗低、尺寸小（4mm*4mm QFN封装）、应用简单

RDA5820应用范围很宽，在很多手机、MP3、MP4甚至平板电脑上都有应用。RDA5820的引脚图如图1.1所示：

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RDA5820支持2种通信模式，SPI和IIC，在战舰STM32开发板上面，使用的是RDA5820的IIC模式。通过将图1.1 的MODE脚接GND，RDA5820即进入IIC模式，此时SCLK充当IIC的SCL，SDIO充当IIC的SDA。RDA5820的IIC地址为0X11（不包含最低位），对应读为0X23，写为0X20。

模式设置

RDA5820的模式设置通过40H（寄存器地址0X40）寄存器的CHIP_FUNC[3:0]位来设置，RDA5820可以工作在RX模式、TX模式、PA模式和DAC模式等，本章我们只介绍RX模式和TX模式。

图 1.1 RDA5820引脚图

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通过设置CHIP_FUNC[3:0]=0即可定义当前工作模式为FM接收模式。在该模式下，我们即可实现FM收音机功能。

通过设置CHIP_FUNC[3:0]=1即可定义当前工作模式为FM发送模式。在该模式下，我们即可实现FM电台的功能。

频点设置

软件可以通过配置03H（寄存器地址0X30）寄存器来选择FM频道。搜台（Seek）的步进长度（100KHz、200KHz或50KHz）由SPACE[1:0] 来选择，频道由CHAN[9:0]来选择，频率范围（76MHz~91MHz、87MHz~108MHz或76MHz~108MHz 或用户自定义65MHz~115MHz 范围内频段）由BAND[1:0]来选择。自定义的频段由寄存器53H（chan_bottom）和54H（chan_top）来设置，单位为100KHz，即定义65MHz~76MHz，可设置BAND[1:0]=3（用户自定义频段），并且设置chan_bottom=0x028A，chan_top=0x02f8。

频点计算方法如下（该公式也适用于FM频点的读取）：

FMfreq=SPACE*CHAN+FMBTM

其中FMfreq即我们需要的FM频率（Mhz），SPACE为我们设置的步进长度（Khz），CHAN是我们设置的频点值，FMBTM则是我们在BAND里面所选频段的最低频率，当BAND=0的实惠，FMBTM=87Mhz；BAND=1的时候，FMBTM=76Mhz；BAND=2的时候，FMBTM=CHAN_BOTTOM*0.1Mhz。

例如，我们要设置FM频率为93.0Mhz，假设BAND=0，SPACE=100Khz。那么我们只需要设置CHAN=60即可。

频点设置部分，FM接收和FM发送是共用的，对两者都适用。

1.2.2 VS1053简介

VS1053是继VS1003后荷兰VLSI公司出品的又一款高性能解码芯片。该芯片可以实现对MP3/OGG/WMA/FLAC/WAV/AAC/MIDI等音频格式的解码，同时还可以支持ADPCM/OGG等格式的编码，性能相对以往的VS1003提升不少。VS1053拥有一个高性能的DSP处理器核VS_DSP，16K的指令RAM，0.5K的数据RAM，通过SPI控制，具有8个可用的通用IO口和一个串口，芯片内部还带了一个可变采样率的立体声ADC（支持咪头/咪头+线路/2线路）、一个高性能立体声DAC及音频耳机放大器。

VS1053的特性如下：

支持众多音频格式解码，包括OGG/MP3/WMA/WAV/FLAC（需要加载patch）/MIDI/AAC等。

对话筒输入或线路输入的音频信号进行OGG（需要加载patch）/IMA ADPCM编码

高低音控制

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带有EarSpeaker空间效果（用耳机虚拟现场空间效果） 单时钟操作12..13MHz 内部PLL锁相环时钟倍频器 低功耗

内含高性能片上立体声DAC，两声道间无相位差 过零交差侦测和平滑的音量调整 内含能驱动30 欧负载的耳机驱动器 模拟，数字，I/O 单独供电

为用户代码和数据准备的16KB片上RAM 可扩展外部DAC的I2S接口

用于控制和数据的串行接口（SPI） 可被用作微处理器的从机 特殊应用的SPI Flash引导 供调试用途的UART接口

新功能可以通过软件和8 GPIO 添加

VS1053相对于它的前辈VS1003，增加了编解码格式的支持（比如支持OGG/FLAC，还支持OGG编码，VS1003不支持）、增加了GPIO数量到8个（VS1003只有4个）、增加了内部指令RAM容量到16KiB（VS1003只有5.5KiB）、增加了I2S接口（VS1003没有）、支持EarSpeaker空间效果（VS1003不支持）等。同时VS1053的DAC相对于VS1003有不少提高，同样的歌曲，用VS1053播放，听起来比1003效果好很多。

VS1053的封装引脚和VS1003完全兼容，所以如果你以前用的是VS1003，则只需要把VS1003换成VS1053,就可以实现硬件更新，电路板完全不用修改。不过需要注意的是VS1003的CVDD是2.5V，而VS1053的CVDD是1.8V，所以你还需要把稳压芯片也变一下，其他都可以照旧了。

VS1053通过SPI接口来接受输入的音频数据流，它可以是一个系统的从机，也可以作为独立的主机。这里我们只把它当成从机使用。我们通过SPI口向VS1053不停的输入音频数据，它就会自动帮我们解码了，然后从输出通道输出音乐，这时我们接上耳机就能听到所播放的歌曲了。

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图 1.2 VS1053封装图

1.2.3 74HC4052 简介

74HC4052是一款高速CMOS器件，74HC4052引脚兼容HEF4052B。74HC4052遵循JEDEC标准no.7A。

74HC4052是双路4通道模拟多路选择器/多路分配器，带有公共选择逻辑。每个多路选择器包含4个独立输入/输出端（nY0至nY3）和1个公共输入/输出端（nZ）。公用通道选择逻辑包含2个数字选择端（S0和S1）和1个低有效使能端（E）。

E为低时，4个开关的其中之一将被S0和S1选中（低阻态）。E为高时，所有开关都进入高阻态，直接无视S0和S1。

VCC和GND是数字控制端（S0和S1，E）的供电引脚，74HC4052的VCC至

GND范围为2.0 V～10.0 V。74HC4052的模拟输入/输出端（nY0至nY3，nZ）在上限VCC和下限VEE之间摆动，VCC-VEE应当不超过10.0 V。

作为一个数字多路选择器/多路分配器，VEE将被连接到GND上（一般是接地）

宽模拟输入电压范围：-5 V～+5 V 低导通阻抗

VCC - VEE = 4.5 V时，80 欧姆（典型） VCC - VEE = 6.0 V时，70 欧姆（典型） VCC - VEE = 9.0 V时，60 欧姆（典型） 逻辑电平转换：沟通5 V逻辑和+- 5 V模拟信号 典型的内置“先断后合”

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遵循JEDEC标准no.7A ESD保护

人体模式（HBM） EIA/JESD22-A114E超过2000 V

机械模式（MM） EIA/JESD22-A115-A超过200 V

温度范围：-40～+85 ℃和-40～+125 ℃

74HC4052 基本参数 电压 2.0～10.0V 传输延迟 导通阻抗 逻辑电平 功耗考量

4 ns@5V 60 Ohms CMOS 低功耗或电池

供电应用

74HC4052 其他特性

74HC4052 封装与引脚

SO16, SSOP16, DIP16, TSSOP16

表1.1 74HC4052 基本参数

1.2.4 SD卡简介

SD卡（Secure Digital Memory Card）中文翻译为安全数码卡，它是在MMC的基础上发展而来，是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，它被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、个人数码助理(PDA)和多媒体播放器等。SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。大小犹如一张邮票的SD记忆卡，重量只有2克，但却拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。按容量分类，可以将SD卡分为3类：SD卡、SDHC卡、SDXC卡。如下表1.2所示：

容量 0~2G 2G~32G 32G~2T

命名

Standard Capacity SD Memory Card High Capacity SD Memory Card

简称 SDSC或SD SDHC

Extended Capacity SD Memory Card SDXC

表1.2 SD卡按容量分类

SD卡和SDHC卡协议基本兼容，但是SDXC卡，同这两者区别就比较大了，本章我们讨论的主要是SD/SDHC卡（简称SD卡）。

SD卡一般支持2种操作模式：

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