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今天幾乎每個人都用手機聽音樂、新聞、播客等。但不久前，我們都依靠當?shù)氐?FM 收音機來獲取最新的新聞和歌曲，慢慢地這些收音機正在失去人氣，但在互聯(lián)網(wǎng)的緊急情況下停電后，收音機在向用戶傳輸信息方面發(fā)揮了重要作用。無線電信號始終存在于空中（由電臺廣播），我們所需要的只是一個FM 接收器電路來捕獲這些無線電信號并將它們轉換為音頻信號。
在本教程中，我們將構建一個Arduino FM 接收器，并將其添加到我們的項目庫中。我們將使用帶有 Arduino 的 RDA5807 FM 接收器 IC并對其進行編程，播放任何可由用戶使用電位計調諧的 FM 廣播電臺。我們還將使用音頻放大器和電路來控制我們的Arduino FM 收音機的輸出音量，聽起來很有趣吧？那么，讓我們開始吧。
調頻收音機一般工作
無線電臺將電信號轉換為無線電信號，這些信號在通過天線傳輸之前必須進行調制。有兩種方法可以調制信號，即 AM 和 FM。顧名思義，幅度調制 （AM）在發(fā)送信號之前調制幅度，而在頻率調制 （FM）中，在通過天線發(fā)送之前調制信號的頻率。在無線電臺，他們使用頻率調制來調制信號，然后傳輸數(shù)據(jù)。現(xiàn)在，我們只需要構建一個可以調諧到特定頻率并接收這些信號的接收器，然后將這些電信號轉換為音頻信號。我們將使用本項目中的RDA5807 FM 接收模塊，簡化了我們的電路。
所需組件
Arduino納米
RDA5807接收器
音頻放大器
連接線
底池 – 100K
性能板
RDA5807 接收器
RDA5807是一款單芯片FM 立體聲收音機調諧器模塊，具有完全集成的合成器。模塊支持全球50-115MHz頻段、音量控制和靜音、可編程去加重（50/75us）、接收信號強度指示和信噪比、32.768KHz晶振、數(shù)字自動增益控制等。下圖為RDA5807M 調諧器的框圖。
它具有數(shù)字低中頻架構，并集成了支持 FM 廣播頻段（50 至 115 MHz）的低噪聲放大器 （LNA）、可編程增益控制 （PGA）、高分辨率模數(shù)轉換器和高保真數(shù)模轉換器 （DAC）。限幅器可防止過載并限制相鄰信道產(chǎn)生的互調產(chǎn)物的數(shù)量。PGA 放大混頻器輸出信號，然后使用 ADC 進行數(shù)字化。DSP 內核管理頻道選擇、FM 解調、立體聲 MPX 解碼器和輸出音頻信號。該IC 的RDA5807 引腳圖如下所示。
該模塊工作在1.8 – 3.3V 的電源上。當進入休眠狀態(tài)并選擇控制接口時，VIO 上電時模塊會自行復位，也支持通過 02H 地址的 0 到 1 的 bit1 觸發(fā)軟復位。模塊使用I2C 通信與 MCU 通信，接口以啟動條件、命令字節(jié)和數(shù)據(jù)字節(jié)開始。RDA5807 有 13 個 16 位寄存器，每個寄存器執(zhí)行一個特定的功能。寄存器地址以 00H 開始，分配給芯片 ID，以 0FH 結束。在所有 13 個寄存器中，一些位被保留，而一些位是 R/W。每個寄存器根據(jù)分配給它們的位執(zhí)行諸如改變音量、改變通道等任務。
將模塊連接到電路時，我們不能直接使用模塊，因為引腳是封閉的。所以，我使用了一個穿孔板和一些公插針，并將模塊的每個插針焊接到每個公插針上，如下圖所示。
音頻放大器
音頻放大器是一種電子設備，可將低功率電子音頻信號放大到足以驅動揚聲器或耳機的水平。我們使用 LM386 構建了一個簡單的音頻放大器，相同的電路如下所示，您也可以查看鏈接以了解有關此電路的更多信息，也可以查看其他音頻放大器電路。
Arduino FM接收器電路圖
我們使用了兩個電位器來調整 FM 波段和控制音頻放大器的音量。要改變音量，您可以改變連接在 LM386 的第 1 和第 8 引腳之間的電位器或連接在 LM386 的引腳 3 之間的電位器。下圖顯示了Arduino FM Radio 的完整電路圖。
我對放大器做了一些改動。我沒有在放大器中使用兩個電位器，而是只使用了一個。我把用來改變增益的電位器換成了一個電阻。所以現(xiàn)在我們的項目有兩個電位器，一個用來調節(jié)，一個用來改變音量。用于調諧通道的電位器與 Arduino nano 相連。鍋的中心引腳連接到Arduino nano的A0引腳，其余兩個引腳中的一個連接到5V，另一個連接到GND。另一個電位器用于控制收音機的音量，連接方式如上圖所示。
Arduino 的引腳 A4 和 A5 連接到 RDA5807M 的 SDA 和 SCL 引腳。請記住，接收器模塊僅適用于 3.3V。因此，將 Nano 的 3v3 引腳連接到接收器模塊的 VCC 引腳。建立連接后，我的設置看起來像這樣
Arduino FM收音機代碼說明
該代碼將初始化接收器模塊，然后將頻道設置為預設頻率。當 nano 在 A0 引腳上讀取的值發(fā)生變化（通過改變電位器）時，頻率會發(fā)生變化，從而改變通道。完整的代碼在頁面末尾給出。
我們通過添加與 RDA5807 通信所需的線庫來開始我們的程序。然后，在變量“通道”中，我們設置通道的值。每當收音機啟動時，它都會自動調到該頻道。
?
#includeuint16_t 通道 = 187；
?
接下來，我們將向 RDA5807 IC 上的每個寄存器加載字節(jié)以設置我們的初始配置。此時，我們正在重置接收器。
?
uint8_t 引導配置 [] = {
/* 寄存器 0x??02 */
0b11000001,
0b00000011,
/* 寄存器 0x??03 */
0b00000000,
0b00000000,
/* 寄存器 0x??04 */
0b00001010,
0b00000000,
/* 寄存器 0x??05 */
0b10001000,
0b00001111,
/* 寄存器 0x??06 */
0b00000000,
0b00000000,
/* 寄存器 0x??07 */
0b01000010,
0b00000010,
};
?
重置設備后，我們可以調整設備。為了調諧通道，我們只需要編程前 4 個字節(jié)。這部分代碼會將頻道更改為所需的頻率。在 I2C 中，我們首先開始傳輸，寫入或讀取數(shù)據(jù)，然后結束傳輸。在這個接收器IC中，我們不必指定地址，因為數(shù)據(jù)表清楚地說明了I2C接口有一個固定的起始寄存器，即0x02h用于寫操作，0x0Ah用于讀操作。
?
uint8_t tune_config[] = {
/* 寄存器 0x??02 */
0b11000000,
0b00000001,
/* 寄存器 0x??03 */
（頻道 >> 2），
((頻道 & 0b11) << 6 ) | 0b00010000
};
?
在設置中，我們初始化引導配置（重置），然后通過將調諧配置字節(jié)寫入 RDA5807M 來調諧到一個通道。
?
無效設置（）
{
序列號.開始（9600）；
pinMode（A0，輸入）；
/* 連接到 RDA5807M FM 調諧器：*/
Wire.begin();
Wire.beginTransmission(RDA5807M_ADDRESS);
Wire.write(boot_config, BOOT_CONFIG_LEN);
Wire.endTransmission();
Wire.beginTransmission(RDA5807M_ADDRESS);
Wire.write(tune_config, TUNE_CONFIG_LEN);
Wire.endTransmission();
}
?
當使用pot調整頻率時，我遇到了一個問題。A0 引腳讀取的值不是恒定的。有一個噪聲與所需的值結合在一起。我在 A0 和 GND 之間使用了一個 0.1uF 的陶瓷電容器，雖然噪聲已經(jīng)降到最低，但它并沒有達到預期的水平。因此，我不得不對代碼進行一些更改。起初，我記下了受噪音影響的讀數(shù)。我發(fā)現(xiàn)噪聲的最大值是10。所以我編寫了這樣的程序，如果同一引腳的新值與舊值之間的差異大于10，它只會考慮新值然后調到想要的頻道。
?
無效循環(huán)（）
{
int channel1 =187 ,avg=0, newA;
靜態(tài)int oldA = 0;
整數(shù)結果 = 0;
newA = 模擬讀?。ˋ0）；
如果 ((newA - oldA) > 10 || (oldA - newA) > 10){
序列號.println(newA);
如果（新A！=舊A）{
通道 = 通道 1+(newA/10);
我的改變頻道（頻道）；
舊A=新A；
}
}
}//循環(huán)結束
?
該函數(shù)用于設置tune_config數(shù)組的字節(jié)，然后使用 I2C 協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?RDA5807M IC。
?
void myChangeChannel(int channel){ /* 如果沒有返回則為 void else int */
tune_config[2] = (頻道 >> 2);
tune_config[3] = ((頻道 & 0b11) << 6) | 0b00010000;
Wire.begin();
Wire.beginTransmission(RDA5807M_ADDRESS);
Wire.write(tune_config, TUNE_CONFIG_LEN);
Wire.endTransmission();
}
?
Arduino FM 收音機的工作原理
當模塊上電時，我們的代碼重置 RDA5807-M IC 并將其設置為用戶所需的通道（注意：此頻率被視為頻率將增加的基本頻率）。通過更改電位器（連接到 A0），Arduino Nano 讀取的值會發(fā)生變化。如果新舊值之差大于 10，我們的代碼會考慮這個新值。通道根據(jù)新值與舊值的變化而變化。增加或減少音量取決于電位器，它連接在引腳 3 和 GND 之間。
#include
? ? /* 選擇我們想要調諧到的頻率*
? ? ?選擇所需頻率的頻道?
? ? ?*/?
uint16_t channel = 187;?
? ? /*?
? ? ?* 假設頻段從 87.0MHz 開始（根據(jù)以下設置）
? ? ?* 通道間隔為 100kHz（0.1MHz）（根據(jù)以下設置）
? ? ?* 然后可以按如下方式得出通道：
? ? ?*? ?
? ? ?* 通道 =（<以 MHz 為單位的所需頻率> - 87.0) / 0.1??
? ? ?*?
? ? ?* 等同于：
? ? ?* <10 x 所需頻率 (MHz)> - 870?
? ? ?*/?
#define RDA5807M_ADDRESS 0b0010000 // 0x10?
#define BOOT_CONFIG_LEN 12?
#define TUNE_CONFIG_LEN 4?
/*?
?* 這些字節(jié)設置了我們的初始配置
?* 在這個階段我們不會費心去調到一個頻道。
?* 但改為啟動重置。
?*/?
uint8_t boot_config[] = {?
? /* register 0x02 */?
? 0b11000001,?
? ? /*??
? ? ?* DHIZ audio output high-z disable?
? ? ?* 1 = normal operation?
? ? ?*?
? ? ?* DMUTE mute disable??
? ? ?* 1 = normal operation?
? ? ?*?
? ? ?* MONO mono select?
? ? ?* 0 = stereo?
? ? ?*?
? ? ?* BASS 低音增強
? ? ?* 0 = 禁用
? ? ?*?
? ? ?* RCLK 非校準模式?
? ? ?* 0 = 始終提供 RCLK?
? ? ?*
? ? ?* RCLK 直接輸入模式?
? ? ?* 0 = ??? 不確定這是做什么的
? ? ?*?
? ? ?* SEEKUP?
? ? ?* 0 = 向下搜索
? ? ?*?
? ? ?* SEEK?
? ? ?* 0 = 禁用/停止搜索（即不搜索）
? ? ?*/?
? 0b00000011,?
? ? /*??
? ? ?* SKMODE 搜索模式：??
? ? ?* 0 = 向上換行或下限和繼續(xù)搜索
? ? ?*?
? ? ?* CLK_MODE 時鐘模式
? ? ?* 000 = 32.768kHZ 時鐘速率（匹配模塊上的手表晶體）??
? ? ?*?
? ? ?* RDS_EN 無線電數(shù)據(jù)系統(tǒng)啟用
? ? ?* 0 = 禁用無線電數(shù)據(jù)系統(tǒng)
? ? ?*?
? ? ?* NEW_METHOD 使用新的解調方法進行改進靈敏度
? ? ?* 0 = 可能已禁用?
? ? ?*?
? ? ?* SOFT_RESET?
? ? ?* 1 = 執(zhí)行重置
? ? ?*?
? ? ?* ENABLE 上電啟用：??
? ? ?* 1 = 啟用
? ? ?*/??
? /* 寄存器 0x??03 */?
? ? /* 在此階段不要費心調諧到頻道*/?
? 0b00000000 ,??
? ? /*??
? ? ?* CHAN 通道選擇總共 10 的 8 個最高有效位
? ? ?* 0000 0000 = 此時不要對通道進行編程
? ? ?*/?
? 0b00000000,?
? ? /*??
? ? ?* CHAN 總共 10 的兩個最低有效位?
? ? ?* 00 = don '此時無需費心對頻道進行編程
? ? ?*?
? ? ?* DIRECT MODE 僅在測試時使用
? ? ?* 0 = 可能禁用
? ? ?*?
? ? ?* TUNE 開始調諧操作?
? ? ?* 0 = 禁用（即不調諧到所選頻道）
? ? ?*?
? ? ?* BAND 波段選擇
? ? ?* 00 = 選擇 87-108MHz 波段
? ? ?*?
? ? ?* SPACE 頻道間隔
? ? ?* 00 = 選擇間隔通道之間 100kHz?
? ? ?*/? ? ?
? /* 寄存器 0x??04 */?
? 0b00001010,??
? ? /*??
? ? ?* 保留 15?
? ? ?* 0?
? ? ?*?
? ? ?* 大概保留 14?
? ? ?* 0?
? ? ?*?
? ? ?* 保留 13:12?
? ? ?* 00?
? ? ?*?
? ? ?* DE 去加重：?
? ? ?* 1 = 澳大利亞使用的 50us 去加重
? ? ?*?
? ? ?* 保留
? ? ?* 0?
? ? ?*?
? ? ?* SOFTMUTE_EN?
? ? ?* 1 = 啟用軟靜音
? ? ?*?
? ? ?* AFCD AFC 禁用
? ? ?* 0 = AFC 啟用
? ? ?*/?
? 0b00000000,??
? ? /*??
? ? ?* 位 7-0 未指定，所以假設所有的 0?
? ? ?* 0000 0000?
? ? ?*/? ?
? /* 寄存器 0x??05 */?
? 0b10001000,??
? ? /*??
? ? ?* INT_MODE?
? ? ?* 1 = 中斷最后直到讀取 reg 0x0C?
? ? ?*?
? ? ?* 保留 14:12??
? ? ?* 000?
? ? ?*?
? ? ?* SEEKTH 尋道信噪比閾值
? ? ?* 1000 = 建議的默認值
? ? ?*/? ??
? 0b00001111,??
? ? /*??
? ? ?* 大概保留 7:6?
? ? ?* 00?
? ? ?*?
? ? ?* 保留 5:4?
? ? ?* 00?
? ? ?*?
? ? ?* 音量
? ? ?* 1111 = 最大音量
? ? ?*/??
? /* 寄存器 0x??06 */?
? 0b00000000,??
? ? /*??
? ? ?* 保留 15?
? ? ?* 0?
? ? ?*?
? ? ?* OPEN_MODE 打開保留寄存器模式
? ? ?* 00 = 建議的默認值
? ? ?*?
? ? ?* 未指定位 12:8，因此假設全為 0?
? ? ?* 00000?
? ? ?*/? ??
? 0b00000000,??
? ? /*?
? ? ?* 位 7:0 未指定，因此假設全為 0?
? ? ?* 00000000?
? ? ?*/? ? ?
? /* 寄存器 0x??07 */?
? 0b01000010,??
? ? /*??
? ? ?* 保留 15??
? ? ?* 0?
? ? ?*?
? ? ?* TH_SOFRBLEND 噪聲軟混合設置閾值
? ? ?* 10000 = 使用默認值
? ? ?*?
? ? ?* 65M_50M MODE??
? ? ?* 1 = 僅適用于 0b11 的 BAND 設置，因此這里也可以使用 0?
? ? ?*?
? ? ?* RESERVED 8?
? ? ?* 0?
? ? ?*/? ? ? ?
? 0b00000010,??
? ? /*? ??
? ? ?* SEEK_TH_OLD 舊搜索模式的搜索閾值
? ? ?* 000000?
? ? ?*
? ? ?* SOFTBLEND_EN 軟混合啟用
? ? ?* 1 = 使用默認值
? ? ?*?
? ? ?* FREQ_MODE?
? ? ?* 0 = 使用默認值
? ? ?*/? ?
};?
/* 復位后，我們可以調整設備
?* 我們只需要編程前 4 個字節(jié)就可以做到這一點
?*/?
uint8_t tune_config[] = {?
? /* register 0x02 */?
? 0b11000000,??
? ? /*??
? ? ?* DHIZ audio output high-z disable?
? ? ?* 1 = 正常運行
? ? ?*?
? ? ?* DMUTE 靜音禁用?
? ? ?* 1 = 正常運行
? ? ?*?
? ? ?* MONO 單聲道選擇
? ? ?* 0 = 單聲道
? ? ?*?
? ? ?* BASS 低音增強
? ? ?* 0 = 禁用
? ? ?*?
? ? ?* RCLK 非校準模式?
? ? ?* 0 = 始終提供RCLK?
? ? ?*?
? ? ?* RCLK 直接輸入模式?
? ? ?* 0 = ??? 不確定這是做什么的
? ? ?*?
? ? ?* SEEKUP?
? ? ?* 0 = 向下搜索
? ? ?*?
? ? ?* SEEK?
? ? ?* 0 = 禁用/停止搜索（即不搜索）
? ? ?*/? ??
? ?0b00000001,??
? ? /*??
? ? ?* SKMODE 搜索模式：??
? ? ?* 0 = 向上換行或下限和繼續(xù)尋求
? ? ?*?
? ? ?* CLK_MODE 時鐘模式
? ? ?* 000 = 32.768kHZ 時鐘速率（匹配模塊上的手表晶體）??
? ? ?*
? ? ?* RDS_EN 無線電數(shù)據(jù)系統(tǒng)啟用
? ? ?* 0 = 禁用無線電數(shù)據(jù)系統(tǒng)
? ? ?*?
? ? ?* NEW_METHOD 使用新的解調方法來提高靈敏度
? ? ?* 0 = 可能已禁用?
? ? ?*?
? ? ?* SOFT_RESET?
? ? ?* 0 = 這次不要重置
? ? ?*?
? ? ?* 啟用上電啟用：??
? ? ?* 1 = 啟用
? ? ?*/??
? ?/* 寄存器 0x??03 */?
? ?/* 這是我們設置要調諧到的頻率的位置 */?
? ?(channel >> 2),??
? ? /* CHAN channel select 8 most Significant bits of 10 */?
? ?((channel & 0b11) << 6) | 0b00010000?
? ? /*??
? ? ?* CHAN 總共 10 的兩個最低有效位?
? ? ?*?
? ? ?* DIRECT MODE 僅在測試時使用
? ? ?* 0 = 可能禁用
? ? ?*?
? ? ?* TUNE 開始調諧操作?
? ? ?* 1 = 啟用（即調諧到所選頻道）
? ? ?*?
? ? ?* BAND 波段選擇
? ? ?* 00 = 選擇 87-108MHz 波段
? ? ?*?
? ? ?* SPACE 頻道間隔
? ? ?* 00 = 選擇通道之間的 100kHz 間隔
? ? ?*/? ?
};?
無效設置（）
{
? 序列.開始（9600）；
? pinMode（A0，輸入）；
? Wire.begin();?
? Wire.beginTransmission(RDA5807M_ADDRESS);?
? Wire.write(boot_config, BOOT_CONFIG_LEN);?
? Wire.endTransmission();
? Wire.beginTransmission(RDA5807M_ADDRESS);?
? Wire.write(tune_config, TUNE_CONFIG_LEN);?
? Wire.endTransmission();?
}//設置結束
void loop()?
{?
? int channel1 =90,newA;?
? 靜態(tài)int oldA = 0; // 將 oldA 設置為 HIGH?
? int result = 0;?
? newA = 模擬讀?。ˋ0）；
? if ((newA - oldA) > 10 || (oldA - newA) > 10){?
? ? Serial.println(newA);?
? ? if(newA!= oldA){
? ? ? 通道 = 通道 1+(newA/10);?
? ? ? 我的改變頻道（頻道）；
? ? ? 舊A=新A；
? ? ? }?
}?
? uint16_t 頻率 = 頻道+870；
? uint16_t num1 = (頻率/1000) % 10;?
? uint16_t num2 = (頻率/100) % 10;
? uint16_t num3 = (頻率/10) % 10;?
? uint16_t num4 = 頻率 % 10;?
? 序列號.print(num1);?
? 序列號.print(num2);?
? 序列號.print(num3);?
? 序列號.print(num4);?
? Serial.print("--");?
? Serial.println(通道+870);?
}//loop end?
/*?
?* 改變radio RDA5807頻道的函數(shù)
?* 示例：channel = 191??
?*/?
void myChangeChannel(int channel){ /* 如果沒有返回則為void else int */?
? /*?
? ?* 首先將新頻道寫入tune_config海量
? ?*/?
? ?tune_config[2] = (頻道 >> 2);?
? ?tune_config[3] = ((頻道 & 0b11) << 6) | 0b00010000;?
? ? ? Wire.begin();
? ? ? Wire.beginTransmission(RDA5807M_ADDRESS);?
? ? ? Wire.write(tune_config, TUNE_CONFIG_LEN);?
? ? ? Wire.endTransmission();?
? }
工商網(wǎng)監(jiān)
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