第四十章 FM收发实验

ALIENTEK战舰STM32开发板上板载了一颗FM收发芯片：RDA5820。该芯片不但可以用来做FM接收，实现收音机功能，还可以用来做FM发射，实现电台的功能。
本章，我们将使用STM32驱动RDA5820，实现FM接收和FM发射两个功能。本章分为如下几个部分：
40.1 RDA5820简介
40.2 硬件设计
40.3 软件设计
40.4 下载验证

<div style="layout-grid:  15.6pt none">40.1 RDA5820简介
       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：
l FM发射和接收一体
l 支持65Mhz~115Mhz的全球FM接收频段，收发天线共用。
l 支持IIC/SPI接口
l 支持32.768K晶振
l 数字音量及自动AGC控制
l 支持立体声/单声道切换，带软件静音功能
l 支持I2S接口（输入/输出）
l 内置LDO，使用电压范围宽（2.7~5.5V）
l 高功率32欧负载音频输出、可直接驱动耳机
l 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40.1.1所示：

图40.1.1 RDA5820引脚图       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40.1.1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。
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。
       关于RDA5820，我们就介绍到这，详细的使用说明，请大家参考《RDA5820编程指南》和RDA5820的数据手册。
 
40.2硬件设计
本章实验功能简介：开机默认设置FM为接收模式，设置接收频率为93.6Mhz，我们插上耳机就能听到该频率的电台。通过KEY0和KEY2，我们可以调节FM频率（发送/接收），在FM接收模式下，KEY1用于自动搜台，在FM发送模式下，KEY1无效。通过WK_UP按键切换RDA5820的工作模式（FM发送/FM接收）。在FM发送模式下，我们可以通过在多功能端口（P3）的AIN排针上面输入音频信号，就可以在收音机里面听到该音频。同时用DS0提示程序正在运行。
所要用到的硬件资源如下：
1） 指示灯DS0
2） KEY0、KEY1、KEY2和WK_UP等四个按键
3） TFTLCD模块
4） 串口（USMART使用）
5） RDA5820
6） 74HC4052
7） TDA1308
前面4个我们就不介绍了，RDA5820与STM32的连接电路如图40.2.1所示：

图40.2.1 RDA5820与STM32的连接图       这里RDA5820和之前介绍的24C02共用IIC总线，他们都是接在STM32的PB10和PB11两个脚上，上图中OUTL和OUTR接在RDA5820的LIN和RIN，OUTR和OUTL是来自音频选择器（74HC4052）的输出端，作为FM发送时的音源输入。另外RADIO_L和RADIO_R则是FM收音的音频输出，他们接在音频选择器的一对输入上面。
       音频选择器（74HC4052）和耳机驱动（TDA1308）的连接电路如图40.2.2所示：

图40.2.2 音频选择器与耳机驱动连接电路图       战舰STM32开发板选择74HC4052来做音频选择器，74HC4052是一个4-2模拟选择器，可以实现4组立体声音源的切换，战舰STM32开发板有3路音源输出：FM收音机、MP3（VS1053）输出、PWM DAC输出，我们通过74HC4052实现这3路音源的切换。图中ASEL_A和ASEL_B是其控制信号，分别连接在STM32的PD7和PB7上，用于控制音源切换。OUTL和OUTR是74HC4052的输出端，被分为两路，一路接到FM发射的音频输入端，另外一路接到耳机驱动的输入端（A_OUTR和A_OUTL）。
       TDA1308是一款性能十分优异（秒杀TDA2822、TDA7050等）的AB类数字音频专用耳放IC，战舰STM32搭载这颗耳机驱动，其MP3播放的音质可以打败市面上很多中低端MP3播放器。A_OUTR和A_OUTL是来自74HC4052的输出信号，作为TDA1308的输入端，经过TDA1308驱动后，输出到耳机插座。
       硬件上，我们不需要做其他变动，只需找个耳机插到开发板的耳机插口，将开发板板载的天线拉出来，然后下载本章的实验例程，就可以听广播了。
 
40.3软件设计
打开上一章的工程，首先在HARDWARE文件夹下新建RDA5820和AUDIOSEL两个文件夹。在RDA5820文件夹下新建rda5820.c和rda5820.h两个文件。然后，在AUDIOSEL文件夹里面新建audiosel.c和audiosel.h两个文件。并将这个两个文件夹加入头文件包含路径。
打rda5820.c，输入如下代码：
#include "rda5820.h"
#include "delay.h"
//初始化
//0,初始化成功;
//其他,初始化失败.
u8 RDA5820_Init(void)
{
       u16 id;
       IIC_Init();                                                //初始化IIC口     
       id=RDA5820_RD_Reg(RDA5820_R00);     //读取ID =0X5805
       if(id==0X5805)                                        //读取ID正确
       {
             RDA5820_WR_Reg(RDA5820_R02,0x0002);     //软复位
              delay_ms(50);
             RDA5820_WR_Reg(RDA5820_R02,0xC001);    //立体声,上电
              delay_ms(600);                                                //等待时钟稳定
             RDA5820_WR_Reg(RDA5820_R05,0X884F);   
//搜索强度8,LNAN,1.8mA,VOL最大
            RDA5820_WR_Reg(0X07,0X7800);          
             RDA5820_WR_Reg(0X13,0X0008);          
             RDA5820_WR_Reg(0X15,0x1420);            //VCO设置  0x17A0/0x1420
             RDA5820_WR_Reg(0X16,0XC000);         
             RDA5820_WR_Reg(0X1C,0X3126);         
             RDA5820_WR_Reg(0X22,0X9C24);          //fm_true
             RDA5820_WR_Reg(0X47,0XF660) ;          //tx rds
      }else return 1;//初始化失败
       return 0;
}
//写RDA5820寄存器                                                                    
void RDA5820_WR_Reg(u8 addr,u16 val)
{
    IIC_Start();                    
       IIC_Send_Byte(RDA5820_WRITE); IIC_Wait_Ack();       //发送写命令       
    IIC_Send_Byte(addr); IIC_Wait_Ack();                    //发送地址
       IIC_Send_Byte(val>>8); IIC_Wait_Ack();             //发送高字节 
      IIC_Send_Byte(val&0XFF); IIC_Wait_Ack();         //发送低字节 
    IIC_Stop();                                                             //产生一个停止条件     
}
//读RDA5820寄存器  
u16 RDA5820_RD_Reg(u8 addr)
{
       u16 res;
    IIC_Start();                    
       IIC_Send_Byte(RDA5820_WRITE); IIC_Wait_Ack();       //发送写命令       
    IIC_Send_Byte(addr); IIC_Wait_Ack();                  //发送地址                                   
    IIC_Start();                    
       IIC_Send_Byte(RDA5820_READ); IIC_Wait_Ack(); //发送读命令 
      res=IIC_Read_Byte(1);                          //读高字节,发送ACK    
      res9;                     //返回信号强度
}
//设置音量ok
//vol:0~15;
void RDA5820_Vol_Set(u8 vol)
{
       u16 temp;
       temp=RDA5820_RD_Reg(0X05);        //读取0X05的内容
       temp&=0XFFF0;
       temp|=vol&0X0F;                                    
       RDA5820_WR_Reg(0X05,temp) ;              //设置音量    
}
//静音设置
//mute:0,不静音;1,静音
void RDA5820_Mute_Set(u8 mute)
{
       u16 temp;
       temp=RDA5820_RD_Reg(0X02);        //读取0X02的内容
       if(mute)temp|=1