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矿石收音机论坛»论坛 › ∷技术区∷ › 〓第16届diy大赛〓 › 〓第八届DIY大赛〓 › 【参赛】用车载收音模块Si4745制作的DSP收音机
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【参赛】用车载收音模块Si4745制作的DSP收音机

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aqxgm
     
发表于 2016-12-13 16:20:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 aqxgm 于 2016-12-13 17:26 编辑

        首先感谢坛友@叱咤调频的友情赠送，这才有的玩。

坛友@叱咤调频送了几个日本mitsumi（米兹米）公司生产的车载收音模块，型号是FAEC36 A30。拆开后发现主芯片是Si4745。百度一下发现该IC是Silicon Labs公司面向车载收音机市场推出的一款DSP（Digital Signal Processor）收音芯片。极小的4*4 mm 24脚QFN封装，由于使用了先进的CMOS技术，就这么一个小小的芯片可以实现完整的全波段收音功能。为应对车内复杂的电磁环境，抗干扰能力较强。
nEO_IMG_IMG_20160311_101148.jpg
nEO_IMG_IMG_20160311_101217.jpg   

芯片支持以下频率范围：FM波段：64-108MHZ；AM波段：520-1710KHZ；LW波段：153-288KHZ；SW波段：2.3-30MHZ。还支持RDS接收。可以直接通过总线输出信号质量指示、信噪比、频率偏移等数值。
工作电压：3.0-3.6V；典型工作电流： FM波段：26ma； AM波段：19ma； 待机模式：6ua。
FM接收灵敏度： 2uV；
THD：0.1%

这是Si474X系列的管脚和方框图
nEO_IMG_SI4745管脚.jpg
nEO_IMG_SI4745框图.jpg

Si4745通讯管脚由SDIO、SCLK、SEN、RST构成。在RST的上升沿对GPO1和GPO2的电平进行采样确定工作于哪种模式。有三种控制总线方式可以选择：
1、2线模式（兼容I2C）
2、3线模式
3、SPI模式
nEO_IMG_总线选择.jpg

因为GPO1内部集成上拉电阻，GPO2/INT集成下拉电阻。所以芯片默认工作于2-wire(I2C)模式。在3-wire和SPI模式下，总线由SDIO、SCLK和SEN组成。而I2C模式只使用SDIO和SCLK进行通讯，SEN的电平高低决定了I2C的操作地址。其对应关系如下：
SEN电平        写地址        读地址
SEN=0        0x22          0x23
SEN=1        0xc6         0xc7

以前玩过一些I2C总线的芯片，SPI和3线没有接触过，决定使用I2C方式来驱动。测量后发现，楼主手里的模块SEN接地，所以I2C的写入地址为0x22,读取地址是0x23。
I2C通讯协议：
nEO_IMG_IIC.jpg
起始信号（START）：在SCL为高电平期间，SDA从高到低的跳变；
终止信号（STOP）：在SCL为高电平期间，SDA从低到高的跳变；
应答信号（ACK）：发送或接收完8bit数据后，在下一个时钟周期（SCL=1），SDA=0为应答（ACK），SDA=1为非应答（NACK）；

写入流程：MCU发送起始信号，接下来发送器件地址（0x22），接收应答信号，再发送N字节的8位数据，每发送一个字节后都要读应答信号，最近发送终止信号，释放总线。
读取流程：MCU发送起始信号，接下来发送器件地址（0x23），接收应答信号，开始接收N字节的8位数据，每读取一个字节后都要读应答信号。如果器件非应答，就发送终止信号，结束读取过程。最后释放总线。

本制作主要用了下面几条操作命令：
0x01: POWRE_UP
此命令主要设置CTS中断使能、GPO2 输出使能、晶振、接收波段和音频输出选择等功能。
0X11: POWER_DOWN
发送本命令让芯片进入待机模式
0X12:SET_PROPERTY
设置属性命令
0X14:GET_INT_STATUS
获取中断状态,主要用于判断搜索是否完成。
0X20:FM_TUNE_FREQ
写入指定的频率（64-108mhz）
0X21:FM_SEEK_START
开始搜索电台。可以设置搜索方向和到达搜索终点时是否循环。
0X22:FM_TUNE_STATUS
调谐状态，本例中用于获取当前电台的频率。
0X23:FM_RSQ_STATUS  
接收信号质量。RSSI：信号质量，单位为dBuV。SNR：信噪比,单位dB.

Si4745的常用属性：
0X1100:FM_DEEMPHASIS
去加重时间常数设置，默认值为0x0002(75us)。要设置为我国使用的50us,需要将值设为0x0001;
0X4000:RX_VOLUME
音量设置，范围从0x00-0x3f，共64级，每级步进1dB。默认值为0X3f即最大音量。

其余属性值在本制作中全部使用了默认值，也就是不去操作这些寄存器。

先用STC15L104W单片机做了一个测试小板，电路够简单，程序才是本制作的难点
nEO_IMG_IMG_20160316_214149.jpg

能正常接收电台后开始了漫长的DIY之旅……

楼主80后没有AM/SW情结，地方小也没有RDS，决定只做FM波段。电路图和PCB，使用Altium Designer绘制。
nEO_IMG_原理图.jpg
nEO_IMG_PCB.jpg
STC89LE52单片机做主控，模拟I2C协议控制DSP收音模块。MicroUSB提供5V电源，经1117-3.3降压后供DSP模块和MCU使用。加了一级TDA1308组成的音频放大，可直接驱动耳机。

热转印制板，三氯化铁腐蚀。  
nEO_IMG_IMG_20160325_134435.jpg
nEO_IMG_01.jpg

焊接完成的PCB
nEO_IMG_03.jpg
nEO_IMG_02.jpg    

显示部分使用了单片机爱好者常用的1602液晶屏。PCB大小与1602相同，中间用铜柱连接。     
nEO_IMG_07.jpg
nEO_IMG_08.jpg
nEO_IMG_06.jpg
受PCB面积和手里的按键所限只放了2个。另一侧放了3.5MM的音频输出和MicroUSB插座。

  


PCB细节来几张
nEO_IMG_05.jpg
nEO_IMG_04.jpg
完工后的成品，展示一下
nEO_IMG_IMG_1310.jpg
nEO_IMG_IMG_1334.jpg
nEO_IMG_IMG_1337.jpg
nEO_IMG_IMG_1313.jpg
nEO_IMG_IMG_1306.jpg

在耗费了N（N>10）个晚上的空闲时间后，终于实现了自己想要的功能。
nEO_IMG_13.jpg
nEO_IMG_14.jpg
nEO_IMG_15.jpg
nEO_IMG_16.jpg
     
第一行显示当前电台的频率和音量,第二行显示RSSI（信号强度）和SNR（信噪比）。因只有2个按键，正常情况下短按可以向上（或向下）搜索电台，长按后进入音量调整模式，再次短按加减音量。

再来一张正常工作的美图
nEO_IMG_IMG_1317.jpg


后记：楼主地处华东地区某小镇，能正常收听的电台大约在30个左右。和某型号使用Si473X的DSP收音机对比发现，本DIY作品无论是收台数量，还是信号强度都与之不相上下，但SNR（信噪比）比成品机差一些，可能与PCB布线不够专业和使用开关电源供电有一定的关系。音质个人感觉还算不错，用耳机听听歌也很爽。楼主只是一名业余的无线电和单片机爱好者，水平有限。以上内容纯属个人理解，仅供参考。
权威资料请查看Silicon Labs官方网站提供的器件手册和AN332 Si47XX编程指南。

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aqxgm
     
 楼主| 发表于 2016-12-15 22:32:48 来自手机 | 显示全部楼层
tanjianchao 发表于 2016-12-14 23:24
楼主转让一个收音模块给我吧。

就两个，都被预定了
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tanjianchao
     
发表于 2016-12-14 23:24:29 | 显示全部楼层
楼主转让一个收音模块给我吧。
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ryhyc
     
发表于 2016-12-14 19:46:24 | 显示全部楼层
手艺真的不错！
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aqxgm
     
 楼主| 发表于 2016-12-14 17:25:27 | 显示全部楼层
神经没病 发表于 2016-12-14 09:35
这个6，话说楼主手上的LCD竟然不是牛屎芯片  震惊

这个好久了，有点接触不良。后来换的蓝色的是牛屎封装
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aqxgm
     
 楼主| 发表于 2016-12-14 17:19:12 | 显示全部楼层
神经没病 发表于 2016-12-14 13:19
这个小高频头看着很可爱啊，做一个pocket radio应该不错，就是不知何处有售

手里还有一个，要的话匀一个给你
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发表于 2016-12-14 13:19:50 | 显示全部楼层
这个小高频头看着很可爱啊，做一个pocket radio应该不错，就是不知何处有售
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天龙牌机
     
发表于 2016-12-14 12:09:10 | 显示全部楼层
做得不错，焊工精美。
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发表于 2016-12-14 09:35:20 | 显示全部楼层
这个6，话说楼主手上的LCD竟然不是牛屎芯片  震惊
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老-W
     
发表于 2016-12-14 09:25:19 | 显示全部楼层
做得不错，焊工精美。搞清楚这些协议很费事，要查不少资料。
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cj1986kssyj
     
发表于 2016-12-14 09:15:41 | 显示全部楼层
做的精致  有小巧
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aqxgm
     
 楼主| 发表于 2016-12-13 16:21:54 | 显示全部楼层
本帖最后由 aqxgm 于 2016-12-13 17:20 编辑

再占一层，稍后上传视频等资料
视频在这里
http://player.youku.com/player.php/sid/XMTg2Mjg1MzIzMg==/v.swf

Si474X.part1.rar (294 KB, 下载次数: 933)

Si474X.part2.rar (294 KB, 下载次数: 851)

Si474X.part3.rar (294 KB, 下载次数: 838)

Si474X.part4.rar (294 KB, 下载次数: 826)

Si474X.part5.rar (218.08 KB, 下载次数: 812)

SI47XX编程指南.part03.rar (294 KB, 下载次数: 805)

SI47XX编程指南.part04.rar (294 KB, 下载次数: 781)

SI47XX编程指南.part05.rar (294 KB, 下载次数: 763)

SI47XX编程指南.part06.rar (294 KB, 下载次数: 733)

SI47XX编程指南.part07.rar (294 KB, 下载次数: 767)

SI47XX编程指南.part08.rar (294 KB, 下载次数: 776)

SI47XX编程指南.part09.rar (294 KB, 下载次数: 738)

SI47XX编程指南.part10.rar (158.12 KB, 下载次数: 756)

SI47XX编程指南.part01.rar (294 KB, 下载次数: 762)

SI47XX编程指南.part02.rar (294 KB, 下载次数: 788)





























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小侠
     
发表于 2016-12-13 17:11:47 | 显示全部楼层
本帖最后由 小侠 于 2016-12-13 17:15 编辑

做的不错，顶一下
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会员2
发表于 2016-12-13 19:11:21 | 显示全部楼层
做的不错，这种模块那里有卖的。
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其实不想走
     
发表于 2016-12-13 22:46:16 | 显示全部楼层
楼主的制作很精致，从PCB到整体布局看着很舒服，图片处理的也很漂亮。不足的一点是原理图上元件参数没有。
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aqxgm
     
 楼主| 发表于 2016-12-13 22:52:29 | 显示全部楼层
其实不想走 发表于 2016-12-13 22:46
楼主的制作很精致，从PCB到整体布局看着很舒服，图片处理的也很漂亮。不足的一点是原理图上元件参数没有。

就是单片机最小系统，没几个元件的就没有标
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