用通用PLL板控制LA1787高频头

changjianguo

    之前做过PLL控制一体收音板（使用TFTC4U771A高频头，见以前帖子），但此高频头已基本断货，并且价格不菲，因此，一直想弄一个通用的PLL控制板，能控制大多数电调高频头，部分坛友也提出过此建议，为此，经过N次（N>100）的试验和软硬件调试，终于将通用PLL控制板制作完成，本着取之于坛、贡献论坛的原则，现将成果与坛友们共享，包括PCB文件及C51程序源代码。

一、通用PLL控制板主要功能和特点：
1、本着DIY原则，控制板大多数控制功能都可根据实际情况进行二次开发，单片机及PLL芯片的所有I/O口都已引出，对有单片机开发能力的坛友基本上相当于单片机开发板；对于没有单片机开发能力的，只要能把高频头的电源、VT、OSC接对，就可以控制高频头调台收听。

2、控制板为双面PCB，带安装孔，尺寸为80*68mm，体积小巧，节省机箱占用面积，便于与其它系统集成。

3、接口丰富，尽可能多的适应各种硬件配置和需求，并能根据实际情况进行功能扩展，例如控制外部设备。

4、各路电源提供防反接保护，尽可能防止DIY时错接电源线造成的元器件损坏。

5、内部VT电压通过LM317可调稳压芯片提供，电压精度较高，电压可调；同时提供接口，可选择使用外部高质量直流电源作为VT驱动电压；

6、供电电源及VT电源多级滤波，大面积覆铜接地，降低干扰，同时还可以为外部高频头或收音板提供直流电源；

7、模拟高频部分大面积敷铜屏蔽，多点接地，并可加装屏蔽罩；VT驱动电源与工作电源分开，尽可能减少电源干扰。

8、使用直插封装IC，容易安装，便于DIY；MCU为STC15W408AS单片机，速度更快，功能更多，自带ADC及串口，无需外部晶振；PLL芯片为三洋的LC72131，功能强大，好买不贵。

9、接口丰富，应用灵活，实现了用各种按键（如轻触按键、ADC按键、触摸按键）、飞梭、遥控、上位机串口命令等方式的控制，控制方式模仿建伍KT-6040收音头的操作方式并加以增强，用1个飞梭（或4个按键）就可以控制全部功能，安装操作比较方便。

10、显示屏可使用Usart GPU等串口屏，可支持各种分辨率，通过更改驱动，也可使用3线或4线SPI接口的1602、12864等作为显示屏幕。

11、可手动调台、存储，自动搜索并存储，记忆的电台删除等常用操作，FM/AM可各存储最多达100个电台，切换存储的电台时可自动跳过没有存储电台的位置；可记忆关机前的状态，下次开机自动恢复之前收听的波段和电台；可显示波段、电台频率、存储位置号、信号强度（仿手机）、单声/立体声、远程/近程、静音等工作状态。

二、高频头的选用
    为了适应大多数应用，选用了价格不高但功能相对齐全的26脚LA1787芯片的高频头，这种高频头马云那里比较多，价格十几至几十元不等，但建议优先选用ALPS或MITSUMI的，我用的是ALPS的TFTC4E807A和MITSUMI的FAE-391，引脚功能及接线见以下电路图（不同品牌的此类高频头引脚功能基本相同）。
    这个高频头的灵敏度和收听效果都不错，与顶级的TFTC4U771A无明显差别，收听FM立体声电台指示灯都能点亮，AM为二次变频，接收效果及音质明显提高；此高频头功能较全，如远近程、立体声指示、中频计数输出、停台指示、VSM输出、静噪等，要想完全控制相对比较繁琐，当然，只是收听电台还是比较简单的。经过摸索和试验，这个高频头实现自动搜索、立体声指示、远近程切换要比较麻烦一些，要通过开关转换，其它功能相对简单，为此，设计这个高频头的PCB时费了很多时间，把所有的控制开关都改成了三极管或I/O口控制，根据不同功能的需要由单片机发送指令控制开关，具体控制过程如下：
1、自动搜索电台：断开SW1与SW2，此时20脚高电平，功能为中频计数输出（FM输出10.7MHZ、AM输出450KHZ的计数值），22脚的功能为停台标志（搜到电台高电平，无台低电平）；搜台时单片机向PLL芯片送入分频数据，PLL芯片输出VT步进电压，当搜到电台时22脚输出高电平，停止VT电压步进，此时再读取20脚输出的中频计数值并转换为中频频率，如果中频频率正确（一般FM为10.7MHZ±10KHZ，AM450KHZ±3KHZ），就证明搜到的电台有效（单靠22脚高电平判断容易搜到假台），可进行存储，否则继续控制PLL芯片步进VT电压，直到搜索完整个频段。

2、立体声指示：接通SW1与SW2，此时20脚低电平，停止中频计数输出，22脚功能为立体声指示（收到立体声电台时低电平，单声道高电平），用来判断接收的电台是否是立体声。

3、信号强度指示：高频头21脚为VSM输出，根据电台信号强弱程度不同会输出0-5V的直流电压，通过单片机的ADC（模拟/数字转换）接口检测此电压并转换为数字0-255来判断信号的强度。

4、远程/近程、静噪驱动：第3脚为AM远近程切换，开路为远程，接高电平（+5V）为近程；第4脚为FM远近程切换，开路为远程，接低电平为近程；第26脚为静噪驱动，高电平有效，之所以叫静噪不是静音，是因为静噪后只是声音减小了，并没有关断声音，只能是手动调台时减少噪声用；这3个功能和SW1、SW2的开关都是通过三极管或I/O口控制高低电平的。

以上是根据电路图和试验摸索出的控制过程，如果有不正确的望坛友补充指正，其它通用控制功能相对容易，不再介绍。

三、LA1787高频头PCB板功能和特点：
1、双面PCB板，带安装孔，尺寸100*56mm，带2级电源滤波，基本上按照厂家提供的电路图设计，只是将切换用的机械开关换成三极管或I/O口控制。

2、为配合PLL控制板，设置了多种对外接口，接口对应针脚有丝印标注，简单控制只需接电源和VT接口就可以。

3、VSM输出可通过安装可调电阻调整输出电压最大值，以适应低电压单片机进行AD转换来检测信号强度（5V单片机可直接连接）。

4、为了缩小体积和减少干扰，尽可能多的使用了贴片封装的元件。

调试时录的视频（浏览器中打开地址，把"冒号"2个汉字改成字符:） http冒号//v.youku.com/v_show/id_XMjY0NzMzNzYxNg==.html?spm=a2hzp.8253869.0.0&from=y1.7-2

PCB文件： Lay6.rar (94.95 KB, 下载次数: 2201)

2017-3-18 19:37 上传

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C51源代码(Keil 4工程文件)： DIY-PLL.rar (134.18 KB, 下载次数: 2255)

2017-3-18 19:37 上传

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下面传一些调试时的图片

lLA1787电路图

PCB

秀一秀我的装备




补充内容 (2017-3-30 19:49):
更新程序源代码，增加调谐频率步进设置等功能，更新程序在51楼

补充内容 (2017-4-18 10:37):
68楼新增一体化高频头PLL控制板，含源程序、PCB、元件列表，此板无需过多连线，减少干扰，DIY更方便

补充内容 (2021-1-11 13:11):
189楼新增LA1787一体化PLL控制板用OLED屏幕作显示的源程序

评分

changjianguo

精简优化程序代码，LA1787一体板OLED屏幕显示+编码器控制+红外遥控：
1787PLL-oled_IR.rar (93.96 KB, 下载次数: 1209)

2021-1-18 14:32 上传

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changjianguo

    应坛友的要求，经过几天晚上的修改、调试，现在LA1787一体板可以使用廉价的OLED屏幕了，已在0.96寸和1.3寸四线IIC接口的128*64点阵屏上测试通过；屏幕控制芯片是SH1106或SH1306都可以（由于芯片限制，SH1106要修改屏幕驱动部分的横坐标偏移量为0x02，否则屏幕纵向会少2个点）；由于OLED屏幕不带字库，因此字库占用MCU空间较大，只能精简程序代码，减少部分功能，现在操作只能由编码器来控制，不再支持按键或红外遥控，编码器支持一定位一脉冲和两定位一脉冲两种方式，可在编码器解码函数中设置（默认一定位一脉冲）。

注：代码只适用带LA1787高频头的一体板，不适用PLL通用板

C51源程序代码如下（包含操作说明及示例图片）：

1787PLL-oled.rar (691.16 KB, 下载次数: 832)

2021-1-11 12:57 上传

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changjianguo

经过一段时间收听，感觉LA1787高频头的灵敏度和收听效果都不错，功能也很强，尤其AM波段，使用环形天线能收到很多电台，强台的收听效果接近FM广播，为此，制作此LA1787高频头一体化PLL控制板，尺寸100×80mm，只能使用兼容26脚的高频头，但连线很少，只需连接电源、天线、屏幕、按键/编码器、音频输出线就可工作。（经过试用，感觉ALPS和MITSUMI高频头较好，尤其MITSUMI的FAE-391A23高频头AM灵敏度较高，FM差别不大）

C51程序源代码： 1787PLL.rar (138.1 KB, 下载次数: 1848)

2017-4-18 10:27 上传

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PCB文件： LA1787A.rar (65.23 KB, 下载次数: 1831)

2017-4-18 10:28 上传

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元件列表: 元件列表.rar (4.29 KB, 下载次数: 1753)

2017-4-18 10:30 上传

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changjianguo

ace919 发表于 2017-3-19 19:13
超赞！全开源，楼主做了件大好事。
关键还是平台性的，修改后，可适配不同的高频头、PLL芯片，应该也容易 ...

谢谢各位老师加分，其实开源主要是因为让大家都有一个交流提高的机会，同时也给初学者提供一些"素材"，少走一些弯路，让坛友们能互相帮助，共同提高。

yyw@

姜海军 发表于 2020-10-31 10:56
研究了好几天，也没转换成做板用的gerber文件，lay6文件还不能做板，放弃了。哪位大侠有空板能否转让一张两 ...

打版文件，  

七度玄狐

我现在就差1602屏。程序了，慢慢改。。。

姜海军

changjianguo

按照dxhdtv及其他几位坛友的建议，更新程序源代码，增加如下功能：
1、增加手动调谐频率步进设置，FM步进可选100/50/10KHZ，FM频率显示两位小数；AM步进可选9/10/1KHZ。
2、增加双天线设置功能，可通过板上BO1端口输出低电平或开路控制外部电路来切换使用A、B天线。
3、屏幕可以设置320×240、400×240、480×320三种分辨率，适应大多数屏幕尺寸，无需再更改程序。
4、进一步优化程序代码，减少程序空间占用，但目前mcu程序代码存储空间已基本占满，再新增功能只能更换mcu。

发现的问题及解决措施：
1、当设置频率步进到FM-10KHZ或AM-1KHZ时，切换电台瞬间会有短暂的金属声，并且AM的PLL参考频率设为1KHZ时搜不到电台，只能将PLL参考频率最低设为3KHZ，不知是不是LC72131芯片问题。
2、切换电台瞬间的金属声在LC72131芯片使用7.2MHZ晶振时弱一些，因此本次程序设置使用7.2MHZ晶振(1楼的程序使用的是4.5MHZ晶振)。
3、在使用2.2寸串口屏时，会对收音造成干扰，灵敏度降低，收台有杂音，试过增加各种滤波或屏蔽效果不明显，后来换2.6寸或2.8寸串口屏都没有干扰。

希望坛友们能找到更好的解决办法并不吝提供。

c51程序代码： DIY-PLL_c51.rar (140.55 KB, 下载次数: 1458)

2017-3-30 19:45 上传

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changjianguo

乙猪 发表于 2017-3-22 09:06
支持实践派。
希望能带来单片机、PLL学习热潮。
今天的40分全加给你了。

谢谢加分及理解，坛友大多数都是业余人士，本人也是上班族，纯属业余爱好，没有太多的时间和精力出套件。源代码及PCB都已公布，自己DIY已具备条件，并且程序都有详细注释和说明，稍懂单片机就可以使用，希望有更多的坛友加入到单片机的学习阵营中来。
近几天抽空整理一下元件参数列表和电路图等，方便坛友自己DIY时参考。另外，准备抽时间画LA1787的一体化PLL控制板，只用这个高频头就不用连那么多线了。
听了几天感觉这个高频头效果不错呢，尤其二次变频的AM效果明显比其它高频头好。

lstvcss

看来我是看对帖子了，正想要得到这方面的帮助时，高手出现了，幸运！幸运！

changjianguo

蓝梦祥 发表于 2017-3-18 20:43
建伍KT-6040收音头的操作方式方便给我一下吗？我有机没有手册。。。

我也没有KT-6040操作手册，操作方法都是一点一点摸索出来的

tanjianchao

支持一下！

jinanyuanyue

高手，佩服，有时间仿制.

huanxiaobian

大好人一个赞，一直想要弄，可惜不懂单片机，这个遥控器是通用的吗，Usart GPU等串口屏有具体型号吗

补充内容 (2017-3-19 16:02):
程序支持saa1057吗，谢了，手上有saa1057的高频头

XIR

支持高手，也做个玩玩

huanxiaobian

楼主，还缺个单片机完整线路图

howerson

用通用PLL板控制LA1787高频头, 赞一个！刚好手头有几个LA1787高频头。

ace919

超赞！全开源，楼主做了件大好事。
关键还是平台性的，修改后，可适配不同的高频头、PLL芯片，应该也容易移植到其他单片机上

changjianguo

huanxiaobian 发表于 2017-3-19 12:43
大好人一个赞，一直想要弄，可惜不懂单片机，这个遥控器是通用的吗，Usart GPU等串口屏有具体型号吗

补充 ...

    Usart GPU串口屏在马云那里找，各种尺寸和分辨率的都有，现在软件支持320*240和400*240分辨率的，更改驱动可支持任意分辨率的。
    通用PLL板能控制大多数电调高频头，只要有本振输出，中频频率FM-10.7MHZ、AM-10710/450KHZ就可以，和使用什么收音芯片没有直接关系。
但此板用的是LC72131锁相环芯片，不能直接控制其它锁相环芯片，程序代码不同的。

huanxiaobian

changjianguo 发表于 2017-3-19 20:16
Usart GPU串口屏在马云那里找，各种尺寸和分辨率的都有，现在软件支持320*240和400*240分辨率的，更 ...

楼主给个单片机具体线路图可以洞洞板一个，谢了·

changjianguo

huanxiaobian 发表于 2017-3-19 20:23
楼主给个单片机具体线路图可以洞洞板一个，谢了·

这里有以前画的单片机电路图 http://www.crystalradio.cn/thread-978167-1-1.html，这次更改了一些，主要是把PLL芯片的I/O口也都利用上了，功能更强。但新电路图还没时间更新。
    不建议用洞洞板，因为PLL电路对电源、布线的影响都很敏感的，我开始用洞洞板做过，干扰太大，甚至搜台都困难。1楼已提供PCB的源文件，打样电路板还是比较容易的，这样相对把握一些。

liujudy

这个好玩，最好能出套件

山东好汉

我还是喜欢LZ的一体化的PCB这样连线太多了。能整合在一齐就好了。