基于STC单片机和QN8027的微型FM发射器

谢晓茜

摘要：该文论述了一个微型FM发射器的设计，采用STC单片机控制QN8027发射IC实现FM发射，可以用于家庭娱乐等场合进行短距离音频信号的无线传递。

关键词：单片机；发射IC；FM

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）17-0254-02

1背景

在家庭等场所，开路电视的声音会对他人产生干扰，为此，需要将声音传输到接收者，接收者使用耳机进行收听。这种传输是单向的；点到面，也就是说声音信号从电视接收机这点传输到1个及以上的接收者；传输的距离在10米内。传输的方式分为有线和无线两种，无线适用于在一定范围不确定数量或移动的接收者。

2发射器方案设计

无线音频传送有数字、模拟两种技术，数字方式信号质量高，但成本高。模拟方式成本低，但信号质量较数字方式低。根据应用的要求，本方案采用模拟方式以获得较好的性价格比。

市场上有多种模拟FM发射IC，各有各特点。本方案选择的是QN8027，其对输入的模拟音频信号进行数字化，然后采用数字技术对音频进行基带处理，最后再变换成模拟信号进行调频发送。芯片体积小，外围元件少，无需进行调整，技术指标高。其控制采用12C总线。

为了对QN8027进行设置发送频率等控制，选择了8位单片机。为了保存接收频率等参数，单片机应该自带EEPROM。因为对STC单片机比较熟悉，就选择了STC15系列的IRC15W415AS单片机。为了显示信息，本方案还装了LCD1602显示屏，显示发射频率音量等信息。

3核心器件简介

3.1 FM发射芯片QN8027

QN8027是Quintic公司生产的一款FM发射芯片，具有体积小，功能全，功耗低，频率范围为76MHz—108MHz，步进为50KHz、100KHz，200KHz。预加重为50/75us可设定。图1是QN8027框图（来源于QN8027数据手册）。

其处理流程为：模拟音频信号输入后，进行幅度调整、A/D变换、预加重，然后形成MPX信号，再进行调制，最后进行功率放大输出。内部采用数字信号处理技术以保证较高的指标，输出具有天线自调谐功能。

3.2单片机IRC151V415AS

15系列是STC15系列单片机中性能较高的系列，采用增强型51内核，速度比传统51单片机快5—10倍。IRC15W415AS是用户可以IAP（在应用可编程）的芯片，拥有15.5Kflash，512字节ram，通过IAP可以将flash当EEPROM使用，用于保存频率等参数。可以使用内部24MHz，也可以使用外部24MHz晶体。本身不具备12C总线，但可以使用普通10口模拟12C总线通信。本方案采用的是SOP28封装，使用外部24MHz晶振。

4電路设计

方案使用的电路核心原理图如下图2所示。单片机使用P1.1和P1.2分别连接QN8027的SDA和SCL，用于同QN8027通信，设置频率等参数和读取其内部信息。单片机使用P2口连接LCD1602显示屏的数据线，P3.4连接LCD1602的RS脚，用于命令和数据选择，P3.5连接LCD1602的RW，进行读写控制，P3.6连接LCD1602的cs脚，进行片选。K1，K2，K3为按键，配合LCD1602完成频率的参数设置功能。

5程序设计

5.1程序的流程图

如图3所示，开机后先读取存储的频率等参数，然后对QN8027进行初始化，启动发送，后期检查是否有按键，进行按键处理，若用户修改了频率等参数，需保存该设定值，然后重新对QN8027进行初始化，再启动发送。

5.2程序代码

6小结

本方案使用QN8027和IRC15W415AS设计制作了一个微型FM发送器，经测试传送效果良好，达到设计要求。