DSP в любительской радиоаппаратуре. DSP в любительской радиоаппаратуре Fm приемник на dsp чипе stm

Китайская микросхема AKC9851(55) представляет собой DSP радиоприёмник со стереовыходом. На базе этой микросхемы построены такие недорогие радиоприёмники из Китая, как TIVDIO V-111 и им подобные. Несмотря на простоту и дешевизну, приёмники обладают неплохой чувствительностью и прочими привлекательными характеристиками. Используемые в них микросхемы AKC9851 и AKC9855 отличаются тем, что у 55-й есть SW(КВ) диапазон, а у 51-й его нет.

Микросхема позволяет вести приём в АМ от 150 кгц до 30 мгц по зашитым в неё поддиапазонам (LW, MW, SW1-13), либо прямой установкой частоты в этом диапазоне, а так же в FM от 30 до 230 мгц. Управление микросхемой — по шине I2C.

В даташите на AKC9851(55) размещена следующая типовая схема включения:

Документация доступна по следующим ссылкам:

Так как 6955 отличает от 6951 только наличие SW диапазона, следующая таблица полностью дополняет перевод до версии «для AKC6955»:

Для экспериментов над этой микросхемой я решил собрать плату-прототип по следующей схеме:

Линии шины I2C подтянуты на + питания через резисторы 10К (на схеме не отображены.) Для питания установлен стабилизатор на 3.3 вольта.

После сборки:

Для управления микросхемой я взял Arduino Nano в связке с LCD дисплеем, имеющим I2C шину. Arduino и дисплей запитаны от 5 вольт. Несмотря на разницу в питании с микросхемой приёмника, обмен по шине I2C устойчивый как на запись, так и на чтение.

Был написан небольшой тестовый скетч, позволивший провести тестирование на диапазонах FM и SW.

Там можно посмотреть, как провести инициализацию микросхемы AKC6955, как настроиться на нужную частоту, как считывать из AKC6955 текущие данные.

В скетче я выбрал управление громкостью не через потенциометр, а через управляющий регистр. Кроме того выбран режим мостового режима выходного усилителя для работы на 1 динамик. Впрочем я думаю желающим будет несложно в этом разобраться, имея в руках тестовый скетч и, хоть и кривой, но перевод документации.

Кроме того для работы моего скетча нужна эта библиотека для управления I2C LCD .

В общем платка на основе DSP приёмника AKC6955 показала себя весьма неплохо. Понравился спектр возможностей этой микросхемы — широкий рабочий диапазон, возможность работы как в предустановленных так и в пользовательских поддиапазонах, возможность как приёма стереопрограмм на 2 динамика, так и мостовая схема включения усилителя. Возможен автопоиск в выбранном поддиапазоне как вверх по частоте так и вниз. Можно осуществлять прямой ввод частоты и целый ряд различных прочих плюшек.

Возможно, эта плата-прототип вырастет у меня во что-то большее. Если это состоится — непременно расскажу об этом на страницах блога.

Думаю мой скромный обзор будет интересен, в основном старшему поколению, за 35, (ага, звучит смешно, всего 35 ведь), но я еще прекрасно помню времена приемников ВЭФ, Спидола, Кварц и многих других. В то дикое время, когда Интернет был еще ARPANETом (впрочем в СССР мало кто и про него знал), компьютер ZX-Spectrum еще только родился, а М.С. Горбачев начинал свою деятельность на посту Генсека ЦК КПСС… Ой, заностальгировался… Так вот, в то дикое время практически единственным средством получения информации и новостей «с другой точки зрения» были радиостанции диапазона КВ. Ведь только радиоволна КВ диапазона может распространяться буквально на другой конец земного шара, многократно переотражаясь от ионосферы. А раз так, то и приемники с КВ были весьма и весьма востребованы. Сейчас это уже подзабытое чувство, слышать голос и понимать, что это говорит живой диктор, который сидит сейчас где-нибудь в Тайване, Китае, США, Израиле… И голос его не проходит через десятки узлов Интернета, сжатый в набор байтов. Вот так вот. Конечно, я активный пользователь Сети, и уже не представляю работы, отдыха без него (даже немного страшно).
Но так приятно вспомнить прошлое, и получить в руки приемник, о котором ранее нельзя было и мечтать. Почему? Потому что техника радиоприема, использованная в данном Degen - цифровая, и хотя принципы её были известны давно, но настоящую популярность она получает только сейчас - благодаря усилиям таких гигантов как Texas Instruments, Silicon Labs чипы цифровой обработки стали простыми в использовании и совсем недорогими. Тут я немного расскажу о таких принципах, вряд ли это будет интересно негикам (есть такое слово?). Так что можете смело пропустить чтение, сообщаю вывод - это не аналоговый приемник с аналоговой настройкой, а самый что ни на есть цифровой. Причем не в том плане, в каком продавцы в Эльдорадо считают приемник цифровым - по наличию синтезатора. Нет. У него цифровой именно тракт обработки сигнала.
Вспомним, (или узнаем) как работали приемники доцифровой эры. Господствующим принципом приема был супергетеродинный. Дело в том, что частоты КВ сигналов высоки, для бытового вещания более 5 МГц, и, главное - принимать надо сигналы на разных частотах. А станции то слабенькие - напряжение в антенне может быть всего несколько микровольт. Надо усилить, но как? Сделать узкополосный приемник (а станции имеют сетку частот 9 КГц, так что усилитель нужен очень узкополосный) конечно можно, но ведь он должен быть еще и перестраиваемый в широком диапазоне. Представляете себе, каково это - крутить одновременно десяток середечников у катушек? Поэтому пошли другим путем - основное усиление происходит на низкой (обычно 455 или 465 КГц), а, главное фиксированной частоте. Для этого служит блок, называемый гетеродином, вот его то и перестраивают по частоте, чтобы сигналы интересующих станций попадали в полосу это усилителя, называемого усилителем Промежуточной Частоты (ПЧ).
Преимуществ такого подхода много - простой усилитель промежуточной частоты, высокая избирательность (способность принимать сигнала только нужного радио, а не целой каши из соседних), вообщем к концу 20-го веке супергетеродины занимали, наверное, 95 % от всех приемников. Гетеродин обладал тем недостатком, что от воздействия температуры, напряжения питания у него неменого менялась частота, в результате станция «уплывала». Кто застал ламповые приемники - помнят - там этот эффект был заметен особенно сильно. Тогда изобрели синтезатор частоты - цифровой блок, в котором частота генератора стабилизируется (сравнением) с кварцевой. А кварц, как известно, очень стабильная штука. И вот как синтезатор частот стал доступен - пошло и поехало, «цифровик в тачку купил» или «скажите, а цифровые магнитолы в продаже есть?». Но цифровой в них был только этот самый синтезатор, тракт же обработки был полностью аналоговый.
Наверное многие, увидев фотографию этого приемника недовольно поморщились «что за китайщина, да еще и со стрелкой - конденсатором наверное настраивается - на помойку такое». А вот и нет, цифрового в этом приемнике куда больше, чем в вашем Pioneer, с красиво светящимися цифрами настроенной радиостанции. И даже настройка его тоже осуществляется синтезатором, а ручка используется… да потому что это гораздо удобнее! Теперь это стали понимать многие производители, поэтому используют валкодеры - цифровые ручки. Впрочем я отвлекся. Да и знаете, уберу я часть под кат - тут совсем неинтересные детали.

Для гиков

Частота ПЧ видимо в районе 150 КГц - обычно используют такую, но в даташите не нашел - эти приемники обвешаны патентами по самую завязку. Типичная схема квадратурного приемника с DSP. Самое забавное в нем - это гетеродин. Для дешевизны конечного приемника в качестве настроечного элемента используют потенциометр, напряжение с него оцифровывают и используют как управляющее для синтезатора. Собственно я не уверен, что синтезатор вообще есть - возможно для бытового применения решили ограничиться точностью первоночального изготовления чипа, а цифровая АПЧ маскирует нестабильность. На плате есть кварц 32768, но как ни странно, при его закорачивании все продолжает нормально работать. Так что есть он или нет - вопрос открытый

У приемника два FM - зарубежный 88-108МГц со стерео (пилот-тон) и отечественный УКВ. Принимает он станции 88-108 в режиме стерео . Естественно услышать такое звучание можно только в наушниках или внешней стереосистеме.
Чуствительность - выше всяких похвал, сравнивал с приемником Sony - а они всегда делали одни из лучших радиоприемников в бытовом секторе. На КВ вообще красота - нет свистов интерференции, шумы - это шум эфира, станции слышны четко, без искажений, есть какая-то «глубина» что-ли. Субъективно конечно пишу, для замеров нужна серьезная аппаратура, хотя большую часть характеристик можно узнать из описания микросхемы Si4831 американской фирмы Silicon Labs, на которой и построен этот приемник.
Работает он двух батарей АА, есть джек для стереонаушников, штеккер для внешнего блока питания (БП не входит в комплект. Интересно, когда китайцы начнут вкладывать в такие устройства шнур на USB? БП c USB сейчас, наверное, у всех есть, а вот многообразие этих штеккеров питания напрягает). Ход ручки настройки - плавный, поймать станцию очень легко. А если поймал - держит ее мертвой хваткой - чуствуется слежение за сигналом цифровым сигнальным процессором (DSP - Digital Signal Proccessor, кстати значок с такой аббревиатурой есть на передней панели). Диапазоны переключаются механическим движком на верхней крышеке. Подсветки шкалы, к сожалению, нет. На задней стенке есть небольшая откидная полочка, на которую можно, как на подставку, поставить приемник. От хороших алкайлайновых батарей приемник должен проработать более 100 часов, честно скажу - не проверял. Просто разделил типичную емкость таких батарей на потребление чипа приемника по даташиту. Ну и фото в заключении - думаю комментарии к ним ни к чему

Современные трансиверы с DSP технологией уже давно появились на рынке и, кажется, оповещают звоном триумфальное шествие цифровой обработки сигналов. Что же дает цифровая обработка сигналов — DSP?
Для тех, кто еще не знает, что такое DSP (Digital Signal Processor) - это цифровой процессор, предназначенный для специальной цифровой обработки сигналов. Аналогично DSP существовала и существует до сих пор хорошо известная аналоговая обработка сигналов — ASP. В целом же, DSP не такое уж новое устройство. Более 20 лет назад, с появлением TTL — электроники, некоторые соответствующие задачи стали реализовывать на цифровых микросхемах, но тогда эти устройства еще не получили название DSP.

В радиолюбительской практике уже в 1975 году появилась схема 10Гц фильтра для CW, автором которой является Рей Петит - W7GHM. В те времена использовались простые схемы. Сегодня же цифровые процессоры позволяют решать множество разнообразнейших задач. Своему дальнейшему развитию любительская радиосвязь обязана именно появлению DSP процессора — интегральной микросхемы с большой степенью интеграции.

Теорию цифровой обработки сигналов невозможно описать вкратце. Но в ARRL Handbook наиболее важные положения описаны на 18-ти страницах.

Очевидно, что далеко не все возможности DSP в области радио уже исчерпаны. О наиболее важных из них, на сегодняшний день, мы имеем хорошее представление. Самыми большими ограничениями применения DSP являются верхняя граничная частота обрабатываемого сигнала и пока еще высокая цена, поэтому DSP используются, в основном, в высококлассных устройствах. Некоторые модели DSP работают на частотах до 10 МГц. Если же требуются большие объемы математических вычислений по обработке сигналов, то приходится ограничиваться частотами до 100 кГц. Например, для реализации полосового фильтра промежуточной частоты (ZF-фильтр).

К целому ряду преимуществ, уже предоставляемых DSP, добавилась возможность снижения искажений при модуляции речевым сигналом. Человеческая речь, с точки зрения ее обработки, обладает чрезмерной избыточностью. Большой динамический диапазон речи и музыки можно сжать, но при этом возникают проблемы с приданием естественности и разборчивости.

Все попытки оптимизировать речевую передачу с помощью аналоговых устройств были не особенно удачными. DSP позволяет управлять амплитудно-частотной характеристикой тракта приема-передачи без внесения каких-либо видимых искажений. А перемодуляции, которая вызывает пресловутые «Splatters», можно избежать.

Существует естественный барьер, препятствующий новым видам передачи. Этим барьером является инерция самих радиолюбителей. Достаточно вспомнить о том, какая инерция проявлялась при переходе от AM модуляции к SSB. Передача цифровых сигналов производится в полосе SSB канала (AFSK). Будут ли задействованы другие методы модуляции покажет будущее. Остается только подождать. Но, в тоже время, практически не сдают свои позиции старый Бодо — RTTY и щелкающий телеграф.

Новые DSP демодуляторы работают значительно линейнее, чем аналоговые SSB детекторы и более помехоустойчивы. Несмотря на то, что их схемы различны, - функциональное предназначение однотипно. Автоматическая настройка на однополосный сигнал с помощью DSP будет рано или поздно решена - это вопрос времени и пресловутый «голос Буратино» уйдет в прошлое.

Теперь о двух важнейших применениях DSP, которые уже можно использовать на практике. С их помощью приемная техника становится наиболее эффективной.

Фильтры для устранения шумов и помех.

В радиоприемниках цифровая обработка демодулироваииых сигналов превосходит вое известные способы аналоговой обработки. В США в профессиональной технике подобные устройства получили название DENOISER — шумоподавитель. Но могут употребляться и другие обозначения.

В DENOISERe цифровым фильтром выделяется НЧ область, в которой распознаются связанные когерентные сигналы (частоты), а фильтровые коэффициенты вычисляются с помощью специально адаптированных LMS-алгоритмов по Hoff-Widrow методике. На английском языке этот процесс называется «Dynamic peaking around all cohereni signals». Шумы радиоприемника, которые, как правило, осложняют прием слабых сигналов, могут быть снижены на 10-20 дБ.

Цифровой Notch-фильтр определяет и реагирует на все помехи в полосе пропускания и ослабляет их, не требуя ручной подстройки, причем степень ослабления превосходит известные нам аналоговые Nolch- фильтры, и может достигать 50 дБ.

SSB операторы, страдающие от телеграфных помех, могут практически забыть про них, поскольку CW сигнал прослушивается в качестве еле слышимых щелчков. Более того, фильтр автоматически заглушает даже собственные свисты (пораженные точки), В новых трансиверах часто встречается название Auto Notch. Но пренебрегать аналоговым Notch-фильтром пока не следует, он может быть полезен в режиме CW.

Существенное ослабление помех - это хорошее приобретение для радиоприемника. Некоторые сигналы, благодаря DSP обработке, становятся более разборчивыми, Но к использованию DSP еще надо привыкнуть, поскольку в зависимости от степени ослабления помех наблюдается некоторое «обезличивание» принимаемых корреспондентов. Вместе с ослаблением помех очень эффективно происходит снижение шумов, но еще большего чуда от Denoiser’a ожидать ие приходится.

Цифровые фильтры для приемника.

Если, что и может вас заинтересовать для обеспечения селекции в радиоприемнике, так это способность DSP реализовывать хорошую фильтрацию в области промежуточной и низкой частоты. С помощью соответствующего программного обеспечения становится возможным выполнение разнообразных режимов фильтрации. Легко реализуются цифровые полосовые фильтры и фильтры низких и высоких частот, которые могут быть наделены различными свойствами. На сегодняшний день существуют два способа цифровой фильтрации.

Фильтр с импульсной характеристикой бесконечной длительности - IIR (Infinite Impuls Response) для своей реализации не требует сложного программного обеспечения. По своим характеристикам IIR близок к аналоговым фильтрам. Подобные фильтры обладают незначительной групповой задержкой в полосе пропускания.

Фильтр с импульсной характеристикой конечной длительности - FIR (Finite Impuls Response) требует серьезной программной поддержки и с его помощью могут быть реализованы лучшие характеристики - он обладает высокой крутизной, малой неравномерностью в полосе пропускания и малыми фазовыми искажениями. И в отличии от аналоговых фильтров не вносит отражений.

DSP фильтры в не конкуренции, особенно, если требуется узкополосная фильрация, например, фильтрация в полосе 250 Гц с коэффициентом прямоугольности. Даже полосы пропускания для специальных режимов, таких как EME и CCW - 50 и 10 Гц, соответственно, могут быть легко реализованы с помощью DSP.

К недостаткам можно отнести то обстоятельство, что FIR фильтры имеют несколько большую групповую задержку от 10 до 100 мс, которая может сказываться при работе Amtor/Pactor Dx. Обычно принимается в расчет задержка от 18 до 32 мс. Таким образом, особого выигрыша здесь нет.

Как было отмечено выше, появляется все больше новых траисиверов, предоставляющих возможность точной настройки с шагом 1-2 Гц. При каком значении полосы пропускания возможен компромисс между повышенной четкостью приема и более затруднительной настройкой, предстоит выяснить только на практике. К употреблению очень узкополосных фильтров необходимо привыкнуть, особенно, если раньше не приходилось иметь с ними дело. По всей видимости, хорошо будут читаться телеграфные сигналы с 50 Гц DSP фильтром, хотя это и противоречит теории.

Границы цифровой обработки сигналов.

Только в редких случаях становится заметным то, что DSP фильтры ие идеальны.

На рисунках показаны типичная АЧХ NF фильтра с полосой пропускания 200 Гц. Измерения проводились в лаборатории ARRL. Из графика видно, что справа и слева от полосы пропускания расположено множество всплесков АЧХ с внеполосным затуханием — 52 дБ. Несколько усовершенствованные алгоритмы цифровой обработки позволяют отодвинуть эту границу до — 60 дБ. Больших достижений добиться пока не удается. Все сведения о прямоугольности DSP фильтра основываются на этих данных и нигде не удается встретить более достоверную информацию.

Для нормального применения DSP предельная частота уже называлась и сейчас прилагаются усилия, чтобы увеличить верхнюю границу до 455 кГц.

Хорошо известно - все цифровые схемы создают сильные помехи в широком спектре частот и DSP также не являются исключением, поэтому необходима тщательная экранировка и хорошая развязка по цепям питания. Как бы не были хороши цифровые фильтры с их узкополосностью и крутизной скатов, они не могут существенно исправить то, что происходит в широкополосной части приемника - интермодуляцию и т.п.

Еслн кварцевые фильтры очень чувствительны к фазовым сдвигам, то и DSP фильтр пока не может снять эту проблему. Это является одним из недостатков DSP NF-фильтра.

На рисунке показана типичная схема DSP NF фильтра. Ее автор W9GR. И хотя это любительская конструкция, но по такому же принципу строятся и профессиональные устройства. Основное достоинство структурных схем — их наглядность. Важнейшими компонентами являются AD/DA (аналого-цифровые и цифро-аналоговые) преобразователи. Здесь используются 8-ми разрядные преобразователи, которые выбраны только из-за сходной цены, но не является исключением использование и 12-13-ти разрядных преобразователей. Более совершенные DSP рассчитаны для обработан 16-ти и даже 32 разрядных слов.

Тактовая частота DSP - 20 МГц, но уже встречаются DSP с тактовой частотой - 40 МГц и выше. На входе и на выходе DSP установлены активные низкочастотные фильтры, а в дорогих устройствах - интегральные SC фильтры. Управляющая программа, хранящаяся в PROM (ПЗУ), определяет свойства цифрового фильтра - ее поставляет производитель. Она является гордостью разработчика, стоит дорого и ее, как правило, держат в тайне. Хотя имеются некоторые отличия в схемных решениях разных производителей, ио абсолютного превосходства нет ни у кого. Цифровые устройства строятся таким образом, чтобы имелась возможность замены микросхемы PROM с имеющейся программой иа более совершенную.

Среди производителей выделяются три фирмы, которые выпускают полные комплекты микросхем для построения DSP. Это Texas Instruments, Analog Devices и Motorola. Для каждого определенного применения они поставляют простые и более сложные микросхемы. 32-х разрядные DSP фирмы Motorola позволяют расширить их области применения, но они существенно дороже.

Как известно, несмотря на бурное развитие интернет-СМИ и интернет-радиовещания, качественное эфирное вещание в FM-диапазоне остается актуальным и востребованным. И даже то, что почти в каждом сотовом телефоне или смартфоне есть возможность слушать FM-радио, не умаляет достоинств самостоятельного FM-приемника с усилителем, или без оного. Приемник можно включить просто так, дома, на даче, на природе - и наслаждаться магией голосовых и музыкальных программ, порой не вдумываясь, о чем идет речь, и что за музыка играет.

В этом материале мы представим модуль FM-тюнера с отличными характеристиками и интересными возможностями.

Основой тюнера является однокристальная микросхема FM-ресивера с малой потребляемой мощностью для мобильных устройств QN8035 фирмы Quintic. Среди множества характеристик микросхемы, которые можно найти в ее техническом описании, можно выделить следующие в качестве основных:

Покрытие всего диапазона FM-вещания, от 60 до 108 Мгц;

De-emphasis (снижение частотных предыскажений передатчика) 50/75 мкс; для Европы принято 50 мкс;

Напряжение питания от 2,7 до 5 В, имеется встроенный стабилизатор;

Малое типичное потребление тока, около 13 мА;

Прекрасная чувствительность – не хуже 1,5 мкВ EMF;

Отношение сигнал/шум 63 дБ для стереосигнала;

Нелинейные искажения 0,03%;

Встроенное интегрированное адаптивное шумоподавление;

Разделение каналов 45 дБ;

Аппаратные регуляторы уровня выходного сигнала каждого канала;

Интерфейс I2C.

Для обработки принятого сигнала используется цифровой процессор обработки сигналов (DSP – Digital Signal Processor), который в режиме реального времени реализует различные алгоритмы преобразований этого сигнала для обеспечения максимального качества на звуковом выходе.

Соответственно, большинство этих характеристик в части приема FM-сигнала переносятся на тюнер MP3510.

Кроме однокристального приемника, на плате тюнера, которая имеет размер 45х75 мм, установлены еще несколько микросхем с необходимой обвеской и другие элементы:

Микроконтроллер широкого применения с низким энергопотреблением, который используется для подачи команд на приемник, считывания информации с приемника, вывода информации на дисплей, индикации режимов;

Внешняя энергонезависимая память для микроконтроллера;

Два усилителя низкой частоты по 3 Вт каждый;

Два валкодера для управления частотой приема, громкостью и некоторыми режимами работы приемника;

Разъем mini-Jack 3,5 мм для подключения наушников, активных колонок или внешнего усилителя;

Разъем USB, который используется для питания тюнера от адаптера с напряжением 5В, а также для использования модуля в качестве внешней звуковой карты для подключенного к разъему USB компьютера.

На плате имеются несколько групп отверстий под штыревые разъемы с шагом 2 мм:

Переключатель Mono-Stereo: при замыкании включается режим Mono;

R B Gnd: Red, Blue и Ground для подключения внешних индикаторных светодиодов;

DC3.0-5.0V: для подключения питания 3-5 вольт постоянного тока. Это могут быть батарейки или аккумуляторы. Можно питать тюнер и по USB-кабелю, но при этом не рекомендуется использовать импульсные источники питания, так как они производят массу помех;

SP_R SP_R: для подключения внешних динамиков мощностью до 3 ватт на канал, сопротивлением 4-16 Ом;

GND DP DM VCC: дублирует USB-разъем;

TX RX GND: для управления тюнером по протоколу UART с использованием внешнего дополнительного адаптера USB-UART.

При включении питания тюнер восстанавливает свое последнее состояние, записанное в энергонезависимой памяти: частота настройки, громкость, режим работы.

При вращении левого валкодера изменяется громкость на выходе тюнера от 0 до 30 условных единиц, при нажатии на ручку – принудительно включается/отключается звуковой выход тюнера.

При вращении правого валкодера – изменяется частота приема от 87 МГц до 108 МГц (если не установлен CAMPUS) шагом 0,1 МГц. В режиме CAMPUS нижний предел частоты становится равным 76 Мгц.

При коротком нажатии на ручку правого валкодера включается режим установки уровня срабатывания системы шумоподавления. Можно установить значние от 0 до 20 условных единиц.

При длинном нажатии на кнопку правого валкодера включается/выключается режим шумоподавления с выводом сообщения в виде бегущей строки на дисплей. При включенном режиме подавления шума звуковой выход тюнера будет отключаться, если соотношение сигнал/шум принимаемого сигнала ниже установленного уровня срабатывания системы шумоподавления. При этом на индикаторе появляется символ с перечеркнутым динамиком, как и в режиме принудительного выключения звука.

Тюнер имеет интересную возможность управления своим состоянием с помощью AT-команд по линиям UART от внешнего контроллера или компьютера.

Компьютер необходимо подключать с помощью дополнительного адаптера USB-UART, например .

Адаптер подключается следующим образом: контакт TX на плате тюнера следует соединить с контактом ТХ адаптера, контакт RX - с RX, GND с GND (земля). Это проверено для версии LCD_FM_RX_ENC_V1.9 платы тюнера.

Для управления тюнером в терминальном режиме рекомендуется применять программу (проверено для Windows 7), которую можно найти в разделе Файлы. Скорость соединения - 38400 бод, остальные параметры: 8,1,N,N. Связаться с тюнером, используя популярные программы Tera Term и Putty, не удается.

Команды, перечень которых находится в , следует набирать только заглавными буквами в строке Data input и посылать на тюнер нажатием на кнопку SEND.

Ответ тюнера на принятую команду может быть, в свою очередь, принят вызывающим устройством, обработан какой-либо программой, и использован в этой программе в соответствии с алгоритмом ее работы.

В качестве примера программного управления тюнером MP3510 от внешнего микроконтроллера используем плату расширения из конструктора , серия «Азбука электронщика». На плате установлен контроллер Arduino Nano – один из популярнейших модулей на микросхеме ATMega328, имеются пять тактовых кнопок, жидкокристаллический двухстрочный дисплей и большое число разъемов для подключения внешних датчиков и модулей.

Поставим себе такую задачу:

при нажатии на каждую из пяти находящихся на плате расширения кнопок, подать команду на изменение частоты приема тюнера, и отобразить на дисплее название станции, соответствующей этой частоте.

Если не ставить перед собой задачу приема и обработки информации, поступающей от тюнера, то для соединения платы расширения с FM-тюнером нам понадобится только два провода: Tx (передача со стороны микроконтроллера) и GND (земля). Для приема добавится еще один провод Rx (прием на микроконтроллер).

Также понадобится два источника питания:

Батарея или адаптер для FM-тюнера;

Arduino Nano можно запитать от USB-выхода компьютера (для программирования USB-кабель необходим!) или, после прошивки микроконтроллера, от адаптера 5 В.

Соединим разъем UART модуля тюнера с разъемом XP11 платы расширения:

На самом деле, можно выбрать и другие контакты разъемов платы расширения, они назначаются в программе при конфигурировании экземпляра SoftwareSerial.

С помощью оболочки программирования Arduino IDE загрузим в микроконтроллер следующий скетч:

MP3510 sending commands

// подключаем и конфигурируем библиотеки

#include

#include

#include

#include

SoftwareSerial mySerial(A7, 3); // RX, TX

LiquidCrystalRus lcd(A1, A2, A3, 2, 4, 7);

// определяем пин, к которому подключены кнопки

#define NUM_KEYS 5

// задаем экспериментально определенные значения, соответствующие номерам кнопок

int adcKeyVal = {30, 150, 360, 535, 760};

// массивы строк с названиями станция и их частот

String stationName = {"Echo MSK","Radio Carnival","Orpheus","Chocolate","Silver Rain"};

String freq = {"912", "928", "992", "980", "1001"};

// префикс команды установки частоты

String at = "AT+FRE=";

// инициализируем последовательный порт, частота обмена 38400 бод

mySerial.begin(38400);

// инициализируем индикатор, 16 символов, 2 строки

lcd.begin(16, 2);

lcd.print("FM радио module");

// получаем номер нажатой кнопки

int key = get_key();

// переключаем частоту и выводим название станции на индикатор

// функция определения номера нажатой кнопки

int input = analogRead(A6);

for(k = 0; k < NUM_KEYS; k++)

if(input < adcKeyVal[k])

// функция установки частоты тюнера и отображения названия станции

void setFreq(int n){

mySerial.println(at+freq[n]);

lcd.print(stationName[n]);

Текст программы снабжен достаточно подробными комментариями, за подробностями обращайтесь на следующие ресурсы:

www.arduino.cc (первоисточник на английском языке)

www.arduino.ru (на русском, но менее актуальный и полный)

Есть нюанс с выводом русских букв на двухстрочный индикатор платы расширения NR05. Библиотека LiquidCrystalRus работает только совместно с библиотеками LiquidCrystalExt и LineDriver, поэтому в начале скетча включены все три этих библиотеки. Компиляция должна осуществляться в Arduino IDE версии 1.6.1. Библиотеки можно скачать .

Небольшое видео с демонстрацией работы программы:

Для усиления звукового сигнала и воспроизведения его на мощных акустических системах можно применить новинку Мастер Кит - усилитель низкой частоты D-класса 2.1, 2х50Вт + 1х100Вт.

Устройство представляет собой законченный усилитель низкой частоты в DIY корпусе из прозрачного пластика. Благодаря применению отлично зарекомендовавшей себя микросхемы TPA3116 усилитель обладает минимальным коэффициентом нелинейных искажений, уровнем собственных шумов и широким диапазоном питающих напряжений. Он способен работать с любой акустикой сопротивлением от 4 Ом до 16 Ом. Имеет выделенный 100Вт канал для сабвуфера. Усилитель можно использовать как на открытом воздухе для проведения различных мероприятий, так и в домашних условиях в составе музыкального аудиокомплекса.

FM-тюнер можно встроить под верхнюю крышку корпуса усилителя, просверлив два отверстия диаметром 7 мм для крепления валкодеров.

Таким образом, FM-тюнер MP3510 является высококачественным и функциональным модулем для конструирования устройств с возможностью приема радиостанций в FM-диапазоне, как при автономном использовании, так и в составе аудиосистем с микроконтроллерным и компьютерным управлением.