Si4731-DEMO Si4731 演示板使用手册 1. 特性 支持全球范围内的所有 FM 频带 , 76–108 MHz 支持全球范围内的所有 AM 频带 , 520–1710 kHz 自动搜索 / 全频带扫描 同时支持 48 个 FM 和 48 个 AM 电台存储 FM 无线数据服务 (RDS) 解码功能 (Pi Pty Ps RT CT AF 显示 ) 根据 RDS 信息自动调整时间 / 日期 自动切换备选频率 (AF) 自动检测并设置 AM 步长 单电池 （最低电压 0.9 V）或三节电池工作模式 可调整的参数包括： 信道步长 自动搜索有效台时 SNR/RSSI 参考门限值 SNR/RSSI 参考门限值 信道滤波器带宽 立体声和单声道的混合度门限值 频带的上下端限制 预加重 (50 us or 75 us) AM 步长检测判断的门限值 软静音的 立体声指示 带静音功能的音量控制功能 AM/FM 信道频率显示及信道信号质量显示 电池电压显示 万年历功能 3 x 4 矩阵键盘控制接口 数字健直接输入电台频率功能 2. 产品简介 这套 Silicon Laboratories Si4731 演示板所实现的 AM/FM 收音机设计方案具有大量的增强特性，这些特性充分展示 了 Silicon Laboratories 的 AM/FM 及 MCU 芯片的强大功能。Si4731 芯片采用 20 管脚的 3 x 3mm QFN 封装，这与 Silicon Labs 的所有具有 FM 接收，发射及收发功能的 Si47xx 系列兼容。主控芯片采用 Silicon Laboratories 的内部带 振荡器和 DC-DC 的 C8051F930 MCU。显示部分采用了一款 79 x 101 的点阵型 LCD，能够显示包括 RDS 信息在 内的各种信息。整个演示板可由3节AAA电池供电或者一节AA电池通过C8051F930 MCU内部的dc-dc转换器供电。 Rev. 0.1 5/08 Copyright © 2016 by Silicon Laboratories Si4731-DEMO Si4731-DEMO 3. 功能介绍 图 1 和 图 2 显示了演示板的器件分布 JP1 J2 J1 U1 J15 U2 J14 LCD S14 2 1 3 4 S15 U4 JP2 J3 Reset Key T1 J4 JP4 JP3 KeyPad 图 1. Si4731 演示板显示万年历时的正面图形 U3 J5 图 2. Si4731 的背面图形 2 Rev. 0.1 Si4731-DEMO 电源 : S14: 3 节电池 / 1 节电池 供电选择 S15: 电源供电 开 / 关 音频接口： J14: 音频输入 ( 暂未用到 ) J15: 音频耳机接口 天线选择 : J1: FM 拉杆天线 BNC 接头 J2: FM 直连传导测试用的 SMA 接头 J3: AM 直连传导测试用的 SMA 接头 J4: AM 环形天线接头 J5: JTAG 接头 T1: AM 环形天线阻抗变换器 ( 板上未焊接 ) JP1: FM 输入天线选择 3 2 4 1-2: FM SMA 连接 (J2) 1-3: FM 拉杆天线 (J1) 1-4: FM 耳机天线 (J15) 1 JP2: AM 输入天线选择 4 1 3 1-2: AM 磁棒天线 1-3:AM 环形天线 (J4) 1-4: AM SMA 连接 (J3) 2 JP3: AM 天线类型选择 Open: AM 磁棒天线 Short: AM 环形天线 JP4: FM PCB 走线短天线选择 Short: 选择板上嵌入的 PCB 走线作为 FM 的短天线，这种天线适用于 Si4704/05/1x/2x 等型号 Open: 不用板上的 PCB 走线天线 主要元器件 : LCD: 79x101 点阵型 LCD U1: Silicon Laboratories Si4731 AM/FM/RDS 收音芯片 U2: 音频放大器 U3: Silicon Laboratories C8051F930 MCU U4: LDO 稳压 IC 控制接口 : 复位键 : MCU 的复位键 键盘 : 3 x 4 的控制输入键盘矩阵 Rev. 0.1 3 Si4731-DEMO 4. 操作说明 本段描述 Si4731 演示板的工作模式。这里主要有两种工作模式 : 万年历模式 和 AM/FM 收音机模式 . 4.1. 万年历模式 在上电 （或者电路复位）后，演示板自动进入万年历模式，显示如下信息 : 年-月-日 小时 - 分钟 星期 电池电压 演示板在万年历模式下的显示见图一。 在万年历模式下 , SET/9 按键用来控制进入或者离开设置状态。M+/3 和 M-/7 按键用来选择不同的可设置条目 ( 小时 , 分钟 , 年 , 日 , 月 ). UP/4 和 DOWN/8 按键用来设定被选中条目的值。 万年历的日期 / 时间也可以利用广播电台发射的 RDS 中的 CT 信息来自动设置，在后面的章节中会介绍如何用 RDS 的 CT 信息设置时间。 4.2. AM/FM 收音机模式 在万年历模式下 , POWER 按键用来进入 AM/FM 收音机模式，在此模式下显示的如下信息见图 3 和图 4 的描述： 1. 信号的 SNR 值 2. 信号的 RSSI 值 3. 广播频率 4. 电池电压量指示图标 5. 广播频率单位 6. 立体声指示图标 7. 音量大小指示图标 8. 广播 AM/FM 频段指示 9. RDS 信息显示 6 1 3 2 4 7 5 8 9 图 3. LCD 在 FM 模式下的显示 4 Rev. 0.1 Si4731-DEMO 1 3 2 4 7 5 8 图 4. LCD 在 AM 模式下的显示 4.2.1. 广播频段选择 在收音机模式下， BANDS/0 按键用来在 AM 频段和 FM 频段之间切换。 4.2.2. 时间 / 日期 的自动设置 很多广播电台广播的 RDS 信息中带有 clock/time(CT) 信息，此演示板能够接收这些信息并自动地按照接收到的信息 设置演示板本地的时间和日期。在 FM 频段下 , 当接收到 RDS 的 CT 信息后 LCD 上会显示 CT 指示图标，这时 MEM/ AL/1 按键可用来以接收到的 CT 信息更新本地的万年历时间和日期。需要注意的是广播电台每分钟只发射 CT 信息一 次，而且不是所有的广播电台都发射 CT 信息。 4.2.3. 备选频率 (AF) 自动切换 演示板能接收 RDS 信息中的备选频率 (AF) 信息。当接收到 AF 信息后 LCD 上会显示 AF 指示图标。在当前收听的 电台频率的信号因某种原因变得很差时，演示板会自动地切换到一个信号质量较好的备选频率上。 4.2.4. 调台 / 自动调台 在收音机模式下 , 按下 UP/4 或者 DOWN/8 键小于 0.5 秒就松开，电台频率会改变一个步长的频率；当按着按键的 时间大于 0.5 秒但小于 3 秒时，演示板会自动搜索下一个有效的电台。 4.2.5. 扫描 在收音机模式下，MSCAN/5 按键用来扫描当前整个频段以找到所有的有效电台并加以存储。随后就可以用 M+/3 和 M-/7 按键来快速的选择这些预存起来的电台。在扫描过程中再次按下MSCAN/5按键或者按下UP/4 或DOWN/8按键 会中止扫描过程。 4.2.6. 参数设置 在收音机模式下， SET/9 按键用来选择参数设置菜单，如图 5 和图 6 所示。 M+/3 和 M-/7 按键选择菜单中不同的参 数条目， UP/4 和 DOWN/8 按键设定选中的参数条目的值。如果将设置条目 “Factory Def” 的值设为 “Yes”， 所有 参数条目值均将恢复为出厂设定的默认值。 Rev. 0.1 5 Si4731-DEMO 图 5. LCD FM 设置菜单显示 图 6. LCD AM 设置菜单显示 4.2.7. 数字按键 在收音机模式下，FUNC/DIGIT 按键用来打开 / 关闭键盘的数字输入功能。在打开数字输入功能时，“Dig” 指示符 会被显示，并且所有标示有数字的按键只能被用来输入频率数字。输入的频率数字如果在频带的范围内，将会被看 作是有效的。如果输入超过频带范围的频率数字，与这个数字相差最小的那个频带边界就会取而代之并被显示。 4.2.8. 音量控制 VOL+/2 和 VOL-/6 按键用来调整音量，当音量达到最小时，音频输出会被静音。 4.2.9. AM 信道步长自动设置 在 AM 频段下，按下 MEM/AL/1 按键，演示板将会自动检测并设置当前所在地区的 AM 信道步长是 9K 还是 10K, 判 断的标准是分别在 9K 和 10K 的步长下，一种步长收到的有效电台数比另一种步长的有效电台数多 n 个， n 可在参 数菜单中设置，见表 2。再次按下 MEM/AL/1 键将中止此动作。 6 Rev. 0.1 Si4731-DEMO 5. 控制接口介绍 总共有 12 个控制演示板的按键分布如下 : MEM/AL/1 VOL+/2 M+/3 MSCAN/5 VOL-/6 M-/7 BANDS/0 FUNC/DIGIT SET/9 UP/4 DOWN/8 POWER 图 7. Human Interface Keys 每一个按键在不同的操作情况下具有不同的功能： 万年历 / 收音关断模式 : 收音机功能被关闭。 LCD 显示万年历，按键用来设置时间 / 日期。 AM/FM 收音机模式 : 收音 IC 处于正常工作模式 (FM or AM)。 收音机功能打开，LCD 显示收音机的设置，按键用 来调整这些设置。 数字输入模式: 收音IC处于正常工作模式(FM or AM)。收音机功能打开，LCD显示收音机的设置，按键用来直接 输入电台的频率。 续 在不同模式下按键的功能如下表 1: 表 1. 按键功能描述 按键 / 模式 万年历模式 调谐关闭 收音机模式 调谐打开 MEM/AL/1 无定义 FM 模式 : 根据 RDS 中的 CT 信息调整万年历的时间和日期 AM 模式 : 自动检测并设置本地的信道步长。 POWER 打开收音机功能 关闭收音机功能进入万年历模式 . ( 收音机的参数会被存储到闪存 )。 SET 进入万年历设置状态 打开收音机的设置菜单 . ( 参数列表见表 2)。 BANDS 无定义 在 FM 频段和 AM 频段之间切换。 UP/ DOWN 按键按 下时间 <0.5s 在万年历设置状态下 , 在收音机设置菜单状态下 , 改变一次当前选中的参数。 改变一次当前选中的 在正常收音机状态下，根据步长改变一次收音机频率 条目的值 执行自动搜台功能 0.5s< 按键按 下时间 <3s 按键按 下时间 > 3s MSCAN 快速改变当前选中的 条目的值 快速改变当前的参数的值或者当前的频率值 无定义 扫描频段内所有有效频点并加以存储 Note: 注意 : 在收音机模式下，按下 Set 按键（不放开），然后按 BANDS 按键可打开 / 关闭组合键信息显示。用 Set 和 MSCAN 合 成的组合键来切换不同的组合键功能显示。 Rev. 0.1 7 Si4731-DEMO 表 1. 按键功能描述 ( 续 ) 按键 / 模式 万年历模式 调谐关闭 收音机模式 调谐打开 M+/ M– 在万年历设置状态下， 选择下一个条目 . 在设置菜单打开状态下，选择下一个被摄制的参数 在正常的收音状态下，选择下一个预先存储的频点 无定义 减小或者增大一级音量 Vol+ / Vol– <3s 快速增大或者减小音量 >3s FUNC/DIGIT 无定义 打开 / 关闭键盘的数字输入功能 组合键 无定义 A: 收音 IC 的版本 B: 固件版本 C: 变容二极管值 D: AGC 状态 Note: 注意 : 在收音机模式下，按下 Set 按键（不放开），然后按 BANDS 按键可打开 / 关闭组合键信息显示。用 Set 和 MSCAN 合 成的组合键来切换不同的组合键功能显示。 表 2 列出了在设置菜单中可被修改的 FM 和 AM 收音机参数： 表 2. 可设置收音机参数表 FM 参数 8 AM 参数 步长 : 50/100/200KHz 默认值 : 100KHz 步长 : 1/9/10KHz 默认值 : 9KHz 自动搜台门限 RSSI: 0 – 127 dBuv 默认值 : 20 dBuV 自动搜台门限 RSSI: (0 – 63dBuv 默认值 : 25 dBuV 自动搜台门限 SNR: 0 – 127 dB 默认值 : 03 dB 自动搜台门限 SNR: 0 – 63dB 默认值 : 05 dB 预加重 : 50us or 75us 默认值 : 75us 预加重 : 00 disable, 50us 默认值 : 00 频带上限 : 最大 108MHz 默认值 :107.90MHz 频带上限 : 最大 1710KHz 默认值 :1710KHz 频带下限 : 最小 76MHz 默认值 : 87.50MHz 频带下限 : 最小 520KHz 默认值 : 522KHz 信道滤波器带宽： 00/40K/60K/80K/ 100KHz 默认值 : 00 ( 自动 ) 信道滤波器带宽： 1/2/3/4/6KHz 默认值 : 2KHz RClock: 0: AFC 功能关闭 32763~32773 默认值 : 32768 RClock: 0 AFC 功能关闭 32763~32773 默认值 : 32768 软静音速率 : (0 – 255) 默认值 : 64 软静音速率 : 0 - 255 默认值 : 64 软静音 SNR 门限值 : (0 – 15dB) 默认值 : 4dB 软静音 SNR 门限值 : 0 – 63dB 默认值 : 10dB 软静音最大衰减 : (0 – 31dB) 默认值 : 16dB 软静音最大衰减 : 0 – 63dB 默认值 : 16dB Rev. 0.1 Si4731-DEMO 表 2. 可设置收音机参数表 ( 续 ) 声道混合单声道门限 : (0 – 127dBuv) 默认值 : 30dBuv 软静音衰减斜率 : 1 - 5 默认值 : 2 声道混合立体声门限 : (0 – 127dBuv) 默认值 : 49dBuv 恢复出厂设定 : on/off 默认值 :off 手动设定 AGC : on/off 默认值 : off AM 步长自动检测判断门限值 : 1,2,3,4,5,6 默认值 = 2 AGC 增益索引值 : 0 – 26 默认值 : 0 恢复出厂设定 : on/off 默认值 :off RDS/RBDS 选择 默认值 : RBDS Rev. 0.1 9 Si4731-DEMO 6. Bill of Materials C8051F930 MCU ，带有 64k flash 程序存储空间 , 4 kB RAM 和内置 DC-DC 转换器 AM/FM 接收芯片 Si4731 ，支持外部 32768Hz 晶振。 ST7588T LCD 驱动芯片 LM4910 音频放大芯片 详细列表见表 3 表 3. Si473x 演示板 BOM 编号 数量 名称 描述 元器件值 1 3 C1, C16, C29 CAP,SM,0603,X7R 0.47 µF 2 2 C4, C13 CAP,SM,0603,X7R 4.7 µF 3 8 C15, C23-28, C41 CAP,SM,0603,X7R 1 µF 4 6 C10, C14, C19, C37, C39–40 CAP,SM,0603,X7R 0.1 µF 5 4 C2 ,C3, C21–22 CAP,SM,0603,X7R 22 pF 6 2 C8, C12 CAP,SM,0603,X7R 220 pF 7 2 C11, C18 CAP,SM,0603,X7R 820 pF 8 3 C5–7 CAP,SM,0603,X7R 100 pF 9 4 C17, C38, C44, C46 CAP,SM,0603,X7R 1 nF 10 8 C32–36, C54–C55 ,C43 CAP,SM,0603,X7R NP 11 3 C30 ,C45, C53 RES,SM,0603 0R 12 1 C9 CAP,SM,1210,tantalum 100 µF/6.3 V 13 1 C31 CAP,SM,1210,tantalum 220 µF/4 V 14 4 R1–2, R3 ,R25 RES,SM,0603 0R 15 11 RES,SM,0603 10 kW 16 2 R5, R11 RES,SM,0603 12 kW 17 4 R20, R22–23, R28 RES,SM,0603 1 kW 18 2 R4,R6 RES,SM,0603 5k6 19 2 R8, R10 RES,SM,0603 6k8 20 3 R9, R16–17 RES,SM,0603 2 kW 21 2 R18–19 RES,SM,0603 100R 22 5 RES,SM,0603 NP 23 1 R12 RES,SM,0603 4k7 24 3 R13–14, R33 RES,SM,0603 100k 25 4 B1–4 FERRITE BEAD,SM,0805 2k5/100M 26 1 L1 IND,SM,0603 120 nH 27 1 L2 IND,SM,0603 270 nH 28 2 L3–4 RES,SM,0603 0R 29 1 U1 Si47xx, MLP20-3MM Si47xx 30 1 U2 LM4910,SOP8 LM4910MA 10 R7, R27, R29–32, R34, R36–39 R15, R21 ,R24, R26 ,R35 Rev. 0.1 Si4731-DEMO 表 3. Si473x 演示板 BOM ( 续 ) 31 1 U4 REGLATOR,SOT23 XC62FP3002MR 32 1 U3 C8051F920/30-GQ,LQFP32 C8051F920/30-GQ 33 1 D1 DIODE,SM,ESD,SOT23 BAV99 34 2 D2–4 DIODE,SM,ESD,SOT23 CM1214-01ST/SO 35 1 Q1 TRANSISTOR NPN SOT23 2N3904 36 1 T1 MW AIR LOOP ANTENNA TRANSFORMER SLMWTF01 37 1 J5 CONN,TH,2X10,HDR 38 1 J4 Wire holder 39 2 Y1–2 Crystal 32.768 kHz 40 2 J14–15 Stereo earphone jack 3.5 mm 41 2 JP3–4 CONN,TH,1X2,HDR CONN,TH,1X2,HDR 42 2 JP1–2 CONN,TH,1X4,HDR CONN,TH,1X4,HDR 43 4 J10–13 CONN,TH,1X5,HDR CONN,TH,1X5,HDR 44 1 J1 BNC_VERTICAL BNC for whip 45 2 J2-3 SMA_VERTICAL SMA for FM/AM 46 1 S14 SLIDE SWITCH With 3 Double Pole Double Throw Switches inside 47 1 S15 Single Pole Double Throw Switch 48 13 S1–13 Button Switch 49 1 LCD1 LCD 101*79 dots 50 1 ANT2 MW ferrite antenna 220 µH 51 1 ANT3 MW loop antenna 10–20 µH 52 1 BAT2 Battery BOX ,AAA*3 SIZE 53 1 BAT1 Battery BOX ,AA SIZE DC TO DC 电路所需元器件 54 1 L5 IND,SM,1008 0.68 µH 55 1 C42 CAP,SM,0603,X7R 4.7 µF Rev. 0.1 11 图 8. Si4731 演示板原理图 – 射频和音频部分 Si4731-DEMO 7. 12 原理图 Rev. 0.1 图 9. Si4731 演示板原理图 – MCU 部分 Si4731-DEMO Rev. 0.1 13 Smart. Connected. Energy-Friendly Products Quality Support and Community www.silabs.com/products www.silabs.com/quality community.silabs.com Disclaimer Silicon Laboratories intends to provide customers with the latest, accurate, and in-depth documentation of all peripherals and modules available for system and software implementers using or intending to use the Silicon Laboratories products. Characterization data, available modules and peripherals, memory sizes and memory addresses refer to each specific device, and "Typical" parameters provided can and do vary in different applications. Application examples described herein are for illustrative purposes only. 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