RDA5807FP升级版

之前开源过使用RDA5807FP制作的简易收音机，就是不需要主控，只用它加上一些外围电路就搭建起来的收音机。

今天来详细了解一下它，并且将之前的升级一下，至少是加入主控芯片，然后再加个显示屏之类的。

在手册第一页我们关注几点。

就是它的电压范围是2.7V~3.3V，一般给个3.3V，刚好也是大多数单片机的供电电压。

另外我们需要给它晶振，支持很多种，但是一般我们给个32.768KHz的晶振就可以了，这也是它寄存器里的默认配置。

最后就是它可以接收到的频率是50~108MHz，我国的广播频率范围是被包含在里面的，可以正常使用。我这边能搜到的台都是在70~90MHz的。

首页没有提到的一个重要的点是它支持I2C控制。

另外它没有I2C控制其实也是可以的，但是它的手册里没有体现出来，我之前还是通过热心网友才知道的。

可以先来看看它的引脚，SOP16封装，还是比较好焊接的。

其中有五个GND，还有个RF GND，不过我们直接把它们都接到GND就行，手册里给出的原理图也是这样的。

或许最好是要单点接地什么的？我对这方面不是很了解。

然后它甚至还有三个GPIO可以用，反正我是没用到，给它悬空就行，不过你具体要不要用可以看后面介绍寄存器的时候再做决定。

外围电路不复杂，直接抄手册里的就行。

顺带一提，F1和F2是磁珠（以防小白小伙伴没看出来）。

实测C7和ESD不加也没事，因为我做的时候忘记了，但是你们记得加上，我这收音信号不好或许就跟C7有关系。

我画出来差不多是下面这样。

我用的立创EDA，不过立创商城里没有RDA5807FP。

要使用的话可以自己画封装，或者像下图这样用别人画好的。

淘宝买的话，一个芯片差不多是一块钱左右。

关于RDA5807FP的外围电路就先说这么多，反正跟着手册画就行。

接下来重点要看寄存器，这是我们使用I2C去控制它的关键。

它支持两种模式的I2C，一种是连续模式，另一种就是标准I2C。

连续模式我们不用管，我觉得用起来很麻烦，所以我们只看标准I2C就行。

标准I2C就不用我多介绍了吧。

它的从机地址是0010001，写地址就是0010 0010（0x22），读地址就是0010 0011（0x23）

它有五种工作模式。

不过我不算讲，反正后面我们只要能用就行了，记那么多概念没用。

我们按照手册里的步骤来。

第一步就是复位，复位完再上电。

复位就是把0x0002写到02H寄存器里，上电操作就是把0xC001写到02H寄存器里。

这一步涉及到的寄存器就是02H，所以我们先来看02H。

每个寄存器都有俩字节。

整个截图有点大，我们先看高八位。

Bit15是音频高阻，可以看做是使能位，0就是高阻，也就是没声音，1就是正常，有声音。

Bit14是静音，0就是静音，1就是正常。

Bit13是单双声道，默认0双通道，如果你想要单声道（万一呢），就改为1。

Bit12是低音增强，1开启，不过反正我是没听出什么区别。

Bit11手册里标黄底了，说明挺重要，但是可惜的是我没看懂啥意思，反正我们就按照它默认的0别改就行。

Bit10同上。

Bit9和Bit8用来自动搜台的，一个是启动搜台，一个是决定搜台方向，这个后面代码部分细聊。

接下来是低八位。

Bit7也是跟搜台相关的，原谅我英语不好，没理解啥意思，反正看不懂的咱就按照默认值处理。

Bit6~Bit4三位用来选择晶振频率，默认是000也就是32.768KHz，如果用的别的晶振就要修改。

Bit3启用RDS，那么这个RDS是什么呢，我不懂，大概查了一下RDS 即 Radio Data System（无线数据广播系统），貌似是没啥用，启不启用都行，我就不用了。

Bit2启用新的调解方法，提升1dB的灵敏度，1db有多少不太清楚，应该不是很多吧。。。也是启不启用都行，我就用了。

Bit1和Bit0比较关键，一个是复位，一个是启动。

所以我们复位的时候是往02H写入0002，就是单单把bit1给置1，也就是软件复位。

然后等待50ms等它复位完再写入0xC1启动。

0xC001就是1100 0000 0000 0001。

结合着寄存器的含义我们就知道手册让我们写入0xC001是做什么了。

就是使能芯片，取消音频高阻，解除静音。

如果要改配置的话，我们再修改写入的值就是了，比如说我要用新的调解方法，哪怕就1db我也想用，那么我写入的就是0xC005。

写完之后我们要等待600ms。

是从手册里的伪代码里看到的。

保险起见可以多延时一会儿。

接下来我会把一些步骤的代码贴出来，我用的是STC32，要用别的芯片也是可以的，反正大概看个意思就行，show me the code是吧。

void Z_RDA5807FP_Init(void){

    u8 temp[2] = {0};   

    // 复位

    temp[0] = 0x00; temp[1]=0x02;

    I2C_WriteNbyte(RDA5807FP_ADDR, 0x02, temp, 2);  

    delay_ms(50);

    // 上电

    temp[0] = 0xC0; temp[1] = 0x05;

    I2C_WriteNbyte(RDA5807FP_ADDR, 0x02, temp, 2);

    delay_ms(600);

    // 修改频段为76~108MHZ

    I2C_ReadNbyte(RDA5807FP_ADDR, 0x03, temp, 2);

    temp[1] |= 0x08;

    I2C_WriteNbyte(RDA5807FP_ADDR, 0x03, temp, 2);

}

下一步为了确保芯片没问题，可以读取一下芯片ID。

00H这个寄存器，高八位就是芯片ID了，固定是0x58，如果读出来不是的话，你就要好好反思一下自己是哪里出了问题了。

只读一个字节就行，读两个也可以，我读出来是0x58 04。

u8 Z_RDA5807FP_GetID(void){

    u8 ID[2] = {0};

    I2C_ReadNbyte(RDA5807FP_ADDR, 0x00, ID, 2);

    printf("ID is %#X %#X\r\n", ID[0], ID[1]);  // 0x58 0x04

    return ID[0];

}

ID读出来没问题的话就等于是可以让RDS5807FP工作了，作为一个收音机，它最重要的就是收音嘛，所以我们可以来看看如何搜台。

先看03H这个寄存器。

高十位，从bit6到bit15，这个值乘上间距再加上基数，就是收音的频率。

间距是根据bit0和bit1去决定的，比如说默认是00，那么间距就是100kHz。

然后基数我们就看b（这里打断一下，至于为什么打断看下图，有点无语）it2和bit3，比如说默认还是00，那么接收的频率范围就是87~108MHz，基数就是这个87MHz。

所以如果我其他配置都是默认的，然后bit6~bit15写入的数是100。

那么就是设置收音的频率为100 * 100KHz + 87MHz，也就是97MHz。

Bit5没用。

Bit4开启调谐。

如果我们是自动搜台的话，那么就不需要管bit4。

如果我们是指定频道的话，就需要在指定的时候把bit4置1。

指定频道就是通过上面的公式写入bit6~bit15来指定频率，然后再把bit4置1开始调谐。

那我们设置完频率之后，我们应该如何得知设置完了，而且当前的频率是个广播台呢？

这就要看0AH和0BH俩寄存器了。

这俩寄存器都是专门存放标志位供我们查询的寄存器。

Bit15是RDS准备就绪标志位，开启RDS在前面02H的bit3。

Bit14是搜索或者调谐完成标志位，如果我们是自动搜台，那就是搜索，如果是自定义频率，那就是调谐。

我们就要看这一位是否置1来判断搜台结束没有。

Bit13是搜台失败的标志位，如果它被置1了，就表示搜台失败。

Bit12是RDS同步标志位。

跟RDS直接相关的都标黄底了，表示还蛮重要的，但是我其实不是很懂RDS是干嘛的，所以我压根没用它，因此跟RDS有关的我都忽略掉了。

Bit11我也没看懂啥意思，跟RDS有关，不管它了。

Bit10是立体声标志位，一般我们没去动它就是双声道。

Bit9~bit0跟03H寄存器的bit15~bit6差不多，都是表示频率，不过03H的是设置频率，而0AH的是读取频率。

读取当前频段的代码差不多是下面这样的。

// 获取当前频段

double Z_RDA5807FP_GetChannel(void){

    u8 temp[2];

    double channel = 0;

    I2C_ReadNbyte(RDA5807FP_ADDR, 0x0A, temp, 2);

    channel = (0x1F & ((temp[0] << 8) | temp[1])) * 0.1 + (spaceFlag == 0 ? 76 : 87);

    printf("0x0A is %#X %#X, channel is %f\r\n", temp[0], temp[1], channel);

    return channel;

}

不过我多加了个spaceFlag，因为默认频率范围是87~108MHz，我修改为了76~108MHZ，但是我转念一想，这个范围会不会太大了，万一写死的话要改岂不是很麻烦。

然后刚好我画的板子上有四个按键，刚好多出一个不懂干嘛用，就拿来修改频率范围算了，所以就有了这个spaceFlag来决定基数频率是多少。

如果就用一种范围的小伙伴可以直接把那部分写死。

切换频率范围的函数如下

// 切换频率范围

void Z_RDA5807FP_ChangeSpace(void){

    u8 temp[2] = {0};

    I2C_ReadNbyte(RDA5807FP_ADDR, 0x03, temp, 2);

    temp[1] &= 0xF0;

    if(spaceFlag == 0){     // 将频段修改为87~108M

        spaceFlag = 1;

    }else{                  // 将频段修改为76~108M

        temp[1] |= 0x08;

        spaceFlag = 0;

    }

    I2C_WriteNbyte(RDA5807FP_ADDR, 0x03, temp, 2);

    printf("0x03 is %#X %#X\r\n", temp[0], temp[1]);

}

 

计算公式用的是同一种。

看完0AH我们就知道如何判断搜台结束了没有以及搜台成功了没有。

I2C_ReadNbyte(RDA5807FP_ADDR, 0x0A, temp, 2);

        if((temp[0] & 0x40) && !(temp[0] & 0x20)){

            printf("find channel success\r\n");

            return 1;

        }

靠的就是bit14和bit13两位。

接下来看看0BH。

Bit15~bit9是信号强度。

Bit8来表示当前的频率是不是一个频道。

Bit7是FM READY？？？英文不太好，或许跟初始化相关，表示初始化完成没有。

不过我是参照手册里的来，直接延时600ms然后默认你初始化完成。

Bit6和bit5没用。

Bit4~bit0跟0CH、0DH、0EH、0FH这几个寄存器相关，而这几个寄存器跟RDS相关，所以我们就不看了，包括后面几个寄存器。

其实0BH基本不用怎么看，咱就看个信号强度，不过我们读取到的信号强度是6位的原始数据，看样子好像还要做什么对数处理，具体我不是很懂，所以没用。

还有就是bit8来判断当前频率是不是一个频道。

我是用的自动搜台，所以搜出来的肯定是个频道，因此这一位我也不看。

说到自动搜台那么我们就需要回顾一下02H了。

靠bit9和bit8来开启自动搜台以及搜台方向。

不过我实测的结果是貌似搜台方向不是很管用，有时候我选择向上搜台，它反而搜出来的频道的频率比之前的更低。

也有可能是我信号不好，再往上就没频道了也说不定。

// 向上搜台

u8 Z_RDA5807FP_AddChannel(void){

    u8 temp[2] = {0};

    u8 i = 0;

    I2C_ReadNbyte(RDA5807FP_ADDR, 0x02, temp, 2);

    temp[0] = (temp[0] & 0xFC) | 0x03;

    I2C_WriteNbyte(RDA5807FP_ADDR, 0x02, temp, 2);

    for(i = 0; i < 100; ++i){

        delay_ms(200);

        I2C_ReadNbyte(RDA5807FP_ADDR, 0x0A, temp, 2);

        if((temp[0] & 0x40) && !(temp[0] & 0x20)){

            printf("find channel success\r\n");

            return 1;

        }

    }

    printf("find channel fail!\r\n");

    return 0;

}

 

另外需要提的就是我们给它设置的步距（03H的bit1和bit0）越大，搜台越快，但是也不能太大，否则可能会遗漏一些频道。

一般来说我们按照默认的100KHz就行。

上面的内容就足够我们去做一个收音机了，事实上我已经把核心代码都贴出来了。

不过接下来我们接着看看其他寄存器，因为我们还漏了一些内容，比如说那三个被我悬空的GPIO口，我是没打算用，但万一你们想用呢？

按照顺序来看看04H。

Bit15跟RDS相关不看。

Bit14是来设置GPIO2的中断的，设置为1就是使能中断，当搜台结束之后，GPIO2会发一个低电平脉冲，我们可以把它接到单片机上来接收。

这样就不用通过读取0AH的bit14来判断是否搜台结束。

不过我没用。

Bit13和bit12是RDS相关的不看。

Bit11设置去重时间，听说是美国广播设置为0，欧洲广播设置为1，这样能提高音频质量。咱中国我就不清楚了，按照默认的来吧，应该差别不是很大。

Bit10为保留位，固定为1。

Bit9软键静音使能位，没用过，不懂效果怎么样，反正给它的音量设置为0之后还是有声音出来。

Bit7也是保留位。

Bit6使能I2S，如果使能了I2S，那么三个GPIO口都会变成I2S的线。

使用I2S的话我们就可以读取到音频数据了，也就是可以外接功放了。

不过我没用，我选择最省事的耳机，不仅耳机本身的线充当了天线，而且直接把左右声道接到耳机座就行了。

剩下六位是来设置三个GPIO口配置的，应该都能看懂，我就不一个个说了。

接下来是05H。

Bit15是设置中断模式，之前有提过，我们可以设置GPIO2在搜台结束后发送低电平。

我们可以通过bit15设置这个脉冲时间为5ms，或者是低电平一直持续到我们读取寄存器0CH。

Bit14和bit13设置搜索模式，没看懂啥意思，按照默认值来吧。

Bit12保留位。

Bit11~bit8设置搜台的信噪比阈值，就是信号低于这个阈值我们就不当它是个频道。

Bit7和bit6设置LNA输入端口，具体是干什么的不太清楚。

Bit5和bit4保留位。

Bit3~bit0来设置音量大小，数值越大声音越大，不过就算设置为了0还是有点声音。

06H寄存器是来配置I2S总线的，我这边没有用到，所以就不看了。

07H我也没看很懂，不过一般情况也用不到，所以我就这边贴出来，感兴趣的自己看。

那么至此，关于RDA5807FP我们就基本了解了。

接下来轮到我们硬件设计了。

供电部分选择经典的TP4056，根据接的锂电池大小去选择接到TP4056的PROG上的电阻。

同时也可以用Type-C充电和供电。

电源芯片选择TX4401，将供电转为3V3，之前介绍过（偷偷打个广告，详情见公众号“折途想要敲代码”）。

主控芯片选择的是STC32G8K48，20引脚的，我现在DIY基本用的都是STC的，如果性能不够就直接上ESP32。

其实选这个型号是资源冗余了，用STC8都可以的，你们换别的芯片也行。

其实就用个I2C，然后接出了四个中断引脚接按键，再把烧录的接口留出来。

最后就是照着手册抄的RDA5807FP。

最后给大伙看看成品。

代码看附件。