無線電仍然是最持久和最重要的通信設備之一，至今仍具有相關性。它的演變——從大型、笨重的單元到緊湊、便攜的形式——是非凡的。該設備進一步推動了這一發(fā)展，提供了迄今為止最小的可穿戴和便攜式 FM 收音機之一。

已經(jīng)開發(fā)了兩個創(chuàng)新版本：一種是手表式可穿戴 FM 收音機，另一種是足夠緊湊的耳機。手表風格版本圍繞直徑僅為 2 厘米的 IndusBoard Coin V3 打造。

它采用 3 厘米 GC9A01 圓形 LCD，帶有由 CST816S 觸摸驅(qū)動器 IC 供電的觸摸界面，如圖 1 所示。組裝設備所需的組件列在物料清單表中。

第二個版本旨在用作直接安裝在耳塞內(nèi)的緊湊型 FM 收音機。此版本的原型將很快在另一篇文章中描述。

這些設計的目標是使 FM 收音機盡可能小巧且可穿戴，無論是集成到耳塞中還是無縫嵌入印度河板后面。為了實現(xiàn)后者，選擇了 RDA5807M FM 立體聲收音機模塊。

本文介紹基于觸摸顯示屏的緊湊型 FM 收音機的設計。下一篇文章將探討適合耳塞的第二個版本。

編程

首先，必須通過 Arduino 庫管理器安裝幾個基本庫，可從工具菜單訪問。其中包括：用于管理顯示器的“TFT_eSPI”、用于觸摸屏控制的“CST816S”、用于 FM 收音機功能的“RDA5807M”以及用于處理時鐘功能的“TimeLib”。

圖 2：在 TFT_espi 庫的 User_Setup.h 文件中顯示的配置

安裝庫后，必須配置“TFT_eSPI”庫以支持 GC9A01 顯示器。這包括導航到“文檔”文件夾、打開 Arduino 目錄、訪問“庫”文件夾以及在其中找到“TFT_eSPI”文件夾。在其中，必須打開“User_Setup.h”文件，并且與 GC9A01 顯示相對應的行應取消注釋。然后必須配置 SPI 引腳以匹配 IndusBoard 上的設置。

可以使用板上的任何可用引腳。在這種情況下，引腳 21、1、3、4、5、6、7、8 和 9 用于顯示和觸摸界面。這些引腳定義應正確反映在代碼中。圖 2 顯示了 'TFT_eSPI' 庫的 'User_Setup.h' 文件中的顯示配置。

圖 3：用于設置觸摸驅(qū)動器引腳的代碼片段

在源代碼中，首先包含所需的庫，然后是觸摸屏驅(qū)動程序的設置。然后為 FM 收音機創(chuàng)建一個基本的用戶界面 （UI），其中包含三個按鈕：播放/暫停和兩個用于更改頻道的按鈕。

該代碼監(jiān)控觸摸坐標以識別按下了哪個按鈕并執(zhí)行相應的作，例如更改 FM 頻率或切換播放和暫停。

電路和工作

圖5為微型調(diào)頻設備的電路圖。它圍繞 GC9A01 （MOD1）、IndusBoard Coin V2 （MOD2）、CST816 觸摸屏、立體聲收音機模塊 RDA5807M FM、兩個揚聲器（SP1 和 SP2）、一個 3.7V 鋰聚合物電池和其他一些組件構建。

圖5：電路圖

觸摸顯示屏和 FM 收音機都利用 I2C 協(xié)議進行通信，允許它們連接到 IndusBoard Coin 上的同一 I2C 端口或單獨的端口。為簡單起見，此設置中使用了不同的端口。觸摸顯示器的 SDA 和 SCL 引腳在代碼中定義并相應地連接，如電路所示。觸摸驅(qū)動器使用硬件 I2C 引腳 8 和 9。顯示器本身使用 SPI 并連接到 IndusBoard 的 SPI 引腳，如前面的“UserSetup”文件中所定義。

IndusBoard Coin V2 通過 VIN 或 3V 引腳提供 3.3V 電源，為 GC9A01 顯示器、CST816S觸摸控制器和 FM 收音機模塊供電RDA5807M。所有組件共享一個公共接地 （GND），以確保正常運行。

建設

對于 FM 音頻輸出，音頻插孔或揚聲器可以連接到揚聲器音頻輸出引腳。建議使用音頻插孔，以便根據(jù)需要使用耳機或揚聲器。在該設備中，使用了帶有內(nèi)置放大器的揚聲器。兩個揚聲器（SP1 和 SP2）都連接到RDA5807M的 LOUT 和 ROUT 引腳以提供立體聲音頻輸出。

為了組裝這款緊湊型可穿戴 FM 設備，將組件焊接到 IndusBoard Coin V2 的背面，而 GC9A01 顯示屏安裝在電路板頂部以實現(xiàn)清晰的可見性。

焊接過程從準備 IndusBoard Coin V2 開始。使用帶標簽的圖來識別所需的引腳。其中包括 3V、GND、TX、RX 等引腳和數(shù)字引腳 1 至 44。應清潔電路板以避免焊接問題。

RDA5807M FM 模塊和CST816S觸摸控制器焊接在電路板背面以節(jié)省空間。

對于 RDA5807M FM 模塊，引腳 5 （SCLK） 連接到 IndusBoard 引腳 5 （SCL），而引腳 4 （SDIO） 連接到引腳 6 （SDA）。引腳 2 （GND） 連接到任何可用的接地引腳，例如引腳 1，引腳 7 （VDD） 連接到 3V 引腳，例如引腳 2。引腳 9 （LOUT） 和 10 （ROUT） 直接焊接到揚聲器（SP1 和 SP2）以實現(xiàn)立體聲音頻輸出。一根小天線連接到引腳 3 （FMIN） 并固定到位，以確保有效的信號接收。

對于CST816S觸摸控制器，引腳 6 （SCL） 焊接到 IndusBoard 引腳 5，引腳 5 （SDA） 連接到引腳 6，與 FM 模塊共享 I2C 總線。引腳 4 （RST） 連接到引腳 4，引腳 3 （INT） 連接到 IndusBoard 上的引腳 3。通過將引腳 2 （GND） 連接到接地引腳，將引腳 1 （VDD） 連接到 3V 引腳來提供接地和電源。圖6顯示了用IndusBoard焊接的組件。

圖 6：用 IndusBoard 焊接的組件

FPC集成

IndusBoard Coin 還支持并托管自己的 FPC 生態(tài)系統(tǒng)。定制模塊可以設計為使用 FPC 總線無縫集成。例如，可以開發(fā)定制的 FM 收音機模塊，通過 FPC 連接器連接到 IndusBoard Coin。圖7為項目的雙面PCB，圖8為帶有FPC連接器的IndusBoard。

圖7：器件的PCB

測試

要測試設備，請使用 3.3V 電池為其供電并執(zhí)行以下檢查：

圖 4：FM 收音機用戶界面

使用按鈕更改 FM 電臺

界面顯示三個觸摸感應按鈕：

? 上一個按鈕（左，坐標 prevButtonX=60，prevButtonY=150）：帶有左三角形和細矩形的灰色圓圈

? 下一個按鈕（右，在坐標 nextButtonX=180、nextButtonY=150 處）：帶有直角三角形和細矩形的灰色圓圈

? 測試上一個按鈕：

– 點擊此按鈕可將頻率降低 0.1MHz（例如ample，從 87.5MHz 到 87.4MHz）

– 如果頻率低于 87.5MHz，則環(huán)繞至 108.0MHz

– 顯示屏更新以顯示新頻率（例如ample，“87.4MHz”）

? 測試下一個按鈕：

– 點擊此按鈕可將頻率提高 0.1MHz（例如ample，從 87.4MHz 到 87.5MHz）

– 如果頻率超過 108.0MHz，則環(huán)繞至 87.5MHz

– 顯示相應更新

使用中間按鈕播放和暫停

中間按鈕是播放/暫停按鈕（坐標“playPauseButtonX=120”、“playPauseButtonY=150”），半徑為 30 像素，具有漸變化效（洋紅色外環(huán)，紫色內(nèi)環(huán)）。

? 測試播放：

– 點擊播放/暫停按鈕。

– 如果收音機暫停 （'isPlaying=false'），則按鈕會顯示播放圖標（三角形）。點擊它會取消RDA5807M靜音并將圖標更改為暫停符號（兩個矩形）。

– 如果收音機正在播放 （'isPlaying=true'），則該按鈕會顯示暫停圖標。點擊它會使RDA5807M靜音并將圖標更改為播放符號。

? 音頻輸出：

– 如果檢測到RDA5807M（由綠色狀態(tài)點指示），則當收音機取消靜音時，應通過連接到RDA5807M的 LOUT/ROUT 引腳的揚聲器聽到音頻。

– 使用上一個/下一個按鈕調(diào)諧到已知的 FM 電臺（87.5 到 108.0MHz 之間）以獲得清晰的音頻輸出。

– 如果未檢測到RDA5807M（由紅色狀態(tài)點表示），設備將切換到模擬模式，更新 UI 而不生成音頻。

圖 8：帶有 FPC 連接器的 IndusBoard

調(diào)試和其他檢查

? 使用串行監(jiān)視器：

– 通過 USB 轉(zhuǎn)串行適配器將 IndusBoard 連接到計算機（使用 TX/RX 引腳，如果可用）。

– 檢查“檢測到RDA5807M”或“未檢測到RDA5807M，在模擬模式下運行”等消息，以確認無線電模塊的狀態(tài)。

– 點擊按鈕時監(jiān)控觸摸坐標（如“檢測到觸摸 – 原始 （x， y）：（1234， 567） 映射 （x， y）：（89， 234）”）。

? 觸摸精度：

– 如果觸摸按鈕無響應或不準確，請相應地調(diào)整代碼中的坐標映射。