turtushig22-blip/tea5767-radio-tuner 来源：https://github.com/turtushig22-blip/tea5767-radio-tuner 许可证：MIT # 基于TEA5767的收音机调谐器 基于ESP32的FM收音机，采用TEA5767调谐器、KY-040旋转编码器、PAM8403放大器和0.96英寸OLED显示屏。定制PCB设计。 ### 项目历史 本项目于2026年1月使用TEA5767收音模块和Arduino UNO搭建了FM收音设备。第二阶段旨在设计一块紧凑的定制PCB板，进行进一步改进，同时保持设计的简洁和可复现性。我将在推进PCB设计的过程中，在本仓库记录相关步骤（因此，希望我能完成这个项目）。原型Arduino电路的主要功能包括手动和预设FM调谐、在16x2 LCD上显示当前频率，以及通过有线耳机输出音频。由于TEA5767模块没有内置扬声器放大器，需要直接焊接在模块上，因此我们无法使用扬声器输出声音。原型电路的照片和电路原理图如图1和图2所示。 图1 [使用Arduino UNO的原型照片]。 图2 [原型电路原理图]。 如需观看原型的视频演示，请访问 https://youtu.be/HQ7OcgIyThs；有关理论、元件选型和电路设计的详细分析，可阅读此 PDF文件。 ## 演变为PCB设计项目 ### 原理图 为进一步改进项目，我决定在改进收音设备的同时，将其作为我的第一个PCB设计项目。所做的改进包括：PAM8403放大器将音频输入两个3瓦、4欧姆的扬声器，同时充当音量控制器；使用ESP32开发板替代Arduino UNO以节省PCB空间；使用0.96英寸OLED显示屏替换16x2液晶显示屏，出于类似考虑；以及使用KY-040旋转编码器，同时作为手动频率和预设频率控制器。在深入PCB设计之前，我花时间确保电路能在面包板上工作。在此过程中，我意识到一些重要事项，包括尽管TEA5767模块设计为5V供电，但它可以（且应该）由3.3V供电，以保护ESP32模块的数据引脚。微控制器制造商Nulllab提到，I/O引脚电压超过3.6V可能导致芯片损坏，而将TEA5767模块以5V供电并将SCL和SDA引脚连接到微控制器的数据引脚，会将这些引脚驱动至5V，使其面临烧毁风险。有关ESP32-DevKit-32E的更多信息可在 esp32-devkit-32e 找到。此外，引起注意的还包括PAM8403需要由微控制器以外的电源供电。我使用的扬声器是3瓦扬声器（因为有两个，总共6瓦），因此假设我们用5V为放大器供电，电流为I = P / V = 6W / 5V = 1.2A。通过微控制器引脚的这个电流量大大超过了制造商规定的限制（每引脚绝对最大值：40mA）。因此，放大器和微控制器并联连接到一个5V 1.5A容量的变压器上。由于放大器需要大电流运行，甚至需要更大电流来播放音乐，建议使用能提供超过1A的适配器，以避免音量调大时电路其他区域出现电压下降。考虑到这一点，我开始在KiCad的原理图编辑器中绘制电路图。原理图如图3所示。 图3 [基于ESP32的电路原理图]。（为了将音频信号从TEA5767模块传输到PAM8403放大器，我使用了一根裸线端的3.5mm插孔，然后连接到放大器的L、G和B引脚。注意，这些连接未在电路原理图中反映，因为KiCad不允许设备的原理图符号拥有超过设备封装的引脚数，这对于TEA5767模块变得有点复杂，因为它没有指定的L、G、R引脚。解决此问题的一种方法是在原理图编辑器中绘制3.5mm插孔；然而，由于插孔和两个模块之间的连接永远不会实际接触PCB，我决定简单地将放大器上的引脚保留为未连接，并仅绘制具有其物理引脚的TEA5767）。 ### 封装 由于项目需要KiCad中没有现成封装的模块，我也用它来学习创建自定义封装。ESP32-DevKit-32E、TEA5767、PAM8403、KY-040和0.96英寸OLED显示屏的封装包含在Custom_Footprints.pretty文件夹中。自定义封装的照片如下附上。 图4 [ESP32-DevKit-32E封装]。 图5 [TEA5767封装]。 图6 [PAM8403封装]。（注意，本项目中使用的PAM8403是“带旋钮”版本的PAM8403放大器板，使其能够充当音量控制器。此外，请注意PAM8403和KY-040模块上的旋钮未包含在它们各自的封装中，以便于绘制封装，并且因为这些板不会实际接触PCB）。 图7 [KY-040封装]。 图8 [0.96英寸OLED显示屏封装]。 ### PCB布局 创建自定义封装后，我在KiCad的PCB编辑器中创建了PCB设计。来自KiCad PCB编辑器的PCB布局图如图9所示。 图9 [收音模块的PCB布局]。 对于这个PCB项目，我选择了JLC PCB作为制造商。在订购PCB时，了解制造商的能力与避免电路短路同等重要。因此，我密切关注生成Gerber文件时的设置是否符合JLC的要求，这些要求可从 https://jlcpcb.com/capabilities/pcb-capabilities 查看。发送给制造商的最终Gerber文件可在gerbers文件夹中找到。注意，丝印文字“The first of many. Grateful for everyone who supported me.”已从制造文件中移除，因为它是个人化的，对于复制电路板并非必需。 要查看我为本项目编写的代码，请参见名为code的文件。PCB的图像如图10和图11所示。 图10 [PCB的正面]。 图11 [PCB的背面]。 设备本身的图像如图12所示。 图12 [使用TEA5767的基于ESP32的收音模块图像]。 如需观看PCB和收音设备的视频演示，请访问 https://www.youtube.com/watch?v=WM1Qq82G7yY。最后，设计我的第一块PCB是一次宝贵的学习经历，增强了我对电子和硬件设计的兴趣。我希望这个仓库对任何构建类似项目或开始自己PCB设计之旅的人都有用。我要感谢HTM Workshop团队信息丰富的YouTube教程系列，以及我的家人和女朋友Amy在整个项目中的鼓励和支持。