基于 Si4730 与 Arduino Nano 的全波段收音机：长波/中波/短波/FM

组件与物料

所需工具

• 电烙铁

软件工具

• Arduino IDE

项目背景

提到 Arduino 收音机，通常只想到 FM（88-108 MHz）。长波（LW）、中波（MW）覆盖 0.2-1.6 MHz，短波（SW）覆盖 3-30 MHz。短波信号可经电离层反射实现跨洲际通信，极具魅力。

本项目基于 Silicon Labs Si4730 芯片（淘宝/速卖通几美元买到的小模块）打造全波段收音机。虽厂商宣称仅支持 AM/FM，实测短波表现优异。音频输出采用廉价 PAM8403 Class D 放大板（2×3W）。

硬件架构

• Si4730 模块通过 I2C 与 Arduino 通信
• 代码基于 Julio C. Rosa 编写的 Si4735-I2C-R4 库
• 旋钮控制频率/波段切换，LCD 显示频率、信号强度 (dBu)、信噪比 (dB)
• 拨码开关用于电源控制
• 铁氧棒天线增强中波接收

软件功能

• 支持 LW / MW / SW / FM 四个波段，共 15 个预设频点
• 旋转编码器调节频率，按键切换波段预设
• 实时显示 RSSI (dBu) 和 SNR (dB)
• AM 模式下关闭软静音、设置 AVC 最大增益
• RDS 解码（FM 下显示台名、节目类型等）

核心代码片段

#include <Si4735.h> #include <LiquidCrystal.h> #include <rotary.h> #include <Wire.h>

Rotary r = Rotary(2, 3);
LiquidCrystal lcd(12, 13, 7, 6, 5, 4);
const byte band = A0;
Si4735 radio;

void setup() {
  lcd.begin(16, 2);
  PCICR |= (1 << PCIE2);
  PCMSK2 |= (1 << PCINT18) | (1 << PCINT19); sei();
  pinMode(band, INPUT_PULLUP);
  radio.begin(); radio.setMode(AM); command_am();
  radio.tuneFrequency(880);
  lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("JCR Multiband Rx");
}

ISR(PCINT2_vect) { // 编码器中断
  unsigned char result = r.process();
  if (result == DIR_CW) freq = min(freq + fstep, freqmax);
  else freq = max(freq - fstep, freqmin);
}

void loop() {
  if (freqold != freq) { radio.tuneFrequency(freq); freqold = freq; }
  lcd.setCursor(5, 0); lcd.print(freq); lcd.print(" ");
  if (digitalRead(band) == LOW) { inc_preset(); while(digitalRead(band)==0); }
  RSQMetrics rsq; radio.getRSQ(&rsq);
  lcd.setCursor(0, 2); lcd.print("dBu: "); lcd.print(rsq.RSSI);
  lcd.setCursor(9, 2); lcd.print("dB: "); lcd.print(rsq.SNR);
}

void bandpresets() { // 15 个预设波段/频率
  switch(count) {
    case 1: freq=370;  radio.setMode(LW); fstep=5; lcd.print("LW1"); break;
    case 2: freq=620;  radio.setMode(AM); fstep=5; lcd.print("MW1"); break;
    // ... 中波、短波多个预设 ...
    case 15: freq=9700; radio.setMode(FM); fstep=10; lcd.print("FM1"); break;
  }
  radio.tuneFrequency(freq); command_am();
}

void command_am() {
  radio.setProperty(PROP_AM_SOFT_MUTE_MAX_ATTENUATION, 0);
  radio.setProperty(PROP_AM_AUTOMATIC_VOLUME_CONTROL_MAX_GAIN, 0x3A98);
}

完整代码与库文件请参考项目附件。

实测表现

作者居住在一楼人口密集区，使用 10 米长线天线，接收效果虽弱但仍可媲美商用袖珍收音机。Si4730 系列芯片广泛应用于 TECSUN、DEGEN、SANGEAN 等知名品牌便携收音机，性能可靠。