一種基于OZ168芯片的音頻播放電路設(shè)計(jì)

摘要：CD/DVD ROM目前已成為便攜式電腦的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，OZ168芯片采用AudioDJTM技術(shù)，可保證在電腦不開(kāi)機(jī)的情況下欣賞CD音樂(lè)，從而將便攜式電腦轉(zhuǎn)變成隨身攜帶的CD機(jī)，這一方案可大大降低電腦電池消耗，最大限度地延長(zhǎng)工作時(shí)間。文中介紹了OZ168的主要特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)功能，給出了其應(yīng)用電路。

1　引言

OZ168是O2 MICRO公司生產(chǎn)的專用便攜式電腦音頻播放芯片。目前，便攜式電腦幾乎都將CD/DVD ROM作為標(biāo)準(zhǔn)配置，正常情況下，在便攜式電腦上播放CD音樂(lè)都需要先將系統(tǒng)開(kāi)機(jī)，用Window-sTMMedia Player或其它媒體播放軟件來(lái)播放。為了簡(jiǎn)單的功能去開(kāi)啟系統(tǒng)，而消耗大量的電池電力，這無(wú)疑會(huì)為正常的移動(dòng)辦公帶來(lái)電池電力不足的壓力。AudjoDJTM技術(shù)能使便攜式電腦用戶在隨時(shí)欣賞CD音樂(lè)的美妙的同時(shí)，無(wú)需顧慮電池的容量限制，OZ168器件的專用隔電措施可保證只提供CD/DVD ROM等少部分系統(tǒng)工作電源而將電腦其它部分關(guān)閉，從而大大降低電腦的電池消耗，最大限度地延長(zhǎng)電池工作時(shí)間。圖1是OZ168的工作系統(tǒng)框圖，它的主要功能和特點(diǎn)如下：

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●具有三種工作模式：CD播放模式、直接播放模式、直通信道模式;

●具有三種電源管理方案：自動(dòng)省電工作模式、休眠模式、待機(jī)模式;

●支持2位CD音軌數(shù)碼顯示，可用LCD顯示STOP，Play?Pause?Search等狀態(tài);

●在CD播放模式時(shí)，可通過(guò)ATAPI協(xié)議來(lái)控制CD/DVD ROM的各種工作狀態(tài);

●支持CD/DVD ROM DMA功能，從而使數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾矢?

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●AudjoDJTM技術(shù)可保證系統(tǒng)的最小軟件支持;

●具有CD高品質(zhì)音響效果。

2　工作模式

OZ168有CD播放(CD Player Mode)，直接播放(Direct Mode)和直通信道(PASS Through Mod)三種工作模式。而且芯片會(huì)根據(jù)計(jì)算機(jī)不同的工作狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)入相應(yīng)的工作模式。

2.1 CD播放模式

當(dāng)系統(tǒng)在CD播放模式時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)只有CD ROM和音頻放大器兩大部分需要電源，系統(tǒng)其它部分被關(guān)閉，此時(shí)CD ROM左右聲道音頻信號(hào)直接傳送至音頻放大器，從而保證了在不開(kāi)機(jī)狀況下播放CD。在CD Player模式下，OZ168可通過(guò)ATAPI協(xié)議直接控制CD/DVD ROM的狀態(tài)以及播放CD Track的音軌。OZ168音樂(lè)播放鍵功能如下：

(1)通過(guò)Player、Pause、NEXT TPK、PREV TRK、STOP EJ ECT等操作，可使用戶選擇自己喜歡的音樂(lè)。

(2)通過(guò)ATAPI接口，可在CD Player工作模式下，直接通過(guò)ATAPI命令控制CD ROM的工作狀態(tài)。ATAPI既能提供表1所列的控制命令，也可自定義一些控制命令。ATAPI設(shè)備?如CD/DVD ROM?支持OZ168工作中的所有ATA專用協(xié)議和控制指令。圖2是CD播放模式的工作狀態(tài)圖。

表1 ATAPI指令控制表

命 令 控 制操 作 碼

Mode sense5Ah

Pause/resume4Bh

Play audio MSF47h

STOP1Bh

Read TOC43h

Request sense03h

Read sub channel42h

Test unit ready00h

Unlock1Eh

2.2 直接播放模式

直接播放模式時(shí)，系統(tǒng)實(shí)際已進(jìn)入開(kāi)機(jī)狀態(tài)，此時(shí)用戶依然可以用各種功能鍵控制CD播放。當(dāng)功能鍵PLAY PAUSE、NEXT TRK、PREV TRK或STOP_EECT被按下時(shí)，OZ168會(huì)發(fā)出中斷INT信號(hào)，以改變中斷狀態(tài)寄存器?07h?的第8個(gè)字節(jié)。當(dāng)OZ168有INT信號(hào)發(fā)出時(shí)，

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2.3 直通信道模式

在PASS Through工作模式，OZ168在OS和所有系統(tǒng)設(shè)備之間被當(dāng)作透明的部分，即設(shè)備和OS都“看”不到OZ168的存在，此時(shí)，OZ168只傳送系統(tǒng)與CD ROM之間所有下達(dá)和反饋的命令，而OZ168不對(duì)這些指令和數(shù)據(jù)作任何變動(dòng)，所有系統(tǒng)IDE總線信號(hào)直通至CD ROM IDE總線。此時(shí)，OZ168僅被用作系統(tǒng)與CD ROM之間進(jìn)行數(shù)據(jù)/命令傳輸?shù)男诺馈? 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

OZ168的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，下面對(duì)其主要組成模塊作一介紹。

3.1 狀態(tài)控制器模塊

OZ168的三種工作狀態(tài)主要通過(guò)狀態(tài)控制器來(lái)選擇，狀態(tài)控制器通過(guò)檢測(cè)PAV EN、PC SYSTE-MOFF()和Direct Mode register()的輸入信號(hào)來(lái)確定進(jìn)入那種工作模式。當(dāng)PAV_EN為1且PC SYSTE-MOFF為1時(shí)?OZ168將發(fā)出PWR CTRL信號(hào)以開(kāi)啟CD ROM和音頻放大器的電源，并配合功能鍵控制器通過(guò)ATAPI協(xié)議直接控制CD ROM的工作狀態(tài)，此時(shí)OZ168進(jìn)入CD Player模式。狀態(tài)控制器模塊的輸入邏輯信號(hào)與相關(guān)的狀態(tài)如表2所列。

表2 狀態(tài)控制器與工作模式狀態(tài)表

工作模式PAV-EN信號(hào)狀態(tài)PCSYSTEM-OFF信號(hào)狀態(tài)Direct Mode信號(hào)狀態(tài)

CD Player11x

Direct Modex01

Pass Throughx00

Power Off01x

3.2 功能鍵控制模塊

在CD Player模式和Direct模式，當(dāng)有功能鍵信號(hào)輸入控制模塊時(shí)，功能鍵控制器將重新填寫(xiě)內(nèi)部寄存器，并將改動(dòng)的寄存器信息傳送至狀態(tài)控制器模塊。狀態(tài)控制器接收并保存這些設(shè)置，同時(shí)將其轉(zhuǎn)換成ATAPI協(xié)議控制指令，以直接控制CD/DVD ROM做出各種功能選擇。

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3.3 LCD狀態(tài)顯示模塊

OZ168采用COM0，COM1及LCD?12……1?信號(hào)驅(qū)動(dòng)LCD 2位7段數(shù)碼管，從而顯示當(dāng)前音軌數(shù)及STOP、PLAY、PAUSE和Fast search等狀態(tài)。COM0、COM1為L(zhǎng)CD面板顯示模塊的第12組64Hz時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)信號(hào)。利用LCD?12……1?12位顯示數(shù)據(jù)信號(hào)，并配合COM0、COM1時(shí)鐘信號(hào)可驅(qū)動(dòng)3位7段數(shù)碼管。圖4所示是COM0、COM1的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形。

4 設(shè)計(jì)實(shí)例

OZ168電壓范圍為-0.3V ～+6.0V，其輸入電壓應(yīng)在-0.3～+0.3V之間，正常工作溫度范圍為0～70℃。圖5是OZ168的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，它的功能鍵輸入信號(hào)PREV TRK、NEXT TRK、PLAY PAUSE、STOP EJECT等需接100pF的濾波電容，以防止由噪聲干擾引起的誤動(dòng)作，PWR CTL信號(hào)接47kΩ下拉電阻可保證在RESET上升沿時(shí)PWR CTL為0，從而開(kāi)啟電源管理控制，PAVMODE/IDSEL引腳也應(yīng)接下拉4.7kΩ電阻，選擇SM BUS address ID為34h可以保證OZ168的輸入電源穩(wěn)定，Vcc端需接1個(gè)10μF的鉭電容和1個(gè)0.1μF陶瓷電容做電源耦合電路。

圖5

5　結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的OZ168音頻播放電路可作為參考設(shè)計(jì)電路使用，設(shè)計(jì)中未使用GPIO[1∶0]/VOL_UP/VOL_UP信號(hào)外接數(shù)字電位器的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字音量調(diào)節(jié)功能，由于采用了高級(jí)電源管理技術(shù)，OZ168的電量消耗很低，其高兼容性的ATAPI接口規(guī)范可應(yīng)用于各種品牌的CD/DVD ROM?而對(duì)于OEM廠商來(lái)說(shuō)，也可以根據(jù)不同需求更改CD/DVD ROM配置，但并不影響PC兼容性，從而為系統(tǒng)配置帶來(lái)了極大方便。同時(shí)也為用戶提供了更大的升級(jí)空間。