數(shù)字車載音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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1 I2C 協(xié)議
I2C 總線作為同步串行數(shù)據(jù)輸出總線， 由一條串行數(shù)據(jù)線（SDA） 和一條串行時(shí)鐘線（SCL） 組成。它是一個(gè)真正的多主機(jī)總線， 如果多個(gè)主機(jī)同時(shí)進(jìn)行初始化數(shù)據(jù)傳輸， 可以通過沖突檢測(cè)和仲裁防止數(shù)據(jù)被破壞。每個(gè)連接到總線的器件都可以通過唯一的地址和一直存在的簡(jiǎn)單的主機(jī)/從機(jī)關(guān)系軟件設(shè)定地址。主機(jī)可以作為主機(jī)發(fā)送器或主機(jī)接收器。
2 硬件電路
2.1 電路設(shè)計(jì)
根據(jù)車載音響系統(tǒng)的特點(diǎn)， 設(shè)計(jì)選用STC12C5624AD系列單片機(jī)，它是宏晶公司推出的51 增強(qiáng)型單片機(jī)，具有低功耗、計(jì)算速度快等特點(diǎn)。當(dāng)關(guān)閉音響系統(tǒng)時(shí)， 單片機(jī)進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)， 單片機(jī)切斷所有外圍模塊的供電； 當(dāng)系統(tǒng)需要工作時(shí)， 通過外部中斷喚醒單片機(jī)工作，這樣最大限度地減少功耗。音響系統(tǒng)電路圖如圖1 所示。
圖1 音響系統(tǒng)模塊電路圖
2.2 外圍硬件模塊
該系統(tǒng)以STC12C5624AD 單片機(jī)為核心， 通過I2C 總線控制其他模塊的工作。硬件模塊框圖如圖2 所示。
圖2 車載音響系統(tǒng)硬件模塊框圖
2.2.1 電源模塊
電源模塊采用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司推出的電流輸出降壓開關(guān)型集成穩(wěn)壓電路LM2576 和LM2575 , 它們內(nèi)含固定頻率振蕩器（52 kHz） 和基準(zhǔn)穩(wěn)壓器（1.23 V） , 并具有完善的保護(hù)電路（電流限制及熱關(guān)斷電路）。集成穩(wěn)壓電路引入閉環(huán)控制， 只需極少的外圍器件便可構(gòu)成高效為穩(wěn)壓電路， 輸出端電壓穩(wěn)定、紋波小。
輸入端電壓范圍為10 V~40 V.輸入電壓范圍寬使系統(tǒng)能夠適應(yīng)12 V/24 V 兩種供電車系， 同時(shí)也很好地解決了汽車工作在不同工況時(shí)， 輸出電壓變化的問題。
2.2.2 MP3 解碼模塊
MP3 解碼模塊選用的是AU7842 , 集成了微控制器、MP3/WMA 解碼器、USB 主機(jī)控制器、SD/MMC 卡控制器、16 bit 音頻解碼器和一個(gè)紅外線解碼器，如圖3 所示。
圖3 MP3/WMV 解碼模塊電路
AU7842 芯片是將以數(shù)字信號(hào)形式存儲(chǔ)的音樂文件（MP3 和WMA） 解碼成可以播放的模擬信號(hào)。開機(jī)后， 單片機(jī)循環(huán)檢測(cè)解碼芯片周圍電路的動(dòng)作。當(dāng)檢測(cè)到芯片外圍有存儲(chǔ)設(shè)備接入， 單片機(jī)控制芯片直接訪問（DMA）存儲(chǔ)器里的內(nèi)容， 讀取數(shù)據(jù)并送入MP3/WMA 解碼器，解碼得到的數(shù)字信號(hào)通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC） 轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)， 經(jīng)模擬音頻放大和低通濾波， 就可以得到聽到的音樂。
2.2.3 收音機(jī)模塊
收音芯片采用恩智浦半導(dǎo)體公司針對(duì)汽車收音機(jī)主機(jī)設(shè)計(jì)的一款包含PLL 調(diào)諧系統(tǒng)的低中頻調(diào)諧器TEF6606 .除了基本特征外，TEF6606 還提供良好的弱信號(hào)處理功能和一個(gè)動(dòng)態(tài)頻寬控制。TEF6606 工作原理如圖4 所示， 其本振信號(hào)由PLL 調(diào)諧系統(tǒng)產(chǎn)生， 通過I2C總線對(duì)可編程分頻器的分頻系數(shù)進(jìn)行調(diào)諧， 使壓控振蕩器（VCO） 輸出的本振頻率發(fā)生變化， 從而達(dá)到數(shù)字化調(diào)臺(tái)的目的[ 4].收音系統(tǒng)電路原理圖如圖4 所示。
圖4 收音系統(tǒng)電路原理圖
TEF6606 芯片具有良好的微弱信號(hào)處理功能， 提高了汽車在高速行駛和在大山之間行駛過程中收音機(jī)的收音性能。
評(píng)論