基于ARM的車載音響設(shè)計與研究
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摘 要：本文設(shè)計了一種基于32位ARM微處理器的多媒體車載音響，帶RADIO、IRDA、MP3、DVD等功能。文中結(jié)合汽車車身的復(fù)雜環(huán)境，給出系統(tǒng)軟硬件設(shè)計，以及系統(tǒng)各部分功能的實現(xiàn)方法，主要介紹收音機(jī)、MP3軟硬件的設(shè)計和系統(tǒng)集成。
引言
縱觀目前我國國內(nèi)車載音響產(chǎn)品，大部分仍為卡式機(jī)或CD機(jī)，需要對高檔汽車音響的設(shè)計與研發(fā)加大力度。本文設(shè)計了一種帶Radio、IRDA 、MP3、DVD等功能的車載音響，具有很高的市場價值。
系統(tǒng)硬件架構(gòu)
系統(tǒng)的硬件電路部分主要由按鍵、紅外遙控、MOTOR控制、收音機(jī)、MP3、DVD以及LCD顯示模塊等構(gòu)成，模塊部分都由MCU通過相應(yīng)的通訊協(xié)議進(jìn)行控制。鑒于MCU在處理速度、外設(shè)功能以及價格等方面的考慮，32位ARM處理器在片內(nèi)資源、性價比方面都明顯優(yōu)于8位MCU。這里選用ARM7TDMI處理器S3C44B0作為主控芯片。該芯片與外設(shè)的連接如圖1所示。
圖1 MCU與各種外設(shè)連接圖
這里，按鍵模塊利用44B0芯片內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換模擬，用AD模擬按鍵數(shù)量理論上可達(dá)210個，完全可以達(dá)到本系統(tǒng)的設(shè)計要求。紅外遙控模塊采用收發(fā)一體的紅外遙控頭，接收基于NEC編碼的紅外碼。紅外接收芯片的輸出腳與44B0的一個中斷引腳相連，并在32位數(shù)據(jù)的紅外接收碼每次接收中斷發(fā)生時，通過比較計時器計時間隔，判定是1還是0，從而得到發(fā)送的用戶編碼，控制相應(yīng)的系統(tǒng)功能。馬達(dá)控制模塊用兩顆H橋芯片CMD6208控制兩顆直流馬達(dá)，分別用于實現(xiàn)托盤的水平進(jìn)出倉和垂直翻轉(zhuǎn)動作。CMD6208芯片具有四種輸出模式，可實現(xiàn)馬達(dá)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、剎車、閑置操作。DVD光驅(qū)采用DVC3500系列超薄吸入式光驅(qū)，有效地緩解了高檔車載音響體積與功能之間的矛盾。利用44B0的一個GPIO引腳，通過向DVD發(fā)送模擬NEC協(xié)議的紅外碼，達(dá)到控制DVD功能的目的。
收音機(jī)模塊設(shè)計
汽車內(nèi)部惡劣環(huán)境產(chǎn)生各種電磁輻射與脈沖干擾，加上外界電磁波對汽車收音機(jī)作用，普通的收音電路難以可靠地避開干擾信號，這就要求車載收音電路必須進(jìn)行一定的防電磁干擾，比如加金屬外殼進(jìn)行電磁屏蔽以及在電源等處加濾波電路等。本設(shè)計采用了成都旭光的TAF-3LMF收音頭，它采用全金屬外殼，有效地防止了電磁干擾。該模塊內(nèi)部主要為一顆基于TDA7540B芯片和一顆IIC接口的EEPROM 24C02芯片。TDA7540是AM/FM調(diào)頻電路芯片，其內(nèi)部集混頻器、中頻放大器、用于AM/FM的解調(diào)器、立體聲解碼器等于一體，并采用BICMOS技術(shù)，允許執(zhí)行多個調(diào)諧功能，使得其外部只需用少量元件即可。EEPROM則用來存儲TDA7540芯片各寄存器的值以及用戶設(shè)定的各個參數(shù)值。此模塊能接收頻率范圍為FM 87.5MHz～108MHz、MW 522kHz ～1620kHz的信號，其引腳及與44B0的連接如圖2。
圖2 收音機(jī)電路
其中SDA、SCL接44B0的IIC引腳，ADJCH、AM、SSTOP則與44B0的三個GPIO端口連接。44B0通過內(nèi)部IIC接口與其進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，完成數(shù)據(jù)的讀出與寫入。
搜臺前，必須先對TDA7540寄存器進(jìn)行初始化，F(xiàn)M搜索電臺的初始化為：TunerReg[14] = 0x25;TunerReg[5] = 0x1B;TunerReg[6] = 0xAF;TunerReg[18] = 0xB4;TunerReg[19] = 0xCF;TunerReg[30] &=0x7F;TunerReg[31] &= 0x7F;搜臺流程如圖3所示。
圖3 搜臺流程圖
MP3設(shè)計
MP3部分包括主控MCU AT89C51SND1和音頻DAC CS4330。該部分設(shè)計采用了AT89C51SND1芯片，其內(nèi)帶MP3硬解碼。44B0與AT89C51SND1通過UART通訊控制MP3的播放、暫停等操作，兩者之間的串口可直接相連。AT89C51SND1的SCLK、DSEL、DCLK、DOUT腳則分別與CS4330相應(yīng)的引腳相連，進(jìn)行輸出控制。與SD卡的連接利用芯片內(nèi)部自帶的SPI接口，將SD卡設(shè)置成為SPI傳輸模式，進(jìn)行MP3文件的讀取與寫入。USB接口則主要用來下載固件或調(diào)試程序用。
AT89C51SND1內(nèi)部帶ISP下載功能，在下載固件時，打開ATMEL公司的FLIP軟件，在“Device”菜單下選擇AT89C51SND1器件，在“Settings”菜單下的“communication”選擇使用USB方式或RS232方式進(jìn)行固件下載。
結(jié)語
本系統(tǒng)基本功能已實現(xiàn)，在樣機(jī)測試階段，通過對硬件、軟件進(jìn)行測試，表明此方案有著很好的可行性?！?/P>
參考文獻(xiàn)：
1.SAMSUNG.S3C44B0 DATASHEET.
2.ATMEL .AT89C51SND1 DATASHEET.
3.ST .TDA7540B DATASHEET.TAF-3LMF模塊說明 成都旭光公司
4.ST . Driving An Analog Keyboard with the ST7 ADC
5.趙云,郭莉莉.S3C44B0X的最小嵌入式系統(tǒng)構(gòu)架.電腦編程技巧與維護(hù).2007.1
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