數(shù)字車載音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2012-05-30 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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　　隨汽車電子技術(shù)的迅速發(fā)展，車載音頻領(lǐng)域正在經(jīng)歷一個(gè)前所未有的技術(shù)變革，使用者對(duì)車載音頻提出了功能多樣化、操作人性化的要求，主要包括以下三個(gè)方面:（1）具備更好的電臺(tái)接收效果以及更簡(jiǎn)便的數(shù)字式調(diào)臺(tái)操作；（2）支持多種外加存儲(chǔ)設(shè)備，如支持大容量的U 盤和SD 卡等；（3）提供更加豐富的音效處理，如高音、重低音、等響度、平衡度等的調(diào)節(jié)以及提供流行、搖滾、爵士、古典等音效處理。以這些需求為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款數(shù)字車載音響系統(tǒng)。

　　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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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(lè)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(wèn)（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(guò)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(lè)。

　　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(guò)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