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基于AU7845單芯片的無機芯迷你音響方案設計
寧榮彬 上海山景集成電路技術有限公司
摘要: 隨著電腦、網(wǎng)絡及數(shù)碼產(chǎn)品普及,,大量的儲存卡及U盤使得人們很容易通過互聯(lián)網(wǎng)獲得MP3/WMA格式的歌曲,;一種專門播放此類音樂的產(chǎn)品無機芯MP3迷你播放器應運而生,把人們隨時隨地享受音樂的需求發(fā)揮到極致,。面向此類無機芯市場應用,,山景集成電路公司研發(fā)出AU7845系列芯片。該芯片的功能包括:支持U盤和SD/MMC卡, 支持MP3/WMA 雙解碼,;內置RTC模塊,,支持時鐘,鬧鐘功能,,支持RTC模塊獨立供電,;內置4通道 10位ADC;芯片內置64KB OTP ROM及支持外部flash實現(xiàn)固件在線升級,;內置高性能的音頻DAC,,實現(xiàn)高質量的音頻輸出;內置11種音效功能,,方便不同風格的愛好要求,;內置增強型8051內核MCU,方便客戶通過軟件的應用層進行第二次開發(fā),;內置IR解碼,,支持NEC、TOSHIBA和 SANYO格式碼,。
Abstract:
Key words :

     隨著電腦,、網(wǎng)絡及數(shù)碼產(chǎn)品普及,大量的儲存卡及U盤使得人們很容易通過互聯(lián)網(wǎng)獲得MP3/WMA格式的歌曲,;一種專門播放此類音樂的產(chǎn)品無機芯MP3迷你播放器應運而生,,把人們隨時隨地享受音樂的需求發(fā)揮到極致。面向此類無機芯市場應用,,山景集成電路公司研發(fā)出AU7845系列芯片,。該芯片的功能包括:支持U盤和SD/MMC卡, 支持MP3/WMA 雙解碼;內置RTC模塊,,支持時鐘,,鬧鐘功能,,支持RTC模塊獨立供電;內置4通道 10位ADC,;芯片內置64KB OTP ROM及支持外部flash實現(xiàn)固件在線升級;內置高性能的音頻DAC,,實現(xiàn)高質量的音頻輸出,;內置11種音效功能,方便不同風格的愛好要求,;內置增強型8051內核MCU,,方便客戶通過軟件的應用層進行第二次開發(fā);內置IR解碼,,支持NEC,、TOSHIBA和 SANYO格式碼。

     下圖是采用AU7845設計的迷你音響(BOOMBOX)產(chǎn)品內部框圖,,是山景為國內某品牌BOOMBOX設計一款產(chǎn)品,。整個方案采用AU7845單芯片設計,控制周邊所有模塊的工作,,由于芯片采用51內核,,軟件易于上手,硬件設計簡單,,成本低,,整機實現(xiàn)以下功能:支持MP3、WMA解碼,;通過IPOD DOCKING和IPOD解碼芯片可實現(xiàn)IPOD的所有控制,,包括IPOD視頻解碼;支持FM收音接收,;支持兩個完全獨立鬧鐘,,帶貪睡功能,支持所有音源和 “BB聲”作為鬧鐘聲音,;支持外部音樂輸入,;支持所有音源電子音量和EQ控制;段碼LCD顯示,。所有操作和狀態(tài)一目了然,,并支持遙控控制,整機性價比高,,并已通過相關的EMC等認證,。各功能模塊設計如下:


    > 解碼部分采用山景主芯片AU7845設計,為市面上同類芯片性價比較高的解決方案,。該方案功耗低,、無發(fā)熱,;MP3播放音質在信噪比方面可達65dB以上;頻響平坦,;同時支持MP3,、WMA文件格式;內置USB,、SD(MMC)接口,。


     > 鬧鐘采用內置RTC,采用可充式鈕扣電池供電,,可在斷電時保持時鐘正常計時,,采用完全獨立的雙鬧鐘設計,每個鬧鐘可獨立設置響鈴時間,、響鈴音源,、貪睡時間;這部分是設計的重點,,客戶最關心的就是此部分的功能,,功能初步看來比較簡單,使設計之初容易忽略,,導致后期修改非常的麻煩,,主要體現(xiàn)在,系統(tǒng)工作有“USB,、SD,、FM、IPOD,、AUX”五種播放模式和待機模式,,響鈴的音源則在五種播放模式外還有“BB聲(此方案采用軟件模擬BB聲)”,在播放模式和待機模式,,音源的選擇中,,有很多種不同的組合需要處理。此外,,在響鈴時,當前狀態(tài)的處理,,還有響鈴聲音由小變大的控制,最大音量的限制,,響鈴過程中對按鍵的響應,,雙鬧鈴時間設置沖突,包括貪睡時間(snooze)沖突處理,,最后是顯示內容的處理,。


    > IPOD部分,目前常用做法是獨立采用一個芯片負責與IPOD,、解碼芯片的通信,,這會增加芯片之間的相互聯(lián)系,,使設計復雜化,而我們的方案只需要一個IPOD底座和一個IPOD視頻解碼IC,,不需要額外的芯片,,完全采用AU7845作為連接IPOD和解碼IC之間的橋梁,減少了芯片成本,,系統(tǒng)更為可靠,,主要的難點在于對IPOD的數(shù)據(jù)接收方面,不同版本的IPOD發(fā)送數(shù)據(jù)格式不一致,,特別是新版IPOD發(fā)送數(shù)據(jù)為不間斷連續(xù)發(fā)送,,在這過程中,,需要注意,,在接收IPOD數(shù)據(jù)中優(yōu)先處理如果芯片處理其它的事件,容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失情況,,使得驗證不通過,,在設計中。


    > 收音部分選用的是SI4702芯片,,在業(yè)內知名度較高,,配合 AU7845芯片主控時,通過軟件需配置AU7845工作為降頻模式,,以便減少對FM的干擾,,提高FM接收靈敏度,同時也可降低產(chǎn)品的EMI輻射,,此方案中采用了4分頻,,可同時兼顧系統(tǒng)響應速度和減少EMI的輻射.


    > 供電部分,由于需要達到綠色環(huán)保要求,,整機的功耗小于1瓦,,不能采用線性變壓器來供電,需要采用開關電源配合低靜態(tài)電流的LDO(線性穩(wěn)壓器),,在待機時把相應的模塊供電斷開,,只保留芯片、IPOD座和顯示部分的供電,,保留IPOD座的供電,,主要是用來在待機模式下可以給IPOD充電,同時在軟件方面也需要做一定的處理,,由于用戶在插入IPOD時,,有可能是開機的,所以在待機的模式下,,需要定時的對IPOD座發(fā)送關機指令,,使在此種模式下插入的IPOD處于關機充電模式,。


    > 按鍵部分使用內置的ADC作按鍵掃描,減少按鍵連線,,內置ADC模塊分辨率達10Bit,,精度高,按鍵之間區(qū)分大,,按鍵讀入可行靠高,;同時芯片內置IR硬件解碼,實現(xiàn)遙控操作,。


    > 電子音效IC采用市面上常用的PT2314,,支持4路音源輸入,通過AU7845的I2C控制,,實現(xiàn)所有音源的音量和音效控制,。


    > 顯示為段碼式的藍底銀色LCD,通用的HT1621 LCD驅動IC,,顯示資料詳細,,所有狀態(tài)和操作均有相應的顯示,人機界面友好,。


    > 采用AME專用的復位芯片AME8500,使系統(tǒng)更加穩(wěn)定,,即使快速的開關機也能可靠復位。

圖:采用AU7845設計的迷你音響(BOOMBOX)系統(tǒng)框圖


本文小結

     從以上的設計可看出,,無機芯 Mp3 U盤機設計簡單,,且無活動機械結構,因而系統(tǒng)在穩(wěn)定性方面比卡帶機或CD機有很大提高,。產(chǎn)品生產(chǎn)容易,,成本低,也非常容易獲得音源,,使得人們享受音樂的成本大為降低,;無機芯 Mp3 U盤機在功能和性能方面已取代了卡帶機使卡帶機慢慢退出市場,對于CD機方面也由于音源獲取和貯存困難等淡出市場,,此外,,采用山景芯片設計的無機芯 Mp3迷你播放器音質可滿足大眾化用戶的需求,由于無機芯,,在外觀設計方面更可做到小,、巧、美,、精,,更能滿足現(xiàn)代人追求的精品生活方式,無機芯 Mp3 U盤機可成為迷你音響發(fā)展的主流趨勢,。


 

 


 

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