解讀車(chē)載AM/FM收音機電路

隨著(zhù)汽車(chē)從代步工具轉變?yōu)榧蓍e、娛樂(lè )為一體的個(gè)性化消費品，消費者對汽車(chē)娛樂(lè )方面的要求不斷提升，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)也正面臨強大的市場(chǎng)壓力，亟需在不犧牲效能的情況下降低成本，這個(gè)現象在入門(mén)級汽車(chē)市場(chǎng)尤為明顯，而消費者對于低價(jià)車(chē)輛的需求讓低端媒體娛樂(lè )市場(chǎng)的年成長(cháng)率超過(guò)10%。AM/FM收音機以其低成本高音質(zhì)等特點(diǎn)，尤為得到廣泛的歡迎。如何設計一款既達到成本控制需求，又能達到高質(zhì)量音頻享受的廣播音訊產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足此領(lǐng)域對于降低成本和簡(jiǎn)易設計的需求成為行業(yè)焦點(diǎn)。我們可以想象收音機的不斷的改進(jìn)和不斷創(chuàng )新，使收音機的發(fā)展空間愈來(lái)愈大。

如何設計一款既達到成本控制需求，又能達到高質(zhì)量音頻享受的廣播音訊產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足此領(lǐng)域對于降低成本和簡(jiǎn)易設計的需求成為行業(yè)焦點(diǎn)。為了實(shí)現低成本 AM/FM車(chē)載收音機應用，本文引入低成本微控制器MC9S08QG8、集成收音芯片TEF6621、低成本音頻處理及高保真功率輸出方案，并以精簡(jiǎn)硬件設計電路，同時(shí)描述了器件選擇、總體構建思路與硬件設計細節。本設計方案能滿(mǎn)足低功耗、低成本、高性能、高音質(zhì)等要求。

硬件電路的具體設計

根據前面器件選擇和總體構建的考慮，本文完成的AM/FM車(chē)載收音機具體設計電路如圖4。其中MC9S08QG8微控制器(MCU)的大部分管腳具有多重功能，電路設計中，即以MC9S08QG8為控制核心，實(shí)現顯示、調諧、音頻音效、功放輸出等各種控制。

AM/FM車(chē)載收音機硬件原理框圖

這里的AM/FM車(chē)載收音機應用原理圖分作3部分。第一部分是MC9S08QG8 MCU所需的基本連接。第二部分是TEF6621調諧器與天線(xiàn)接收電路，第3部分是由PT2313和TDA7388組成的音頻處理和功率放大輸出電路，第 4部分是16x2 LCD和編碼電位器的人機交互電路。

汽車(chē)電池標準電壓為12/24 V，本文設計中，采用DC—DC電壓調整電路輸出1路9 V電壓和1路5 V電壓，微控制器、顯示部分及其他低壓外設部分供電為5 V數字電壓，調諧器TEF6621和音效芯片PT2313供電為9 V電壓，功放TDA7388采用汽車(chē)電池直接供電方式。MCU的時(shí)鐘電路無(wú)需外接晶振，直接使用MCU內部自帶的時(shí)鐘;圖中TEF6621調諧器、 PT2313、TDA7388及它的外圍電路使用數據手冊提供的工作所需的最低硬件要求。MCU與TEF6621調諧器、PT2313的連接按照標準 IIC方式連接，MCU為主機，TEF6621、PT2313為從機，由SDA、SCL信號線(xiàn)通過(guò)不同的從機地址對兩個(gè)器件進(jìn)行基礎配置和操作，實(shí)現調諧與調音功能。MCU的8K FLASH和512字節的存儲器資源對于基本收音機控制是足夠的，另外，如需在本系統基礎上進(jìn)行進(jìn)一步功能擴展，造成片內資源緊張，Freescale公司還提供了pin—to—pin兼容的MC908QG16/32等低成本升級方案。

RS232串口轉紅外通訊電路原理剖析

紅外通訊作為一種數據傳輸手段，可以在很多場(chǎng)合應用，如家電產(chǎn)品、娛樂(lè )設施的紅外遙控，水、電、煤氣耗能計量的自動(dòng)抄表等。特別是在電子電力行業(yè)，使用紅外技術(shù)進(jìn)行通訊的產(chǎn)品越來(lái)越多，人們可以利用紅外技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行短距離抄控，非常簡(jiǎn)潔方便。串口是計算機上一種非常通用設備通信的協(xié)議，大多數計算機包含一個(gè)基于RS 232的串口。串口通信的概念非常簡(jiǎn)單，串口按位(bit)發(fā)送和接收字節。本文所講的通信使用3根線(xiàn)完成：地線(xiàn);發(fā)送;接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線(xiàn)上發(fā)送數據同時(shí)在另一根線(xiàn)上接收數據。

電平轉化

由于RS 232信號的電平和單片機串口信號的電平不一致，必須進(jìn)行二者之間的電平轉換，常用MAX232來(lái)實(shí)現RS232/TTL 電平轉化。MAX232 內部結構有三個(gè)部分：

(1)電荷泵電路。由1~6引腳和4個(gè)電容搭建組成。(2)數據轉換通道。由7~14 管腳組成兩個(gè)數據通道。RS 232數據從R1in，R2in輸入轉換成TTL/COMS數據后從R1out，R2out輸出;TTL/COMS數據從T1in，T2in輸入轉換成 RS 232數據從T1out，T2out送到電腦DB9口。(3)外部供電電路。外部供電是利用電腦USB 輸出+5 V電源有效電源，不但節約該電路設計篇幅，并且在實(shí)際制作時(shí)節約體積，其電路原理如圖1所示。

圖1 電路原理圖

紅外發(fā)射部分

紅外發(fā)射端發(fā)送數據時(shí)，是將待發(fā)送的二進(jìn)制數據調制成一系列的脈沖串信號后發(fā)射出去，紅外載波為頻率38 kHz的方波。紅外載波可以使用單片機內部的定時(shí)器的PWM功能實(shí)現，也可以通過(guò)外圍硬件電路實(shí)現，這里采用38 kHz晶振產(chǎn)生穩定的振蕩信號，采用CD4069非門(mén)電路通過(guò)一系列轉化實(shí)現方波振蕩信號，與經(jīng)過(guò)電平轉換后的COMS數據信號疊加來(lái)實(shí)現驅動(dòng)三極管導通，從而實(shí)現TSAL6200紅外發(fā)射二極管將周期的電信號轉變成一定頻率的紅外光信號發(fā)出，見(jiàn)圖2.

圖2 紅外發(fā)射端圖示

紅外接收部分

紅外接收采用HS0038B紅外接收器，紅外接收電路的原理是：當接收到38 kHz 的載波信號，HS0038B接收器會(huì )輸出低電平，否則輸出高電平，從而可以將紅外光信號解調成一定周期的連續方波信號，經(jīng)單片機處理，便可以恢復出原數據信號。HS0038B是能夠接收紅外信號的小型化接收器件，它的環(huán)氧包裝可以作為紅外過(guò)濾器，因此不需要再加紅外過(guò)濾裝置。最大的優(yōu)點(diǎn)是，在干擾很強的環(huán)境中輸出也很穩定。電路設計如圖3 所示，本文中采用CD4093邏輯與非門(mén)芯片與HS0038B接收器搭建電路輸出數據，同時(shí)利用芯片其他組管腳對MAX232輸出的轉換電平數據進(jìn)行自鎖，避免信號自發(fā)自收。

圖3 電路設計圖示