數字車(chē)載音響系統設計

　　1 I2C 協(xié)議

　　I2C 總線(xiàn)作為同步串行數據輸出總線(xiàn)， 由一條串行數據線(xiàn)（SDA） 和一條串行時(shí)鐘線(xiàn)（SCL） 組成。它是一個(gè)真正的多主機總線(xiàn)， 如果多個(gè)主機同時(shí)進(jìn)行初始化數據傳輸， 可以通過(guò)沖突檢測和仲裁防止數據被破壞。每個(gè)連接到總線(xiàn)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/從機關(guān)系軟件設定地址。主機可以作為主機發(fā)送器或主機接收器。

　　2 硬件電路

　　2.1 電路設計

　　根據車(chē)載音響系統的特點(diǎn)， 設計選用STC12C5624AD系列單片機，它是宏晶公司推出的51 增強型單片機，具有低功耗、計算速度快等特點(diǎn)。當關(guān)閉音響系統時(shí)， 單片機進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)， 單片機切斷所有外圍模塊的供電； 當系統需要工作時(shí)， 通過(guò)外部中斷喚醒單片機工作，這樣最大限度地減少功耗。音響系統電路圖如圖1 所示。

圖1 音響系統模塊電路圖

　　2.2 外圍硬件模塊

　　該系統以STC12C5624AD 單片機為核心， 通過(guò)I2C 總線(xiàn)控制其他模塊的工作。硬件模塊框圖如圖2 所示。

圖2 車(chē)載音響系統硬件模塊框圖

　　2.2.1 電源模塊

　　電源模塊采用美國國家半導體公司推出的電流輸出降壓開(kāi)關(guān)型集成穩壓電路LM2576 和LM2575 , 它們內含固定頻率振蕩器（52 kHz） 和基準穩壓器（1.23 V） , 并具有完善的保護電路（電流限制及熱關(guān)斷電路）。集成穩壓電路引入閉環(huán)控制， 只需極少的外圍器件便可構成高效為穩壓電路， 輸出端電壓穩定、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能夠適應12 V/24 V 兩種供電車(chē)系， 同時(shí)也很好地解決了汽車(chē)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 主機控制器、SD/MMC 卡控制器、16 bit 音頻解碼器和一個(gè)紅外線(xiàn)解碼器，如圖3 所示。

圖3 MP3/WMV 解碼模塊電路

　　AU7842 芯片是將以數字信號形式存儲的音樂(lè )文件（MP3 和WMA） 解碼成可以播放的模擬信號。開(kāi)機后， 單片機循環(huán)檢測解碼芯片周?chē)娐返膭?dòng)作。當檢測到芯片外圍有存儲設備接入， 單片機控制芯片直接訪(fǎng)問(wèn)（DMA）存儲器里的內容， 讀取數據并送入MP3/WMA 解碼器，解碼得到的數字信號通過(guò)數模轉換器（DAC） 轉換成模擬信號， 經(jīng)模擬音頻放大和低通濾波， 就可以得到聽(tīng)到的音樂(lè )。

　　2.2.3 收音機模塊

　　收音芯片采用恩智浦半導體公司針對汽車(chē)收音機主機設計的一款包含PLL 調諧系統的低中頻調諧器TEF6606 .除了基本特征外，TEF6606 還提供良好的弱信號處理功能和一個(gè)動(dòng)態(tài)頻寬控制。TEF6606 工作原理如圖4 所示， 其本振信號由PLL 調諧系統產(chǎn)生， 通過(guò)I2C總線(xiàn)對可編程分頻器的分頻系數進(jìn)行調諧， 使壓控振蕩器（VCO） 輸出的本振頻率發(fā)生變化， 從而達到數字化調臺的目的[ 4].收音系統電路原理圖如圖4 所示。

圖4 收音系統電路原理圖

　　TEF6606 芯片具有良好的微弱信號處理功能， 提高了汽車(chē)在高速行駛和在大山之間行駛過(guò)程中收音機的收音性能。