數字車載音響系統(tǒng)設計

　　1 I2C 協(xié)議

　　I2C 總線作為同步串行數據輸出總線， 由一條串行數據線（SDA） 和一條串行時鐘線（SCL） 組成。它是一個真正的多主機總線， 如果多個主機同時進行初始化數據傳輸， 可以通過沖突檢測和仲裁防止數據被破壞。每個連接到總線的器件都可以通過唯一的地址和一直存在的簡單的主機/從機關系軟件設定地址。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

　　根據車載音響系統(tǒng)的特點， 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。當關閉音響系統(tǒng)時， 單片機進入低功耗休眠狀態(tài)， 單片機切斷所有外圍模塊的供電； 當系統(tǒng)需要工作時， 通過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(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 單片機為核心， 通過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

　　電源模塊采用美國國家半導體公司推出的電流輸出降壓開關型集成穩(wěn)壓電路LM2576 和LM2575 , 它們內含固定頻率振蕩器（52 kHz） 和基準穩(wěn)壓器（1.23 V） , 并具有完善的保護電路（電流限制及熱關斷電路）。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12 V/24 V 兩種供電車系， 同時也很好地解決了汽車工作在不同工況時， 輸出電壓變化的問題。

　　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 芯片是將以數字信號形式存儲的音樂文件（MP3 和WMA） 解碼成可以播放的模擬信號。開機后， 單片機循環(huán)檢測解碼芯片周圍電路的動作。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問（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數模轉換器（DAC） 轉換成模擬信號， 經模擬音頻放大和低通濾波， 就可以得到聽到的音樂。

　　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收音機主機設計的一款包含PLL 調諧系統(tǒng)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動態(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(tǒng)產生， 通過I2C總線對可編程分頻器的分頻系數進行調諧， 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(tǒng)電路原理圖如圖4 所示。

圖4 收音系統(tǒng)電路原理圖

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