基于AU7845單芯片的無(wú)機(jī)芯迷你音響方案設(shè)計(jì)

隨著電腦、網(wǎng)絡(luò)及數(shù)碼產(chǎn)品普及，大量的儲(chǔ)存卡及U盤(pán)使得人們很容易通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲得MP3/WMA格式的歌曲；一種專(zhuān)門(mén)播放此類(lèi)音樂(lè)的產(chǎn)品無(wú)機(jī)芯MP3迷你播放器應(yīng)運(yùn)而生，把人們隨時(shí)隨地享受音樂(lè)的需求發(fā)揮到極致。面向此類(lèi)無(wú)機(jī)芯市場(chǎng)應(yīng)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(pán)和SD/MMC卡, 支持MP3/WMA 雙解碼；內(nèi)置RTC模塊，支持時(shí)鐘，鬧鐘功能，支持RTC模塊獨(dú)立供電；內(nèi)置4通道 10位ADC；芯片內(nèi)置64KB OTP ROM及支持外部flash實(shí)現(xiàn)固件在線(xiàn)升級(jí)；內(nèi)置高性能的音頻DAC，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的音頻輸出；內(nèi)置11種音效功能，方便不同風(fēng)格的愛(ài)好要求；內(nèi)置增強(qiáng)型8051內(nèi)核MCU，方便客戶(hù)通過(guò)軟件的應(yīng)用層進(jìn)行第二次開(kāi)發(fā)；內(nèi)置IR解碼，支持NEC、TOSHIBA和 SANYO格式碼。

下圖是采用AU7845設(shè)計(jì)的迷你音響（BOOMBOX）產(chǎn)品內(nèi)部框圖，是山景為國(guó)內(nèi)某品牌BOOMBOX設(shè)計(jì)一款產(chǎn)品。整個(gè)方案采用AU7845單芯片設(shè)計(jì)，控制周邊所有模塊的工作，由于芯片采用51內(nèi)核，軟件易于上手，硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本低，整機(jī)實(shí)現(xiàn)以下功能：支持MP3、WMA解碼；通過(guò)IPOD DOCKING和IPOD解碼芯片可實(shí)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(gè)完全獨(dú)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(lè)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(jī)性?xún)r(jià)比高，并已通過(guò)相關(guān)的EMC等認(rèn)證。各功能模塊設(shè)計(jì)如下：

> 解碼部分采用山景主芯片AU7845設(shè)計(jì)，為市面上同類(lèi)芯片性?xún)r(jià)比較高的解決方案。該方案功耗低、無(wú)發(fā)熱；MP3播放音質(zhì)在信噪比方面可達(dá)65dB以上；頻響平坦；同時(shí)支持MP3、WMA文件格式；內(nèi)置USB、SD（MMC）接口。

> 鬧鐘采用內(nèi)置RTC，采用可充式鈕扣電池供電，可在斷電時(shí)保持時(shí)鐘正常計(jì)時(shí)，采用完全獨(dú)立的雙鬧鐘設(shè)計(jì)，每個(gè)鬧鐘可獨(dú)立設(shè)置響鈴時(shí)間、響鈴音源、貪睡時(shí)間；這部分是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，客戶(hù)最關(guān)心的就是此部分的功能，功能初步看來(lái)比較簡(jiǎn)單，使設(shè)計(jì)之初容易忽略，導(dǎo)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(jī)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(jī)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(shí),當(dāng)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(guò)程中對(duì)按鍵的響應(yīng)，雙鬧鈴時(shí)間設(shè)置沖突，包括貪睡時(shí)間(snooze)沖突處理，最后是顯示內(nèi)容的處理。

> IPOD部分，目前常用做法是獨(dú)立采用一個(gè)芯片負(fù)責(zé)與IPOD、解碼芯片的通信，這會(huì)增加芯片之間的相互聯(lián)系，使設(shè)計(jì)復(fù)雜化，而我們的方案只需要一個(gè)IPOD底座和一個(gè)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(diǎn)在于對(duì)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(guò)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(yàn)證不通過(guò)，在設(shè)計(jì)中。

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

> 供電部分，由于需要達(dá)到綠色環(huán)保要求，整機(jī)的功耗小于1瓦，不能采用線(xiàn)性變壓器來(lái)供電，需要采用開(kāi)關(guān)電源配合低靜態(tài)電流的LDO（線(xiàn)性穩(wěn)壓器），在待機(jī)時(shí)把相應(yīng)的模塊供電斷開(kāi)，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(lái)在待機(jī)模式下可以給IPOD充電，同時(shí)在軟件方面也需要做一定的處理，由于用戶(hù)在插入IPOD時(shí)，有可能是開(kāi)機(jī)的，所以在待機(jī)的模式下，需要定時(shí)的對(duì)IPOD座發(fā)送關(guān)機(jī)指令，使在此種模式下插入的IPOD處于關(guān)機(jī)充電模式。

> 按鍵部分使用內(nèi)置的ADC作按鍵掃描，減少按鍵連線(xiàn)，內(nèi)置ADC模塊分辨率達(dá)10Bit，精度高，按鍵之間區(qū)分大，按鍵讀入可行靠高；同時(shí)芯片內(nèi)置IR硬件解碼，實(shí)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(guò)AU7845的I2C控制，實(shí)現(xiàn)所有音源的音量和音效控制。

> 顯示為段碼式的藍(lán)底銀色LCD，通用的HT1621 LCD驅(qū)動(dòng)IC，顯示資料詳細(xì)，所有狀態(tài)和操作均有相應(yīng)的顯示，人機(jī)界面友好。

> 采用AME專(zhuān)用的復(fù)位芯片AME8500,使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，即使快速的開(kāi)關(guān)機(jī)也能可靠復(fù)位。

圖：采用AU7845設(shè)計(jì)的迷你音響（BOOMBOX）系統(tǒng)框圖。

本文小結(jié)

從以上的設(shè)計(jì)可看出，無(wú)機(jī)芯 Mp3 U盤(pán)機(jī)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，且無(wú)活動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)，因而系統(tǒng)在穩(wěn)定性方面比卡帶機(jī)或CD機(jī)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(lè)的成本大為降低；無(wú)機(jī)芯 Mp3 U盤(pán)機(jī)在功能和性能方面已取代了卡帶機(jī)使卡帶機(jī)慢慢退出市場(chǎng)，對(duì)于CD機(jī)方面也由于音源獲取和貯存困難等淡出市場(chǎng)，此外，采用山景芯片設(shè)計(jì)的無(wú)機(jī)芯 Mp3迷你播放器音質(zhì)可滿(mǎn)足大眾化用戶(hù)的需求，由于無(wú)機(jī)芯，在外觀設(shè)計(jì)方面更可做到小、巧、美、精，更能滿(mǎn)足現(xiàn)代人追求的精品生活方式，無(wú)機(jī)芯 Mp3 U盤(pán)機(jī)可成為迷你音響發(fā)展的主流趨勢(shì)。