本系統采用TI的MSP430F2013超低功耗單片機為控制核心,主要是用來作為紅外信號的解碼和對音頻處理芯片的控制。音頻處理和功放是采用maxim公司的MAX5406和MAX9763,能夠實現對音量、均衡、低音和高音控制。同時系統具有溫度保護功能,在芯片溫度達到135攝氏度或以上,會自動關機,保護芯片不被燒壞
方案比較設計論證
方案一
采用TDA2030芯片,這種方案耗電大,功能少,故不采用。
方案二
采用MSP430,MAX5406,MAX9763三個芯片,以MSP430超低功耗單片機為控制核心,對MAX5406芯片進行控制,可以實現對系統音量,均衡,低高音,靜音,開關機等控制。
實現功能不僅很多,而且系統也保持著非常低的功耗。
系統設計
系統框圖如上
各芯片功能介紹
MSP430F2013是TI公司MSP430系列的一款超低功耗微控制器,它具有以下結構特點:16位的RISC CPU、16位的寄存器和常數發生器,可以獲得很高的代碼效率;五種低功耗模式,在便攜式的測量應用中可以延長電池的使用壽命;數控振蕩器(DCO)使得從低功耗模式切換到正常模式只要不到1μs;一個16位的定時器;WATCHDOG;10個I/O口;具備同步通信協議(SPI或者I2C);一個16位的Σ-Δ ADC。
MAX9763是立體聲或單聲3W橋接負載(BTL)音頻功率放大器,立體聲單端耳機放大器,同時也包含了耳機感應電路和一個2:1輸入復用器。該系列器件采用4.5V至5.5V單電源工作,具有業界頂級的100dB電源抑制比,無需另加線性調節器就可直接使用充滿噪聲的電源工作。0.002%的超低THD+N確保對音頻信號進行高保真放大。專有的咔嗒和噼噗聲抑制技術可消除上電、斷電時出現的雜音。節能方面的特性包括:低至4mV的VOS (最大限度減小了通過揚聲器直流電流),消耗電源電流僅為13mA,關斷模式下耗電僅10μA。MUTE (靜音)功能能快速地打開或關閉輸出。耳機感應電路可檢測到耳機的接入,并自動將放大器配置為揚聲器或耳機模式。在揚聲器模式下,放大器可持續地向一個3 負載提供最高達3W的平均功率。在耳機模式下,放大器則可持續地向一個16 負載提供最高達200mW的平均功率。放大器的增益在外部設定,便于對給定負載提供最優化的輸出電平。此組放大器還具有一個2:1的輸入復用器,可實現多音頻源之間的選擇切換。還可以利用復用器,通過選擇外部均衡網絡,實現對揚聲器有限的頻響進行補償。對各種功能的控制可以通過一個簡單并行控制接口來完成。
下面是音頻功放模塊的電路圖和PCB
MAX5406是一個立體聲音頻處理器它能夠實現音量、均衡、音質、Ambience、靜音、低音、高音、重低音、偽立體聲控制。該器件具有雙路32抽頭對數數字電位器,用于音量控制,雙路數字電位器,用于均衡控制,線性數字電位器用于音質控制。通過一個簡單的去抖按鈕接口控制所有功能。每一次按鈕按下,MAX5406會改變其滑動端的設置。Maxim公司專有的SmartWiper?技術無需微控制器(μC)即可提高滑動端的變化速率。如果保持控制輸入為低的時間大于1s,則滑動端以4Hz的速率變化,若保持4s,則滑動端的變化速率增至16Hz。內置的咔噠/噼噗聲抑制功能可以消除抽頭跳變時出現的雜音。 MAX5406具有亞低音輸出,內部混合左右聲道的信號。外置濾波電容允許客戶自行調整亞低音輸出的截止頻率。低音提升模式增強了左右聲道的低頻響應性能。內置的偏置放大器可生成所需的(VDD + VSS) / 2偏置電壓,無需外部運算放大器即可實現單極性工作。 MAX5406還具有ambience控制功能,可增強耳機和臺式機揚聲器的左右聲道輸出的隔離度;同時還具有偽立體聲特性,可使單聲信號接近立體聲效果。
下面是音頻處理系統電路圖和PCB
下面是程序流程圖
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音頻功率放大器
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