数字车载音响系统设计

　　1 I2C 协议

　　I2C 总线作为同步串行数据输出总线， 由一条串行数据线（SDA） 和一条串行时钟线（SCL） 组成。它是一个真正的多主机总线， 如果多个主机同时进行初始化数据传输， 可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏。每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和一直存在的简单的主机/从机关系软件设定地址。主机可以作为主机发送器或主机接收器。

　　2 硬件电路

　　2.1 电路设计

　　根据车载音响系统的特点， 设计选用STC12C5624AD系列单片机，它是宏晶公司推出的51 增强型单片机，具有低功耗、计算速度快等特点。当关闭音响系统时， 单片机进入低功耗休眠状态， 单片机切断所有外围模块的供电； 当系统需要工作时， 通过外部中断唤醒单片机工作，这样最大限度地减少功耗。音响系统电路图如图1 所示。

图1 音响系统模块电路图

　　2.2 外围硬件模块

　　该系统以STC12C5624AD 单片机为核心， 通过I2C 总线控制其他模块的工作。硬件模块框图如图2 所示。

图2 车载音响系统硬件模块框图

　　2.2.1 电源模块

　　电源模块采用美国国家半导体公司推出的电流输出降压开关型集成稳压电路LM2576 和LM2575 , 它们内含固定频率振荡器（52 kHz） 和基准稳压器（1.23 V） , 并具有完善的保护电路（电流限制及热关断电路）。集成稳压电路引入闭环控制， 只需极少的外围器件便可构成高效为稳压电路， 输出端电压稳定、纹波小。

　　输入端电压范围为10 V~40 V.输入电压范围宽使系统能够适应12 V/24 V 两种供电车系， 同时也很好地解决了汽车工作在不同工况时， 输出电压变化的问题。

　　2.2.2 MP3 解码模块

　　MP3 解码模块选用的是AU7842 , 集成了微控制器、MP3/WMA 解码器、USB 主机控制器、SD/MMC 卡控制器、16 bit 音频解码器和一个红外线解码器，如图3 所示。

图3 MP3/WMV 解码模块电路

　　AU7842 芯片是将以数字信号形式存储的音乐文件（MP3 和WMA） 解码成可以播放的模拟信号。开机后， 单片机循环检测解码芯片周围电路的动作。当检测到芯片外围有存储设备接入， 单片机控制芯片直接访问（DMA）存储器里的内容， 读取数据并送入MP3/WMA 解码器，解码得到的数字信号通过数模转换器（DAC） 转换成模拟信号， 经模拟音频放大和低通滤波， 就可以得到听到的音乐。

　　2.2.3 收音机模块

　　收音芯片采用恩智浦半导体公司针对汽车收音机主机设计的一款包含PLL 调谐系统的低中频调谐器TEF6606 .除了基本特征外，TEF6606 还提供良好的弱信号处理功能和一个动态频宽控制。TEF6606 工作原理如图4 所示， 其本振信号由PLL 调谐系统产生， 通过I2C总线对可编程分频器的分频系数进行调谐， 使压控振荡器（VCO） 输出的本振频率发生变化， 从而达到数字化调台的目的[ 4].收音系统电路原理图如图4 所示。

图4 收音系统电路原理图

　　TEF6606 芯片具有良好的微弱信号处理功能， 提高了汽车在高速行驶和在大山之间行驶过程中收音机的收音性能。