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采用PICl6C56微控制器和声道控制IC实现AV5.1音响控制系统的设计

助工
2020-04-26 21:01:17    评分

源:单片机与嵌入式系统应用作者:张军,卢宁,刘俊

引 言

随着居民收入的增加,消费者早已容易获得较好的、廉价的视频及音频信号源,如RADIO、TV、CD、VCD、DVD等,特别是VCD、DVD的普及,人们普遍把AV功放搬回家,逐步实现了家庭影院的声响效果。然而上述音频信号源都有各自独立的音响,声道也是独立控制的,使用时既繁琐,又不能让众多音频源共享AV功放优质的声响,减少了使用的乐趣。

在这种背景下,针对目前家庭众多音频信号源控制离散的问题,我们研制开发了基于PT2258的AV5.1音响控制系统,提供一种具有较高性价比、方便使用的红外遥控音频控制平台,将各种音频信号源选择输入至AV功放,统一控制。该控制系统已成功运用于深圳某音响企业,效果良好。

1、硬件电路构成

本设计以Microchip公司的PICl6C56为主控IC,系统硬件电路框图如图1所示。通过模拟开关选择音频信号源,输入至声道音量控制芯片PT2258中,由主控IC接收、分析键盘模块或红外遥控的数据,控制PT2258实现音量的升降、重音增减、静音开关等功能,最后输出至后续的AV功放。

采用PICl6C56微控制器和声道控制IC实现AV5.1音响控制系统的设计

1.1 声道控制PT2258

PT2258是普诚公司推出的CMOS工艺制造的声道音量控制IC。其工作电压范围宽(5~9 V),6声道设计(O~一79 dB),极低噪声(S/N》l00 dB),高分辨率(》100 dB),极少的外围电路以及与处理器方便连接的I2C控制总线,使其在汽车音响、电脑多媒体、AV环绕视听等方面具有广泛的应用,是AV多声道音响系统极佳的音量控制元件。PT2258外围电路连接如图2所示。

PT2258的前级INl~IN6接音源的6个声道(通过前级模拟开关的选择),后级0UTl~0UT6输出至左、中、右、左后、右后及超重低音6个有源音箱;第6、7引脚为I2C引脚,通过上拉电阻连接MCU的I/O口。MCU根据PT2258的I2C传输时序收发数据,既可对音量进行总体控制,也可对单个声道独立调节(例如BASS),最低每阶1 dB数字调音效果类似线性处理,也可编程实现每阶大于1 dB调节。这种人性化的软件设计对于高音、低音迅速切换至适中音量具有重要意义,并能快速实现静音(MUTE)。另外,芯片内置6声道转换器和副低频低通滤波器,可确保前级输入信号极低失真地输出到后级。

1.2 微控制器PICl6C56

PICl6C56作为Microchip公司最早推出的PICl6C5X系列中的一种,是一款高性能RISC结构的12位微控制器。它继承了PICl6C5X系列单片机高速度、低价格、低功耗、低电压工作、抗干扰性好、易于开发使用等众多优点,在家用电器、仪表、工控方面表现突出而广受欢迎。PICl6C56具有12个高驱动能力的I/0口,满足本系统设计的需求,同时略有余量,方便今后系统的扩展。

1.3 音频源模拟开关

此设计涉及4个音频源,VCD/DVD为6声道,其余为2声道,选用3个CD4053作为音频源模拟开关可将MCU控制I/O口节省至3个。CD4053是三二通道控制模拟开关,有3个独立控制输入端和使能端,具有低导通阻抗和很低的截止漏电流,是较为理想的多路数字控制模拟开关,电路如图3所示。前6个输入信号(FR_I、FL_I、RR_I、RL_I、C_I、BASS_I)为VCD/DVD声道,其余为CD、TV、RADIO,各两个声道,用3个MCU I/O组合控制进行音源输入信号的选择,如表1所列。

1.4 红外遥控

此模块包括编码、解码两部分。编码电路采用红外遥控系统中专用的****集成电路BL6121。它采用CMOS工艺制作,最多可外接64个按键,工作电压范围宽(2.2~5.5 V),对于遥控器这种便携式供电的设备特别适用,由此芯片构成的电路如图4所示。BL6121外接455 kHz时钟晶振,当按键时间达到36 ms时,其****一帧的红外数据格式由1个引导码、16位地址码、8位数据码、8位数据反码构成,其数据输出波形请见参考文献。对红外信号的接收过程,实际上是把红外光信号转换成TTL信号的过程,现在普遍采用集成度比较高的一体化接收头来处理,随后将转换成TTL的信号输入MCU的I/O口进行解码。PIC16C56无中断,在软件设计中运用查询的方法进行解码。

1.5 扩展键盘

如图5所示,采用交互式键盘设计,RB0~RB4通过上拉电阻接至键盘。每个I/O口既作输入行又作输出列,输入输出交互使用,构成5行5列。在行列线每个独立(不重复)的交点上,设置一个按键,即任意I/0线之间均接一个按键。当某一口线输出低电平时,其他I/O线均读入键信息,软件设计采用循环查询的方法进行按键判断。这种设计方式在键数相同情况下,占用I/O线少,节省资源。

2、 软件设计

在Microchip公司提供的MPLAB集成开发环境下,根据图6所示的程序流程实现软件编程。系统上电将VOLUME音量初始为适中(一10 dB),随后判断是否有本地按键以及引脚有无红外信号,根据按键及对红外的解码情况转到各功能子程序。整个软件采用模块化设计,可读性强,维护、升级方便。

3、 总 结

基于PT2258的AV5.1音响控制系统,既将众多离散的音频源集中管理,又充分利用了AV功放的音响效果。该系统使用方便、稳定,在智能家居设备日益更新的情况下,为家庭智能娱乐提供了一种可行的控制手段。




助工
2020-04-29 21:43:02    评分
2楼

学到了


助工
2020-05-01 21:52:36    评分
3楼

不错的文章!


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