基于ARM的車載音響設計與研究

　　摘 要：本文設計了一種基于32位ARM微處理器的多媒體車載音響，帶RADIO、IRDA、MP3、DVD等功能。文中結合汽車車身的復雜環境，給出系統軟硬件設計，以及系統各部分功能的實現方法，主要介紹收音機、MP3軟硬件的設計和系統集成。

　　關鍵詞：車載音響;ARM;多媒體

　　引言

　　縱觀目前我國國內車載音響產品，大部分仍為卡式機或CD機，需要對高檔汽車音響的設計與研發加大力度。本文設計了一種帶Radio、IRDA 、MP3、DVD等功能的車載音響，具有很高的市場價值。

　　系統硬件架構

　　系統的硬件電路部分主要由按鍵、紅外遙控、MOTOR控制、收音機、MP3、DVD以及LCD顯示模塊等構成，模塊部分都由MCU通過相應的通 訊協議進行控制。鑒于MCU在處理速度、外設功能以及價格等方面的考慮，32位ARM處理器在片內資源、性價比方面都明顯優于8位MCU。這里選用 ARM7TDMI處理器S3C44B0作為主控芯片。該芯片與外設的連接如圖1所示。

圖1 MCU與各種外設連接圖

　　這里，按鍵模塊利用44B0芯片內部的AD轉換模擬，用AD模擬按鍵數量理論上可達210個，完全可以達到本系統的設計要求。紅外遙控模塊采用 收發一體的紅外遙控頭，接收基于NEC編碼的紅外碼。紅外接收芯片的輸出腳與44B0的一個中斷引腳相連，并在32位數據的紅外接收碼每次接收中斷發生 時，通過比較計時器計時間隔，判定是1還是0，從而得到發送的用戶編碼，控制相應的系統功能。馬達控制模塊用兩顆H橋芯片CMD6208控制兩顆直流馬 達，分別用于實現托盤的水平進出倉和垂直翻轉動作。CMD6208芯片具有四種輸出模式，可實現馬達的正轉、反轉、剎車、閑置操作。DVD光驅采用 DVC3500系列超薄吸入式光驅，有效地緩解了高檔車載音響體積與功能之間的矛盾。利用44B0的一個GPIO引腳，通過向DVD發送模擬NEC協議的 紅外碼，達到控制DVD功能的目的。

　　收音機模塊設計

　　汽車內部惡劣環境產生各種電磁輻射與脈沖干擾，加上外界電磁波對汽車收音機作用，普通的收音電路難以可靠地避開干擾信號，這就要求車載收音電路 必須進行一定的防電磁干擾，比如加金屬外殼進行電磁屏蔽以及在電源等處加濾波電路等。本設計采用了成都旭光的TAF-3LMF收音頭，它采用全金屬外殼， 有效地防止了電磁干擾。該模塊內部主要為一顆基于TDA7540B芯片和一顆IIC接口的EEPROM 24C02芯片。TDA7540是AM/FM調頻電路芯片，其內部集混頻器、中頻放大器、用于AM/FM的解調器、立體聲解碼器等于一體，并采用 BICMOS技術，允許執行多個調諧功能，使得其外部只需用少量元件即可。EEPROM則用來存儲TDA7540芯片各寄存器的值以及用戶設定的各個參數 值。此模塊能接收頻率范圍為FM 87.5MHz～108MHz、MW 522kHz ～1620kHz的信號，其引腳及與44B0的連接如圖2。

圖2 收音機電路

　　其中SDA、SCL接44B0的IIC引腳，ADJCH、AM、SSTOP則與44B0的三個GPIO端口連接。44B0通過內部IIC接口與其進行數據傳輸，完成數據的讀出與寫入。

　　搜臺前，必須先對TDA7540寄存器進行初始化，FM搜索電臺的初始化為：TunerReg[14] = 0x25;TunerReg[5] = 0x1B;TunerReg[6] = 0xAF;TunerReg[18] = 0xB4;TunerReg[19] = 0xCF;TunerReg[30] &=0x7F;TunerReg[31] &= 0x7F;搜臺流程如圖3所示。

圖3 搜臺流程圖

　　MP3設計

　　MP3部分包括主控MCU AT89C51SND1和音頻DAC CS4330。該部分設計采用了AT89C51SND1芯片，其內帶MP3硬解碼。44B0與AT89C51SND1通過UART通訊控制MP3的播放、 暫停等操作，兩者之間的串口可直接相連。AT89C51SND1的SCLK、DSEL、DCLK、DOUT腳則分別與CS4330相應的引腳相連，進行輸 出控制。與SD卡的連接利用芯片內部自帶的SPI接口，將SD卡設置成為SPI傳輸模式，進行MP3文件的讀取與寫入。USB接口則主要用來下載固件或調 試程序用。

　　AT89C51SND1內部帶ISP下載功能，在下載固件時，打開ATMEL公司的FLIP軟件，在“Device”菜單下選擇 AT89C51SND1器件，在“Settings”菜單下的“communication”選擇使用USB方式或RS232方式進行固件下載。

　　結語

　　本系統基本功能已實現，在樣機測試階段，通過對硬件、軟件進行測試，表明此方案有著很好的可行性�！�

　　參考文獻：

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　　2.ATMEL .AT89C51SND1 DATASHEET.

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　　4.ST . Driving An Analog Keyboard with the ST7 ADC

　　5.趙云,郭莉莉.S3C44B0X的最小嵌入式系統構架.電腦編程技巧與維護.2007.1