基于AU7845单芯片的无机芯迷你音响方案设计

　　随着电脑、网络及数码产品普及，大量的储存卡及U盘使得人们很容易通过互联网获得MP3/WMA格式的歌曲；一种专门播放此类音乐的产品无机芯MP3迷你播放器应运而生，把人们随时随地享受音乐的需求发挥到。面向此类无机芯市场应用，山景集成电路公司研发出AU7845系列芯片。该芯片的功能包括：支持U盘和SD/MMC卡, 支持MP3/WMA 双解码；内置RTC模块，支持时钟，闹钟功能，支持RTC模块独立供电；内置4通道 10位ADC；芯片内置64KB OTP ROM及支持外部flash实现固件在线升级；内置高性能的音频DAC，实现高质量的音频输出；内置11种音效功能，方便不同风格的爱好要求；内置增强型8051内核MCU，方便客户通过软件的应用层进行第二次开发；内置IR解码，支持NEC、TOSHIBA和 SANYO格式码。

　　下图是采用AU7845设计的迷你音响（BOOMBOX）产品内部框图，是山景为国内某品牌BOOMBOX设计一款产品。整个方案采用AU7845单芯片设计，控制周边所有模块的工作，由于芯片采用51内核，软件易于上手，硬件设计简单，成本低，整机实现以下功能：支持MP3、WMA解码；通过IPOD DOCKING和IPOD解码芯片可实现IPOD的所有控制，包括IPOD视频解码；支持FM收音接收；支持两个完全独立闹钟，带贪睡功能，支持所有音源和 “BB声”作为闹钟声音；支持外部音乐输入；支持所有音源电子音量和EQ控制；段码LCD显示。所有操作和状态一目了然，并支持遥控控制，整机性价比高，并已通过相关的EMC等。各功能模块设计如下：

　　> 解码部分采用山景主芯片AU7845设计，为市面上同类芯片性价比较高的解决方案。该方案功耗低、无发热；MP3播放音质在信噪比方面可达65dB以上；频响平坦；同时支持MP3、WMA文件格式；内置USB、SD（MMC）接口。

　　> 闹钟采用内置RTC，采用可充式钮扣电池供电，可在断电时保持时钟正常计时，采用完全独立的双闹钟设计，每个闹钟可独立设置响铃时间、响铃音源、贪睡时间；这部分是设计的重点，客户关心的就是此部分的功能，功能初步看来比较简单，使设计之初容易忽略，导致后期修改非常的麻烦，主要体现在，系统工作有“USB、SD、FM、IPOD、AUX”五种播放模式和待机模式，响铃的音源则在五种播放模式外还有“BB声（此方案采用软件模拟BB声）”，在播放模式和待机模式，音源的选择中，有很多种不同的组合需要处理。此外，在响铃时,当前状态的处理，还有响铃声音由小变大的控制，音量的限制，响铃过程中对按键的响应，双闹铃时间设置冲突，包括贪睡时间(snooze)冲突处理，是显示内容的处理。

　　> IPOD部分，目前常用做法是独立采用一个芯片负责与IPOD、解码芯片的通信，这会增加芯片之间的相互联系，使设计复杂化，而我们的方案只需要一个IPOD底座和一个IPOD视频解码IC，不需要额外的芯片，完全采用AU7845作为连接IPOD和解码IC之间的桥梁，减少了芯片成本，系统更为可靠，主要的难点在于对IPOD的数据接收方面，不同版本的IPOD发送数据格式不一致，特别是新版IPOD发送数据为不间断连续发送，在这过程中，需要注意，在接收IPOD数据中优先处理如果芯片处理其它的事件，容易出现数据丢失情况，使得验证不通过，在设计中。

　　> 收音部分选用的是SI4702芯片，在业内度较高，配合 AU7845芯片主控时，通过软件需配置AU7845工作为降频模式，以便减少对FM的干扰，提高FM接收灵敏度，同时也可降低产品的EMI辐射，此方案中采用了4分频，可同时兼顾系统响应速度和减少EMI的辐射.

　　> 供电部分，由于需要达到绿色环保要求，整机的功耗小于1瓦，不能采用线性变压器来供电，需要采用开关电源配合低静态电流的LDO（线性稳压器），在待机时把相应的模块供电断开，只保留芯片、IPOD座和显示部分的供电，保留IPOD座的供电，主要是用来在待机模式下可以给IPOD充电，同时在软件方面也需要做一定的处理，由于用户在插入IPOD时，有可能是开机的，所以在待机的模式下，需要定时的对IPOD座发送关机指令，使在此种模式下插入的IPOD处于关机充电模式。

　　> 按键部分使用内置的ADC作按键扫描，减少按键连线，内置ADC模块分辨率达10Bit，高，按键之间区分大，按键读入可行靠高；同时芯片内置IR硬件解码，实现遥控操作。

　　> 电子音效IC采用市面上常用的PT2314，支持4路音源输入，通过AU7845的I2C控制，实现所有音源的音量和音效控制。

　　> 显示为段码式的蓝底银色LCD，通用的HT1621 LCD驱动IC，显示资料详细，所有状态和操作均有相应的显示，人机界面友好。

　　> 采用AME专用的复位芯片AME8500,使系统更加稳定，即使快速的开关机也能可靠复位。

　　图：采用AU7845设计的迷你音响（BOOMBOX）系统框图。

　　本文小结

　　从以上的设计可看出，无机芯 Mp3 U盘机设计简单，且无活动机械结构，因而系统在稳定性方面比卡带机或CD机有很大提高。产品生产容易，成本低，也非常容易获得音源，使得人们享受音乐的成本大为降低；无机芯 Mp3 U盘机在功能和性能方面已取代了卡带机使卡带机慢慢退出市场，对于CD机方面也由于音源获取和贮存困难等淡出市场，此外，采用山景芯片设计的无机芯 Mp3迷你播放器音质可满足大众化用户的需求，由于无机芯，在外观设计方面更可做到小、巧、美、精，更能满足现代人追求的精品生活方式，无机芯 Mp3 U盘机可成为迷你音响发展的主流趋势。

参考文献:

[1]. EMC datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/EMC_2342312.html.
[2]. SI4702 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/SI4702_2440425.html.
[3]. PT2314 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/PT2314_1076387.html.