基于AU7845單芯片的無機芯迷你音響方案設計

隨著電腦、網絡及數碼產品普及，大量的儲存卡及U盤使得人們很容易通過互聯網獲得MP3/WMA格式的歌曲；一種專門播放此類音樂的產品無機芯MP3迷你播放器應運而生，把人們隨時隨地享受音樂的需求發揮到極致。面向此類無機芯市場應用，山景集成電路公司研發出AU7845系列芯片。該芯片的功能包括：支持U盤和SD/MMC卡, 支持MP3/WMA 雙解碼；內置RTC模塊，支持時鐘，鬧鐘功能，支持RTC模塊獨立供電；內置4通道 10位ADC；芯片內置64KB OTP ROM及支持外部flash實現固件在線升級；內置高性能的音頻DAC，實現高質量的音頻輸出；內置11種音效功能，方便不同風格的愛好要求；內置增強型8051內核MCU，方便客戶通過軟件的應用層進行第二次開發；內置IR解碼，支持NEC、TOSHIBA和 SANYO格式碼。

下圖是采用AU7845設計的迷你音響（BOOMBOX）產品內部框圖，是山景為國內某品牌BOOMBOX設計一款產品。整個方案采用AU7845單芯片設計，控制周邊所有模塊的工作，由于芯片采用51內核，軟件易于上手，硬件設計簡單，成本低，整機實現以下功能：支持MP3、WMA解碼；通過IPOD DOCKING和IPOD解碼芯片可實現IPOD的所有控制，包括IPOD視頻解碼；支持FM收音接收；支持兩個完全獨立鬧鐘，帶貪睡功能，支持所有音源和 “BB聲”作為鬧鐘聲音；支持外部音樂輸入；支持所有音源電子音量和EQ控制；段碼LCD顯示。所有操作和狀態一目了然，并支持遙控控制，整機性價比高，并已通過相關的EMC等認證。各功能模塊設計如下：

> 解碼部分采用山景主芯片AU7845設計，為市面上同類芯片性價比較高的解決方案。該方案功耗低、無發熱；MP3播放音質在信噪比方面可達65dB以上；頻響平坦；同時支持MP3、WMA文件格式；內置USB、SD（MMC）接口。

> 鬧鐘采用內置RTC，采用可充式鈕扣電池供電，可在斷電時保持時鐘正常計時，采用完全獨立的雙鬧鐘設計，每個鬧鐘可獨立設置響鈴時間、響鈴音源、貪睡時間；這部分是設計的重點，客戶最關心的就是此部分的功能，功能初步看來比較簡單，使設計之初容易忽略，導致后期修改非常的麻煩，主要體現在，系統工作有“USB、SD、FM、IPOD、AUX”五種播放模式和待機模式，響鈴的音源則在五種播放模式外還有“BB聲（此方案采用軟件模擬BB聲）”，在播放模式和待機模式，音源的選擇中，有很多種不同的組合需要處理。此外，在響鈴時,當前狀態的處理，還有響鈴聲音由小變大的控制，最大音量的限制，響鈴過程中對按鍵的響應，雙鬧鈴時間設置沖突，包括貪睡時間(snooze)沖突處理，最后是顯示內容的處理。

> IPOD部分，目前常用做法是獨立采用一個芯片負責與IPOD、解碼芯片的通信，這會增加芯片之間的相互聯系，使設計復雜化，而我們的方案只需要一個IPOD底座和一個IPOD視頻解碼IC，不需要額外的芯片，完全采用AU7845作為連接IPOD和解碼IC之間的橋梁，減少了芯片成本，系統更為可靠，主要的難點在于對IPOD的數據接收方面，不同版本的IPOD發送數據格式不一致，特別是新版IPOD發送數據為不間斷連續發送，在這過程中，需要注意，在接收IPOD數據中優先處理如果芯片處理其它的事件，容易出現數據丟失情況，使得驗證不通過，在設計中。

> 收音部分選用的是SI4702芯片，在業內知名度較高，配合 AU7845芯片主控時，通過軟件需配置AU7845工作為降頻模式，以便減少對FM的干擾，提高FM接收靈敏度，同時也可降低產品的EMI輻射，此方案中采用了4分頻，可同時兼顧系統響應速度和減少EMI的輻射.

> 供電部分，由于需要達到綠色環保要求，整機的功耗小于1瓦，不能采用線性變壓器來供電，需要采用開關電源配合低靜態電流的LDO（線性穩壓器），在待機時把相應的模塊供電斷開，只保留芯片、IPOD座和顯示部分的供電，保留IPOD座的供電，主要是用來在待機模式下可以給IPOD充電，同時在軟件方面也需要做一定的處理，由于用戶在插入IPOD時，有可能是開機的，所以在待機的模式下，需要定時的對IPOD座發送關機指令，使在此種模式下插入的IPOD處于關機充電模式。

> 按鍵部分使用內置的ADC作按鍵掃描，減少按鍵連線，內置ADC模塊分辨率達10Bit，精度高，按鍵之間區分大，按鍵讀入可行靠高；同時芯片內置IR硬件解碼，實現遙控操作。

> 電子音效IC采用市面上常用的PT2314，支持4路音源輸入，通過AU7845的I2C控制，實現所有音源的音量和音效控制。

> 顯示為段碼式的藍底銀色LCD，通用的HT1621 LCD驅動IC，顯示資料詳細，所有狀態和操作均有相應的顯示，人機界面友好。

> 采用AME專用的復位芯片AME8500,使系統更加穩定，即使快速的開關機也能可靠復位。

圖：采用AU7845設計的迷你音響（BOOMBOX）系統框圖。

本文小結

從以上的設計可看出，無機芯 Mp3 U盤機設計簡單，且無活動機械結構，因而系統在穩定性方面比卡帶機或CD機有很大提高。產品生產容易，成本低，也非常容易獲得音源，使得人們享受音樂的成本大為降低；無機芯 Mp3 U盤機在功能和性能方面已取代了卡帶機使卡帶機慢慢退出市場，對于CD機方面也由于音源獲取和貯存困難等淡出市場，此外，采用山景芯片設計的無機芯 Mp3迷你播放器音質可滿足大眾化用戶的需求，由于無機芯，在外觀設計方面更可做到小、巧、美、精，更能滿足現代人追求的精品生活方式，無機芯 Mp3 U盤機可成為迷你音響發展的主流趨勢。