畢業(yè)設(shè)計（論文）基于pt6523汽車音響LCD驅(qū)動電路及接收電路的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

1、摘 要 汽車音響是最早應(yīng)用在汽車上的電子產(chǎn)品，經(jīng)過50多年的發(fā)展，它已由最初的汽車收音機(jī)演變成集視聽娛樂、通訊導(dǎo)航、輔助駕駛多種功能于一身的綜合性多媒體車載電子系統(tǒng)，并成為未來汽車上一個不可或缺的組成部分。中國汽車音響市場雖然正在逐漸增長，但規(guī)模相對比較小。本論文基于中國汽車音響市場的現(xiàn)狀，首先對汽車音響概念及汽車音響系統(tǒng)進(jìn)行分析，提出了汽車音響的整體設(shè)計方案，然后對該方案進(jìn)行了硬件原理設(shè)計和pcb板圖的設(shè)計，同時結(jié)合硬件進(jìn)行軟件的c語言設(shè)計和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了顯示、接收、按鍵處理和自動搜臺等功能，初步形成了實(shí)際的應(yīng)用產(chǎn)品。關(guān)鍵詞汽車音響；pt6523；lcd驅(qū)動電路；spi通信；i2c通信abst

2、ractcar audio is the first electronics product which has been applied in the car, after 50 years of development, it has been turned into sets of audio-visual entertainment, communication navigation, auxiliary driving in a variety of functions, integrated on-board electronic multimedia systems from t

3、he first car radio, and will become an indispensable component of the car in future.chinese car audio market is growing gradually, but the scale is relatively small. this paper bases on chinese car audio markets present situation, first analysises the car audio concept and the car audio system and p

4、roposes the overall design plan of the car audio, then design the hardware circuit and the pcb board of this plan, simultaneously debug and design the car audio in the language of c, it has realized the display, the receive, key-press processing auto scan and so on and it has formed actual applicati

5、on product initially.keywordscar audio; pt6523; lcd drive circuit; spi communications; i2c communications目 錄摘要abstract第一章 前言11.1 汽車音響的發(fā)展歷程11.2 汽車音響的一般構(gòu)成11.3 本論文研制的汽車音響的目標(biāo)及主要工作3第二章 汽車音響原理42.1 汽車音響概念42.2 汽車音響功能52.3 汽車音響的安裝及發(fā)展6第三章 汽車音響技術(shù)83.1 顯示技術(shù)83.1.1 屏幕驅(qū)動芯片pt6523介紹83.1.2 功能描述93.1.3 電路連接功能圖103.1.4 pt6

6、523屏的外觀及按鍵功能113.2 接收技術(shù)123.2.1 接收tuner mx-a196的特征123.2.2 線路評測133.2.3 i2c總線控制153.3 通信技術(shù)173.3.1 spi同步串行通信173.3.2 i2c同步串行通信173.4 微控制器spce061a技術(shù)介紹203.4.1 spce061概述203.4.2 spce061a性能簡介203.4.3 spce061a管腳圖213.4.4 spce061a的指令系統(tǒng)23第四章 設(shè)計與實(shí)現(xiàn)244.1 總體設(shè)計方案244.2 硬件設(shè)計電路圖264.3 軟件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)294.4 實(shí)驗(yàn)調(diào)試36結(jié)論38參考文獻(xiàn)40附錄a42致謝44第一

7、章 前言1.1 汽車音響的發(fā)展歷程汽車音響的發(fā)展史，也是電子技術(shù)的發(fā)展史。電子技術(shù)的每項(xiàng)重大的技術(shù)進(jìn)步都推動著汽車音響的發(fā)展。早在1923年，美國首先出現(xiàn)了裝配無線電收音機(jī)的汽車，隨后許多汽車都步其后塵，在儀表板總成上安裝了無線電收音機(jī)。這時候車用無線電收音機(jī)都是用電子管。直到20世紀(jì)50年代出現(xiàn)半導(dǎo)體技術(shù)后，汽車收音機(jī)出現(xiàn)了技術(shù)革命，用半導(dǎo)體管逐步取替了電子管，提高了汽車收音機(jī)的壽命。70年代初，卡式收錄機(jī)進(jìn)入了市場，一種可播放卡式錄音帶的車用收放兩用機(jī)出現(xiàn)在汽車上，同時機(jī)芯開始應(yīng)用集成電路。直至80年代末，一般汽車的音響多以一個卡式收放兩用機(jī)與一對揚(yáng)聲器為基礎(chǔ)組合，揚(yáng)聲器分左右兩路聲道，有

8、的置于儀表板總成的兩側(cè)，有的置于車門，有的置于后座的后方，收放兩用機(jī)輸出功率多在20瓦左右。今天，汽車音響又進(jìn)入了一個新的里程碑，向大功率多路輸出、多喇叭環(huán)回音響、多碟式鐳射cd等方向發(fā)展。世界音響制造商也將汽車音響辟為一個專門的工業(yè)部門，針對汽車的特殊環(huán)境，充分考慮車廂的音響效果，采用高新技術(shù)制造汽車音響設(shè)備，其播送的音響效果完全能與家用音響相媲美。音色渾厚優(yōu)美，高低錯落，把車廂內(nèi)狹小的空間變成了令人愉快的音樂欣賞室，給人以美的享受。汽車的運(yùn)行環(huán)境是十分惡劣的。包括振動、高溫、噪音、電磁波等都會干擾車內(nèi)電子設(shè)備的正常工作。因此汽車專用的音響設(shè)備對設(shè)計和工藝制造方面的要求都要比家用音響嚴(yán)格，而

9、且價格不菲。從這個意義上講，高性能的汽車音響實(shí)際上是當(dāng)今音響世界中的頂級品1。1.2 汽車音響的一般構(gòu)成典型的汽車音響包括：音源設(shè)備+功率放大器+揚(yáng)聲器。電源音源：主機(jī)d/a轉(zhuǎn)換前置放大功放分頻器揚(yáng)聲器圖1-1汽車音響的一般構(gòu)成音源設(shè)備（主機(jī)）汽車音響的主機(jī)與民用音響的主機(jī)區(qū)別較大在防振。防塵方面的要求比較高。汽車音響的主機(jī)類型包括（卡帶機(jī)、md、cd、vcd、dvd），卡帶機(jī)目前以慢慢被淘汰；dvd雖然說可以給車主帶來視覺和聽覺上的雙重享受，但在音質(zhì)上還遠(yuǎn)不如cd。主機(jī)的選擇非常重要它會直接影響到整個音響系統(tǒng)的效果（一臺主機(jī)的功率在425w440w之間）功率放大器在音響系統(tǒng)種，功放時不可缺少

10、的組成部分，其主要作用是把微弱的音頻信號放大到足以驅(qū)動喇叭單位工作，重放出人耳能聽到的聲音設(shè)備。因汽車在行駛當(dāng)中噪音會隨這車速的加快而不斷提高，一部分的聲音會被掩蓋住了，所以在汽車?yán)锵肼牭經(jīng)]有噪音的音樂，必須有一臺功率較大的功放，以提供足夠的功率驅(qū)動揚(yáng)聲器，使揚(yáng)聲器播放出來的聲音的音壓大到能把噪音掩蓋住的程度。揚(yáng)聲器（喇叭）揚(yáng)聲器就是我們俗稱的喇叭，有了好的功放，與之匹配的卓越的揚(yáng)聲器就能更好的發(fā)揮作用了。揚(yáng)聲器通常分為套裝喇叭（分離式喇叭）同軸喇叭及超低音喇叭等幾種。全頻揚(yáng)聲器即同軸揚(yáng)聲器，它的低頻單元和高頻單元被設(shè)計在同一軸心線上，外測時低頻，內(nèi)側(cè)時高頻，單發(fā)聲點(diǎn)在同一物理位置，這種設(shè)計可

11、以消除高，低頻單元由于頻率范圍的不同而引起的聲音飄移，但是因?yàn)楦撸鸵舳紩r從一個點(diǎn)所發(fā)出的，所以音色失真較大。分頻揚(yáng)聲器分為2分頻和3分頻，2分頻由高音單元和低音單元組成，3分頻則是再加上中音單元。因?yàn)槊總€單元負(fù)責(zé)不同的頻率，拓寬頻率的有效范圍，從而解決了音色失真的問題。高，低音單元雖然負(fù)責(zé)的頻率不同，但是它勢必存在一個臨界點(diǎn)，這樣在不同的位置上，發(fā)出相同的頻率，就會產(chǎn)生聲波干擾。要解決分頻揚(yáng)聲器的這些缺陷就要借助分頻器的作用，分頻器顧名思義就是將不同的頻率分開并送到不同的揚(yáng)聲器單元同時還可以根據(jù)揚(yáng)聲器的特性進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以減少失真和聲波干擾2。1.3 本論文研制的汽車音響的目標(biāo)及主要工作本文

12、的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)該方案中汽車音響的具體接收、顯示、控制等硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，并對系統(tǒng)進(jìn)行連接和調(diào)試。具體工作內(nèi)容如下:1.在充分考慮到系統(tǒng)需求的基礎(chǔ)上，對汽車音響系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)分析，了解汽車音響的組成原理。2.在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，查閱大量中英文資料，并適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行對比，選擇硬件平臺制定方案，同時對軟件平臺進(jìn)行選擇和確定。3.選定硬件平臺之后，在閱讀各個硬件芯片的數(shù)據(jù)手冊的基礎(chǔ)上，根據(jù)本系統(tǒng)的功能需要和芯片內(nèi)部功能定義等，對系統(tǒng)進(jìn)行硬件原理設(shè)計，并繪制原理圖。4.在電路原理圖繪制完成后，進(jìn)行汽車音響系統(tǒng)的pcb板的設(shè)計。在尺寸允許的范圍內(nèi)，盡量做到合理的布線，使系統(tǒng)具有較好的抗干擾能力，提高系統(tǒng)的可

13、靠性和穩(wěn)定性。5.對系統(tǒng)部分軟件進(jìn)行設(shè)計和編寫，本文的重點(diǎn)是對凌陽單片機(jī)與pt6523之間spi同步串行通信，以點(diǎn)亮顯示屏，根據(jù)系統(tǒng)要求顯示內(nèi)容；另一個是凌陽單片機(jī)與tuner mx-a196之間i2c同步串行通信，以接收信號，根據(jù)系統(tǒng)要求調(diào)節(jié)信號。6.系統(tǒng)硬件電路和系統(tǒng)軟件設(shè)計完成后，進(jìn)行最終系統(tǒng)地連接和調(diào)試，并嘗試一定的優(yōu)化和改進(jìn)。第二章 汽車音響原理2.1 汽車音響概念音響是指在一定的聽聞環(huán)境內(nèi)，聲源及聽音環(huán)境所形成的聽音效果，一般所說的音響是指音響器材及設(shè)備。如果把聆聽音樂的環(huán)境改在可移動的汽車內(nèi)，為因應(yīng)惡劣條件而特別設(shè)計的音響器材、設(shè)備、線材配件及相關(guān)產(chǎn)品，就稱為汽車音響。音響設(shè)備是

14、最早應(yīng)用在汽車上的電子產(chǎn)品，經(jīng)過50多年的發(fā)展，它己由最初的汽車收音機(jī)演變成集視聽娛樂、通訊導(dǎo)航、輔助駕駛多種功能于一身的綜合性多媒體車載電子系統(tǒng)，并成為未來汽車上一個不可或缺的組成部分。雖然音響設(shè)備對于汽車來講，只是一種輔助性設(shè)備，對車子的運(yùn)行性能沒有影響。但隨著人們對視聽水平的要求越來越高，汽車制造商也日益重視起汽車的音響設(shè)備，并將它作為衡量現(xiàn)代汽車檔次的標(biāo)準(zhǔn)之一3。音響系統(tǒng)整體技術(shù)指標(biāo)性能的優(yōu)劣，取決于每一個單元自身性能的好壞，如果系統(tǒng)中的每一個單元的技術(shù)指標(biāo)都較高，那么系統(tǒng)整體的技術(shù)指標(biāo)則很好。其技術(shù)指標(biāo)主要有六項(xiàng)：頻率響應(yīng)、信噪比、動態(tài)范圍、失真度、瞬態(tài)響應(yīng)、立體聲分離度、立體聲平衡

15、度。1.頻率響應(yīng)：所謂頻率響應(yīng)是指音響設(shè)備重放時的頻率范圍以及聲波的幅度隨頻率的變化關(guān)系。一般檢測此項(xiàng)指標(biāo)以1000hz的頻率幅度為參考，并用對數(shù)以分貝(db)為單位表示頻率的幅度。音響系統(tǒng)的總體頻率響應(yīng)理論上要求為2020000hz。在實(shí)際使用中由于電路結(jié)構(gòu)、元件的質(zhì)量等原因，往往不能夠達(dá)到該要求，但一般至少要達(dá)到3218000hz。2.信噪比：所謂信噪比是指音響系統(tǒng)對音源軟件的重放聲與整個系統(tǒng)產(chǎn)生的新的噪聲的比值，其噪聲主要有熱噪聲、交流噪聲、機(jī)械噪聲等等。一般檢測此項(xiàng)指標(biāo)以重放信號的額定輸出功率與無信號輸入時系統(tǒng)噪聲輸出功率的對數(shù)比值分貝(db)來表示。一般音響系統(tǒng)的信噪比需在85db以

16、上。3.動態(tài)范圍：動態(tài)范圍是指音響系統(tǒng)重放時最大不失真輸出功率與靜態(tài)時系統(tǒng)噪聲輸出功率之比的對數(shù)值，單位為分貝(db)。一般性能較好的音響系統(tǒng)的動態(tài)范圍在100(db)以上。4.失真：失真是指音響系統(tǒng)對音源信號進(jìn)行重放后，使原音源信號的某些部分（波形、頻率等等）發(fā)生了變化。5.立體聲分離度：立體聲分離度表示立體聲音響系統(tǒng)中左、右兩個聲道之間的隔離度，它實(shí)際上反映了左、右兩個聲道相互串?dāng)_的程度。如果兩個聲道之間串?dāng)_較大，那么重放聲音的立體感將減弱。6.立體聲平衡度：立體聲平衡度表示立體放音系統(tǒng)中左、右聲道增益的差別，如果不平衡度過大，重放的立體聲的聲像定位將產(chǎn)生偏移。一般高品質(zhì)音響系統(tǒng)的立體聲平

17、衡度應(yīng)小于1db4。2.2 汽車音響功能21世紀(jì)的汽車將會是一種移動的多媒體。汽車音響的音質(zhì)處理已朝數(shù)碼技術(shù)發(fā)展。高級汽車音響帶有dat數(shù)碼音響、dsp(數(shù)碼信號處理器)、mp3技術(shù)等，形成了數(shù)字化、邏輯化、大功率的hifi立體聲系統(tǒng)。隨著因特網(wǎng)、衛(wèi)星通信和無線技術(shù)的日益發(fā)達(dá)，人類將迎來在汽車內(nèi)與外界自由交換文字、聲音和圖像資料的時代，汽車內(nèi)部的通信服務(wù)和娛樂服務(wù)也將迅速普及，汽車也已被視為“移動的多媒體屋”。汽車音響除了具有最基本的播放音樂功能外，已經(jīng)有電子地圖和衛(wèi)星導(dǎo)航裝置，甚至可以撥打電話、收發(fā)傳真和電子郵件以及防盜、輔助安全駕駛等一系列功能5。汽車音響系統(tǒng)是汽車娛樂系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。汽

18、車音響系統(tǒng)的發(fā)展將會由最初的汽車收音機(jī)逐漸演變成集視聽娛樂、通訊導(dǎo)航、輔助駕駛等多功能于一身的綜合性多媒體車在電子系統(tǒng)，并成為未來汽車上一個不可缺少的組成部分。但汽車音響系統(tǒng)會由于汽車的一些自身特點(diǎn)，比如噪音、溫度、共振、電磁干擾等大大影響音質(zhì)，而且汽車空間是有限的并且鋼板玻璃對聲波會有反射等所有這些都使得汽車音響與家用音響有著截然不同的特性，高溫、廢氣、灰塵和震動等因素更是對汽車音響設(shè)備的耐久性提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)6。2.3 汽車音響的安裝及發(fā)展音響成為衡量現(xiàn)代汽車檔次的標(biāo)準(zhǔn)之一，這已是人們公認(rèn)的事實(shí)。因此，汽車音響技術(shù)也就成為汽車消費(fèi)者和愛好者關(guān)注的內(nèi)容。汽車音響技術(shù)主要表現(xiàn)在以下四方面。一是

19、安裝尺寸和安裝技術(shù)，二是音響本身的避振技術(shù)，三是音質(zhì)的處理技術(shù)，四是抗干擾技術(shù)7。汽車上的音響絕大多數(shù)安裝在儀表板或副儀表板的位置上，而這些儀表板內(nèi)的空間比較狹窄。汽車音響主機(jī)的體積必然要受到限制，因此國際上就產(chǎn)生了一個通用的安裝孔標(biāo)準(zhǔn)尺寸，稱為din德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))尺寸。標(biāo)準(zhǔn)的din尺寸為178毫米5o毫米153毫米(長寬深)。有些比較高級的汽車音響主機(jī)帶有多碟cd音響等裝置，安裝孔尺寸為178毫米100毫米153毫米，又稱為2倍din尺寸，多見日本機(jī)。而有個別品牌的汽車，其音響主機(jī)屬于非標(biāo)準(zhǔn)尺寸，只能指定安裝某種型號的汽車音響8。汽車音響的安裝除了儀表板安裝孔尺寸外，更重要的是整個音響系統(tǒng)的

20、安裝，尤其是喇叭和機(jī)件的安裝技術(shù)。因?yàn)橐惠v汽車的音響優(yōu)劣，不但與音響本身的質(zhì)量有關(guān)系，還與音響的安裝技術(shù)有直接關(guān)系。汽車的振動比較大，音響系統(tǒng)的安裝技術(shù)要追求高穩(wěn)定性和高可靠性。因此汽車音響具有以下的特點(diǎn)：汽車磁帶放音部分多采用橫向放置方式，上下卡緊以保證穩(wěn)定放音；采用優(yōu)質(zhì)的陶瓷涂層的鍍膜合金磁頭，令音質(zhì)與耐久性都有保障；cd部分采用多級減振方法，要求線路板上的元件焊接絕對可靠。汽車音響的音質(zhì)優(yōu)劣除了主機(jī)配置外，喇叭的質(zhì)量也是非常重要的因素。有人認(rèn)為，在一般汽車音響中。喇叭至少應(yīng)占總投資的一半以上。因?yàn)橹圃靸?yōu)質(zhì)的喇叭需要復(fù)雜的技術(shù)，其產(chǎn)生的高、低音效果往往是普通喇叭無法達(dá)到的。所以，汽車音響的

21、喇叭一般是比較講究的，尤其是多路分頻喇叭更是如此。汽車車廂空間有限，汽車音響喇叭是不可能帶大音箱的，這就需要因地制宜地把儀表臺、車門、后圍隔板等部件與喇叭有機(jī)地結(jié)合起來，形成一種類似音箱的構(gòu)造原理，消除聲波的相互疊加現(xiàn)象。當(dāng)然，喇叭的安裝位置往往影響著汽車音響的音質(zhì)效果，同一對喇叭在不同的安裝位置就會產(chǎn)生不同的效果，因此中高級汽車音響喇叭的安裝位置要經(jīng)過種種測試后才能確定下來。同時汽車音響處于一個非常復(fù)雜的環(huán)境之中，它隨時受到汽車發(fā)動機(jī)點(diǎn)火裝置及各種用電電器的電磁干擾，尤其是車上所有電器都用一個蓄電池，更會通過電源線及其它線路對音響產(chǎn)生干擾。汽車音響的防干擾技術(shù)就分別對電源線的干擾采用扼流圈串

22、在電源與音響之間進(jìn)行濾波，對空間輻射干擾采用金屬外殼密封屏蔽，在音響中專門安裝抗干擾的集成電路，用以降低外界的噪聲干擾9。第三章 汽車音響技術(shù)3.1 顯示技術(shù)3.1.1 屏幕驅(qū)動芯片pt6523介紹本系統(tǒng)選定屏幕的驅(qū)動芯片為pt6523,pt6523是一個通用lcd驅(qū)動器，可以用于微處理器控制的收音機(jī)的頻率顯示及其他顯示應(yīng)用。此外還可以最多直接驅(qū)動156個lcd字符段10。功能特點(diǎn)：支持1/3占空比1/2偏置和1/3占空比1/3偏置的lcd，通過串行數(shù)據(jù)控制可以驅(qū)動多達(dá)156個字符段；串行數(shù)據(jù)可控制節(jié)電模式和所有數(shù)碼管關(guān)閉功能；顯示數(shù)據(jù)無需通過解碼器轉(zhuǎn)換直接顯示；rc振蕩電路；lcd驅(qū)動偏置電

23、壓可以由外部或內(nèi)部提供；電源電壓：4.5v6.0v；64位引腳，支持qfp或lqfp封裝圖3-1pt6523管腳圖管腳說明:表3-1pt6523管腳說明管腳號符號 i/o說明152sg1sg52o字符段輸出，顯示通過串行數(shù)據(jù)輸入轉(zhuǎn)換的顯示數(shù)據(jù)。53com1o公共驅(qū)動段輸出。54com255com361osci/o振蕩器連接端。通過在這個管腳連接外部電阻和電容形成一個振蕩器。62ceice：芯片使能串行數(shù)據(jù)傳輸輸入端。這些管腳都和微處理器連接。63clkclk：同步時鐘64didi：傳輸數(shù)據(jù)57i顯示關(guān)閉控制輸入端。=高電平（vdd）顯示開啟。=低電平（vss）顯示強(qiáng)迫關(guān)閉（s1s52，com1

24、com3=低電平）。注：當(dāng)顯示強(qiáng)迫關(guān)閉時，可以執(zhí)行串行數(shù)據(jù)傳輸。59vdd1i當(dāng)偏置電壓用外部電壓時，使用2/3偏置。使用1/2偏置時連接vdd2。58vdd2i當(dāng)偏置電壓用外部電壓時，使用1/3偏置。使用1/2偏置時連接vdd1。56vdd-電源，提供一個4.5v6.0v的電壓。60vss-地，此管腳和系統(tǒng)地連接。3.1.2 功能描述數(shù)據(jù)傳輸及時序：1.低電平圖3-2pt6523低電平傳輸數(shù)據(jù)時序2.高電平圖3-3pt6523高電平傳輸數(shù)據(jù)時序注意事項(xiàng)：(1)地址：41h(2)d1到d156數(shù)據(jù)位。(3)dr-1/2偏置或1/3偏置選擇控制數(shù)據(jù)位。dr=0,1/2偏置；dr=1,1/3偏置。

25、(4)sc-數(shù)碼管開與關(guān)控制數(shù)據(jù)位。sc=0，開；sc=1，關(guān)。(5)bu-節(jié)電模式控制數(shù)據(jù)位。bu=0，正常模式；bu=1，節(jié)電模式。(6)x-無意義。3.1.3 電路連接功能圖圖3-3pt6523外部引腳圖12nose+b電源,+5v34key1第一組按鍵5lcd clkspi時鐘6lcd onlcd背光,+5v7lcd rst芯片int,+5v89gnd地101112lcd dataspi數(shù)據(jù)13lcd ce使能14立體聲15key2第二組按鍵表3-2pt6523外部部分引腳功能3.1.4 pt6523屏的外觀及按鍵功能411401412413m414415416402403404405

26、406407408409410圖3-4pt6523屏幕外觀圖按鍵名稱隸屬功能401key2暫時保留，初始顯示。402key2暫時保留，初始顯示。403key2接收和顯示固定頻率2 fm92.5m404key2接收和顯示固定頻率2 fm95.8m405key2接收和顯示固定頻率2 fm98.4m406key2接收和顯示固定頻率2 fm99.8m407key2接收和顯示固定頻率2 fm102.1m408key2接收和顯示固定頻率2 fm104.5m409key2暫時保留410key1顯示字符alpine.zs411key1顯示字符1 welcome412key1自動掃描fm頻段并能鎖定頻率和顯示頻

27、率413key1接受和顯示n值對應(yīng)的頻率414key1頻率增加415key1頻率減少416key1暫時保留，初始顯示。表3-3pt6523屏幕按鍵功能（自己編程定義的）3.2 接收技術(shù)3.2.1 接收tuner mx-a196的特征1.fm(1)可調(diào)頻帶：87.5mhz108.0mhz（日本帶寬：70.6mhz90.0mhz）(2)雙重轉(zhuǎn)換超外差收音機(jī)系統(tǒng)：第一if為10.7mhz；第二if為550khz。(3)天線阻抗匹配：75歐姆。(4)內(nèi)部if bpf：9階由i2c通信可控制的帶寬（60khz130khz和off）。(5)特征控制：rf/if轉(zhuǎn)換，if捕捉，agc sens，atc,分離

28、,asc,消除,s-測試,sd sens等等由i2c通信調(diào)整和設(shè)置。(6)其它：1毗鄰信道由fm s-測試的ac計數(shù)器檢測。2帶寬消除控制，噪聲消除。2.am(1)可調(diào)帶寬：153khz1710khz。(2)雙重轉(zhuǎn)換超外差收音機(jī)系統(tǒng)：第一if為10.8mhz；第二if為450khz。(3)特征控制：rf/if轉(zhuǎn)換，agc sens，atc,sd sens等等由i2c通信調(diào)整和設(shè)置。(4)其它：噪聲消除。3.pll(1)可編程osc除法器：劃分頻率對應(yīng)的數(shù)值從272到131071。(2)基準(zhǔn)頻率：1khz,3khz,5khz,9khz,10khz,12.5khz,25khz,50khz。(3)a

29、m osc除法器：fm osc被分頻為am混合輸入；1/4，1/6，1/8，1/10，1/12。(4)時鐘頻率：11.25mhz。(5)相位比較器：使用檢測器。(6)充電泵浦 高速鎖存電流切換機(jī)能：30a,60a,90a,120a,0.3ma,0.6ma,0.9ma,1.2ma。(7)if計數(shù)器：判斷結(jié)果由i2c讀模式輸出。窗口寬度：fm:40khz,80khz,120khz,160khz；am:1.25khz,2.5khz,3.75khz,5khz。門時間：3.2ms，6.4ms，25.6ms，51.2ms。等待時間：0.85ms，2.45 ms，4.05ms。4.e2prom采用rohm制

30、造的br24l01afj-we2。有128寄存器8位連續(xù)體系結(jié)構(gòu)。所有mx-a196的設(shè)置值被記住在內(nèi)部e2prom。而且，可以將設(shè)計者指定的各種各樣的設(shè)置值寫入e2prom。3.2.2 線路評測線路標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)設(shè)計者要求隨意更變。圖3-5mx-a196外部線路接入圖3-6天線設(shè)置 標(biāo)準(zhǔn)載入mx-a196外部端口介紹：表3-4mx-a196外部端口介紹序號引腳名稱詳細(xì)說明阻抗匹配1am antam ant輸入2fm antfm ant輸入753gndf/e 地4vcc電源：8.0v0.5v5vccpll電源：10v0.5v6am if out外部am噪聲控制的if輸出7fm.am smeter

31、fm/am信號測試輸出(ic sj5005)2008am agc outam引腳二極管控制9gnd地（f/e,if,mpx）10fm.am detoutfm/am檢測輸出（ic sj5005）400(fm),200(am)11if selectorfm：det輸出（550khz）am：if輸出（450khz）依靠i2c選擇（ic sj5005）1k12mrc多路徑恢復(fù)控制dc13st-lamp立體聲指示輸出（ic sj5005）開集電極輸出14r-outmpx右聲道輸出（ic sj5005）3.3k,0.022f (75s)；3.3k,0.015f (50s)15l-outmpx左聲道輸出（i

32、c sj5005）3.3k,0.022f (75s)；3.3k,0.015f (50s)16gndpll 地1k17do數(shù)據(jù)輸出（上拉電阻10k）sd模式開時，sd輸出；sd模式關(guān)時，相鄰det信道輸出。18sdai2c串行數(shù)據(jù)端口19scli2c時鐘輸入3.2.3 i2c總線控制所有mx-a196的設(shè)置值被記在內(nèi)部e2prom，根據(jù)這些記憶值映射到內(nèi)部數(shù)據(jù)。各個設(shè)置由傳輸?shù)絤x-a196內(nèi)部ics的數(shù)據(jù)所確立。1.讀e2prom的所有數(shù)據(jù)。2.通過i2c自動增加模式傳輸數(shù)據(jù)到sj5005和sj5006。3.mx-a196進(jìn)入fm 87.5mhz接收模式。i2c數(shù)據(jù)傳輸是為了pll n值的改變

33、，n值數(shù)據(jù)傳輸為17位（n0-n16，3字節(jié)），但是每次只能發(fā)送一個字節(jié)。因此，當(dāng)操作為掃描操作和af檢測時，用自動增加模式使pll操作時間最短11。掃描控制的流程圖為：開始sd模式開頻率設(shè)置（n值）等待頻率增減vsd檢驗(yàn)vsd=低 n y數(shù)據(jù)傳輸讀數(shù)據(jù)d0=1 n ysd模式關(guān)圖3-7mx-a196掃描頻率流程圖例：假設(shè)接收fm 100mhzvosc=100mhz+10.7mhz=110.7mhzref=50khzn=110.7mhz/50khz=2214pll-n除法器的數(shù)據(jù)變?yōu)椋?00001000101001103.3 通信技術(shù)本系統(tǒng)的通信技術(shù)有兩個，一是凌陽單片機(jī)與pt6523之間sp

34、i同步串行通信，以點(diǎn)亮顯示屏，根據(jù)系統(tǒng)要求顯示內(nèi)容；另一個是凌陽單片機(jī)與tuner mx-a196之間i2c同步串行通信，以接收信號，根據(jù)系統(tǒng)要求調(diào)節(jié)信號。3.3.1 spi同步串行通信串行外設(shè)接口（serial peripheral interface，spi）模塊是實(shí)際上是一種串行總線標(biāo)準(zhǔn)，各個設(shè)備在同一個時鐘下工作，以同步方式實(shí)現(xiàn)通訊。spi口只需要3根引腳線（發(fā)送、接收和時鐘）就可以實(shí)現(xiàn)芯片之間的連接。由于spi是以同步方式工作，它的傳輸速度很快，高達(dá)幾十mbps。采用spi總線方式交換數(shù)據(jù)一般采用主從式。主機(jī)的發(fā)送與從機(jī)的接收相連，主機(jī)的接收與從機(jī)的發(fā)送相連，主機(jī)產(chǎn)生的時鐘信號要輸出

35、至從機(jī)的時鐘引腳上12。spi信號的傳輸圖3-8spi信號的傳輸示意圖傳輸速率由sck決定，si為數(shù)據(jù)輸入、so為數(shù)據(jù)輸出。系統(tǒng)包含一個主片和多個從片，主片通過片選信號cs控制對哪個從片進(jìn)行通信。3.3.2 i2c同步串行通信i2c總線的概念i2c總線是一個多主機(jī)的總線這就是說可以連接多于一個能控制總線的器件到總線。i2c總線支持任何ic生產(chǎn)過程（nmos cmos雙極性）兩線串行數(shù)據(jù)sda和串行時鐘scl線在連接到總線的器件間傳遞信息。每個器件都有一個唯一的地址識別（無論是微控制器、lcd驅(qū)動器、存儲器或鍵盤接口），而且都可以作為一個發(fā)送器或接收器（由器件的功能決定）。i2c總線的一些特征：

36、只要求兩條總線線路一條串行數(shù)據(jù)線sda，一條串行時鐘線scl；每個連接到總線的器件都可以通過唯一的地址和一直存在的簡單的主機(jī)從機(jī)關(guān)系軟件設(shè)定地址主機(jī)可以作為主機(jī)發(fā)送器或主機(jī)接收器；它是一個真正的多主機(jī)總線如果兩個或更多主機(jī)同時初始化數(shù)據(jù)傳輸可以通過沖突檢測和仲裁防止數(shù)據(jù)被破壞；串行的8位雙向數(shù)據(jù)傳輸位速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達(dá)100kbit/s，快速模式下可達(dá)400kbit/s，高速模式下可達(dá)3.4mbit/s；片上的濾波器可以濾去總線數(shù)據(jù)線上的毛刺波保證數(shù)據(jù)完整；連接到相同總線的ic數(shù)量只受到總線的最大電容400pf限制。i2c通信系統(tǒng)，系統(tǒng)中每個點(diǎn)都可作為主器件進(jìn)行通信。sda數(shù)據(jù)線和scl時鐘

37、線必須采用雙向傳輸電路。圖3-9 i2c傳輸硬件連接示意圖i2c通信系統(tǒng)中，為保證數(shù)據(jù)可靠傳送，在任一確定時刻，只能由主器件來控制總線，啟動和結(jié)束通信，并由它產(chǎn)生通信所需的時鐘脈沖。時序的開始與停止主器件產(chǎn)生啟動信號，scl高時，sda從高到低表示起始狀態(tài)。此后即可在scl信號同步下傳輸指令、地址或數(shù)據(jù)。通信結(jié)束后由主器件發(fā)出結(jié)束信號，即在scl高電平時，將sda信號從低變高。scl高電平期間，sda信號的變化決定了通信的啟動和結(jié)束。而數(shù)據(jù)傳輸時，必須保證sda線上的數(shù)據(jù)在scl“高”時是穩(wěn)定的，只有當(dāng)scl“低”時，數(shù)據(jù)線上數(shù)據(jù)才可以改變。圖3-10i2c信號的傳輸時序的開始與停止i2c的通

38、信規(guī)程數(shù)據(jù)位方向位開始位地址位結(jié)束位ack位圖3-11 i2c通信規(guī)程：開始+地址+傳輸方向+應(yīng)答+數(shù)據(jù)+應(yīng)答+結(jié)束i2c的數(shù)據(jù)傳輸啟動i2c總線后，傳送的字節(jié)數(shù)無限制，只要求每傳送一個字節(jié)后，對方回應(yīng)一個應(yīng)答位。應(yīng)答所需的時鐘脈沖由主器件產(chǎn)生；從器件處于接收狀態(tài)，收到應(yīng)答時鐘脈沖后，在應(yīng)答期間將sda轉(zhuǎn)為發(fā)送狀態(tài)，并將sda置為低電平；從器件處于發(fā)送狀態(tài)，收到應(yīng)答時鐘脈沖后，在應(yīng)答期間釋放sda，由主器件發(fā)回應(yīng)答信號13。圖3-12i2c的數(shù)據(jù)傳輸3.4 微控制器spce061a技術(shù)介紹3.4.1 spce061概述spce061是凌陽科技推出的一款16位結(jié)構(gòu)的位控制器。為適應(yīng)單片機(jī)的高度集

39、成化的發(fā)展趨勢，凌陽科技推出了高性能的16位單片機(jī)， cpu內(nèi)核采用凌陽最新推出的nsp（microcontroller and signal processor）16位微處理器芯片（簡稱nsp）14。3.4.2 spce061a性能簡介16位的高性能nsp內(nèi)核單片機(jī)cpu時鐘范圍：0.32mhz49mhz片內(nèi)32k字的flash程序存儲器、2k字的sram數(shù)據(jù)存儲器2個16位i/o端口14個中斷源1通道專用音頻ad轉(zhuǎn)換通道7通道ad轉(zhuǎn)換通道內(nèi)置mic放大電路和自動增益(agc)放大電路2路電流輸出型的da轉(zhuǎn)換通道2個16位通用定時器/計數(shù)器低電壓復(fù)位、低電壓監(jiān)測具有保密功能具有watchdo

40、g功能圖3-13spce061a片內(nèi)結(jié)構(gòu)3.4.3 spce061a管腳圖圖3-14spce061a管腳圖管腳功能說明：spce061a有plcc84和qfp80兩種封裝。封裝形式為plcc84的共有84個引腳，其中包括空腳15個，其余管腳功能說明如表所示。qfp80封裝的在引腳方面只是比plcc84封裝的少了4個空腳。表3-5spce061a管腳功能說明ioa0ioa15(4148, 53,5460腳)i/o口a，共16個iob0iob15(51,8176,6864腳)i/o口b，共16個osci（13腳）振蕩器輸入。在石英晶振模式下，是石英元件的一個輸入腳。osco（12腳）振蕩器輸出。在

41、石英晶振模式下，是石英元件的一個輸出腳。res_b(6腳)復(fù)位輸入。若這個腳輸入低電平，會使得控制器被重置復(fù)位。ice_en（16腳）ice使能端,接在線調(diào)試器probe的使能腳ice_en。ice_sck（17腳）ice時鐘腳，接在線調(diào)試器probe的時鐘腳ice_sck。ice_sda（18腳）ice數(shù)據(jù)腳，接在線調(diào)試器probe的數(shù)據(jù)腳ice_sda。pvin（20腳）程序保密設(shè)定腳。pfuse（29腳）程序保密設(shè)定腳。dac1（21腳）音頻輸出通道1。dac2（22腳）音頻輸出通道2。vref2（23腳）2v參考電壓輸出腳。agc（25腳）語音輸入自動增益控制引腳。opi（26腳）mi

42、crophone的第二運(yùn)放輸入腳。micout（27腳）microphone的第一運(yùn)放輸出腳。micn（28腳）microphone的負(fù)向輸入腳。micp（33腳）microphone正向輸入腳。vrt（35腳）a/d轉(zhuǎn)換外部參考電壓輸入腳。它決定a/d轉(zhuǎn)換輸入電壓上限值。例如該點(diǎn)輸入一個2.5v的參考電壓，則a/d轉(zhuǎn)換電壓輸入范圍為02.5v。（外部a/d最高參考電壓3.3v）。vcm(34腳)adc參考電壓輸出腳。vmic(37腳)microphone電源。sleep（63腳）睡眠狀態(tài)指示腳。當(dāng)cpu進(jìn)入睡眠狀態(tài)時，該腳輸出高電平。vcp(8腳)鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入。xromt,pv

43、pp,xtest(61、69、14腳)出廠測試用管腳，懸空即可。vddh（51、52、75腳）i/o電平參考。該點(diǎn)輸入一個5v的參考電壓，則i/o輸入輸出高電平為5v。vdd（7腳）pll鎖相環(huán)電源。vss（9腳）鎖相環(huán)地。vss（19、24腳）模擬地。vss（38、49、50、62腳）數(shù)字地。vdd（15腳、36腳）數(shù)字電源。3.4.4 spce061a的指令系統(tǒng)spce061a指令系統(tǒng)的指令格式緊湊，以字為單位，指令執(zhí)行速度快，并提供了對高級語言的支持和對數(shù)字信號處理dsp（digital signal processing）運(yùn)算的支持，功能更強(qiáng)大。這可以大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)時間。此外，sp

44、ce061a的指令比一般單片機(jī)指令系統(tǒng)更接近c(diǎn)語言15。spce061a單片機(jī)的指令按其功能劃分，可分為：1.數(shù)據(jù)傳送指令，包括立即數(shù)的到寄存器、寄存器到寄存器、寄存器到存儲器、存儲器到寄存器的數(shù)據(jù)傳送操作；2.算術(shù)運(yùn)算，包括加、減、乘、除、n項(xiàng)內(nèi)積運(yùn)算指令、比較運(yùn)算指令等操作；3.邏輯運(yùn)算，包括與、或、異或、位測試、移位等操作；4.轉(zhuǎn)移指令，包括條件轉(zhuǎn)移、無條件轉(zhuǎn)移、中斷返回、子程序調(diào)用等操作；5.控制指令，如開中斷、關(guān)中斷、fir濾波器的數(shù)據(jù)的自由移動等操作16。第四章 設(shè)計與實(shí)現(xiàn)4.1 總體設(shè)計方案該汽車音響設(shè)計，有以下3部分：(1)主控板；(2)高頻頭；(3)led顯示；圖4-1汽車音

45、響硬件電路設(shè)計：(1)主控板：凌陽61a單片機(jī)；圖4-2凌陽控制器硬件電路圖(2)電源電路：5v、8v、10v、15v；圖4-3電源硬件電路圖(3)高頻頭：連接回路的設(shè)置；圖4-4高頻頭連接回路硬件圖(4)lcd顯示屏：連接電路的設(shè)計；由于lcd顯示屏和控制器的連接僅僅是與凌陽單片機(jī)i/o口的簡單的連接，故在電路圖中只表現(xiàn)在用軟件對i/o口的定義和改變17。軟件設(shè)計：(1)凌陽61a單片機(jī)：系統(tǒng)初始化、按鍵處理等18；(2)高頻頭：根據(jù)i2c通信方式實(shí)現(xiàn)對高頻頭的基本操作：選臺+、選臺-、搜臺等。(3)led顯示：根據(jù)lcd驅(qū)動芯片的控制，顯示相關(guān)信息19。頻率顯示；其它ascii碼的顯示；汽

46、車音響設(shè)計基本組成如下：高頻頭mx-a196凌陽61a單片機(jī)i2c總線規(guī)范主控板微處理器電源鍵掃描高頻頭面板spi總線規(guī)范ccb通信顯示lcd：pt6523顯示屏圖4-5本設(shè)計汽車音響設(shè)計基本組成4.2 硬件設(shè)計電路圖本系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計是針對汽車音響播放系統(tǒng)而設(shè)計的，因此對尺寸大小要求跟汽車音響尺寸完全相同，便于系統(tǒng)的改裝與安置。而且由于系統(tǒng)處于汽車這個特殊的環(huán)境中，本身要求汽車電壓供電，同時還應(yīng)該考慮到系統(tǒng)電路抗干擾以及其它可靠性的設(shè)計。印刷電路板上的元件會在線路中添加高頻噪聲，為了在器件處濾除高頻噪聲，應(yīng)盡可能的在靠近電源和地處安裝一個去耦電容。設(shè)計電路板時，應(yīng)盡量避免信號路徑的不連續(xù)性

47、。不連續(xù)點(diǎn)就是信號阻抗突變的地方，它們會引起反射，因此因該避免。不連續(xù)點(diǎn)一般發(fā)生在路徑突然轉(zhuǎn)彎處和板上過孔處。為了讓地線線條在拐彎處阻抗保持連續(xù)，可把彎成90度的導(dǎo)線改為45度或彎成圓弧線。而為了減少過孔處造成的信號阻抗不連續(xù)性，在設(shè)計時應(yīng)盡量減少過孔。由于印制電路板內(nèi)，引線密度大，線間距離近，這就增加了引線間的串?dāng)_。為了減小串?dāng)_，在布線時，要盡量避免線與線之間長距離平行走線，盡可能加大線與線之間的距離，對干擾特別敏感的信號引線，可在其兩邊設(shè)置地線以屏蔽干擾?？傊?，減小串?dāng)_主要是減小引線間的分布電容，同時也可以考慮采用屏蔽干擾源的措施。本系統(tǒng)電路設(shè)計時的注意事項(xiàng)1.電源線的設(shè)計一般電路設(shè)計中地

48、線、電源線和信號線的關(guān)系是：地線電源線信號線，在進(jìn)行布板設(shè)計的時候引線要盡量短，平行走向的引線不要太長，以減小沖擊電流的影響。本系統(tǒng)在遵循上述原則進(jìn)行電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，為減小引線阻抗的影響，盡可能地加粗并且縮短了引線，并且在電路板尺寸大小允許的范圍內(nèi)盡量加粗電源線的寬度，這樣減少環(huán)路電阻。同時盡量使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。2.地線的設(shè)計本系統(tǒng)地線設(shè)計的原則如下：（1）數(shù)字地與模擬地分開。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)線路板上既有模擬電路又有數(shù)字電路，所以在布線的時候就使得它們盡量分開，而且電路的地也盡量采用一點(diǎn)相接，以減少相互干擾，不過由于此尺寸限制在實(shí)際布線有困難的部分

49、采取了部分串聯(lián)后在并聯(lián)接地的方法。（2）接地線盡量加粗。如接地線用很細(xì)的線條，則接地電位隨電流的變化而變化，使抗噪聲性能降低。因此在對地線進(jìn)行布線的時候也盡量將接地線加粗，使它能通過三倍于印刷板上的允許電流。本系統(tǒng)的地線寬度在30mil80mil之間，一般的地線寬度為50mil。（3）避免接地線構(gòu)成閉環(huán)路。本系統(tǒng)采用雙面電路板布線，并且將地線設(shè)計成網(wǎng)格狀，這樣的結(jié)構(gòu)可以減少電流的環(huán)流面積，降低接地電位差，提高抗噪聲能力。3.去耦電容的配置為抑制各種干擾，pcb設(shè)計的常規(guī)做法之一是在印刷板的各個關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)娜ヱ铍娙?，本系統(tǒng)也不例外，本系統(tǒng)去耦電容的配置原則如下：（1）由于地線上的公共阻抗能

50、產(chǎn)生干擾，在設(shè)計電路板時，本系統(tǒng)在各芯片的電源、地線之間均加了去耦電容，一般電源輸入端跨接10100uf的電容器來濾除電源產(chǎn)生的低頻噪聲。本系統(tǒng)在電源輸入端、各個電源轉(zhuǎn)換芯片7810、7808和7805后接一個100uf和0.047uf的電容。（2）原則上每個集成電路芯片都應(yīng)布置一個0.01uf的陶瓷電容，如遇印刷板空隙不夠，可每48個芯片布置一個110uf的鉭電容。本系統(tǒng)基本上在每個集成電路芯片周圍都放置了0.01uf的電容。（3）本系統(tǒng)中對于抗噪聲能力弱、關(guān)斷是電源變化大的器件，如74hc244及主芯片等都在芯片的電源線和地線之間直接接入穩(wěn)壓芯片或去耦電容。（4）布線時時電容引線不能太長，而且靠近器件或者供電電源。4.其它本系統(tǒng)進(jìn)行布線設(shè)計過程中，在保證電路性能的要求的前提下，走線盡量少拐彎，力求走線合理，并按照一定的順序要求走線，力求直觀，便于安裝和測試20。（見附錄a.電路原理圖及pcb版圖）圖4-6pcb板設(shè)計的部分示意圖4.3 軟件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)軟件設(shè)計有以下兩個內(nèi)容：1.lcd屏顯示的軟件設(shè)計lcd屏顯示主要是根據(jù)pt6523驅(qū)動芯片的時序和功能進(jìn)行編程，以顯示需要的內(nèi)容；而其按鍵則是模擬量，根據(jù)按鍵的不同，輸出電壓的不同，進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換后進(jìn)行處理21。2.mx-a196 tuner接收器的