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PT2258應用于A(yíng)V5.1多聲道音響控制系統的電路原理圖說(shuō)明
文章來(lái)源: 更新時(shí)間:2010/9/5 18:28:00
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引言

隨著(zhù)居民收入的增加,消費者早已容易獲得較好的、廉價(jià)的視頻及音頻信號源,如RADIO、TV、CD、VCD、DVD等,特別是VCD、DVD的普及,人們普遍把AV功放搬回家,逐步實(shí)現了家庭影院的聲響效果。然而上述音頻信號源都有各自獨立的音響,聲道也是獨立控制的,使用時(shí)既繁瑣,又不能讓眾多音頻源共享AV功放優(yōu)質(zhì)的聲響,減少了使用的樂(lè )趣。

在這種背景下,針對目前家庭眾多音頻信號源控制離散的問(wèn)題,我們研制開(kāi)發(fā)了基于PT2258AV5.1音響控制系統,提供一種具有較高性?xún)r(jià)比、方便使用的紅外遙控音頻控制平臺,將各種音頻信號源選擇輸入至AV功放,統一控制。該控制系統已成功運用于深圳某音響企業(yè),效果良好。

1 硬件電路構成

本設計以Microchip公司的PICl6C56為主控IC,系統硬件電路框圖如圖1所示。通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)選擇音頻信號源,輸入至聲道音量控制芯片PT2258中,由主控IC接收、分析鍵盤(pán)模塊或紅外遙控的數據,控制PT2258實(shí)現音量的升降、重音增減、靜音開(kāi)關(guān)等功能,最后輸出至后續的AV功放。

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1.1 聲道控制PT2258

PT2258是普誠公司推出的CMOS工藝制造的聲道音量控制IC。其工作電壓范圍寬(5~9 V),6聲道設計(O~一79 dB),極低噪聲(S/N>l00 dB),高分辨率(>100 dB),極少的外圍電路以及與處理器方便連接的I2C控制總線(xiàn),使其在汽車(chē)音響、電腦多媒體、AV環(huán)繞視聽(tīng)等方面具有廣泛的應用,是AV多聲道音響系統極佳的音量控制元件。PT2258外圍電路連接如圖2所示。

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PT2258的前級INl~IN6接音源的6個(gè)聲道(通過(guò)前級模擬開(kāi)關(guān)的選擇),后級0UTl~0UT6輸出至左、中、右、左后、右后及超重低音6個(gè)有源音箱;第6、7引腳為I2C引腳,通過(guò)上拉電阻連接MCU的I/O口。MCU根據PT2258的I2C傳輸時(shí)序收發(fā)數據,既可對音量進(jìn)行總體控制,也可對單個(gè)聲道獨立調節(例如BASS),最低每階1 dB數字調音效果類(lèi)似線(xiàn)性處理,也可編程實(shí)現每階大于1 dB調節。這種人性化的軟件設計對于高音、低音迅速切換至適中音量具有重要意義,并能快速實(shí)現靜音(MUTE)。另外,芯片內置6聲道轉換器和副低頻低通濾波器,可確保前級輸入信號極低失真地輸出到后級。

1.2 微控制器PICl6C56

PICl6C56作為Microchip公司最早推出的PICl6C5X系列中的一種,是一款高性能RISC結構的12位微控制器。它繼承了 PICl6C5X系列單片機高速度、低價(jià)格、低功耗、低電壓工作、抗干擾性好、易于開(kāi)發(fā)使用等眾多優(yōu)點(diǎn),在家用電器、儀表、工控方面表現突出而廣受歡迎。 PICl6C56具有12個(gè)高驅動(dòng)能力的I/0口,滿(mǎn)足本系統設計的需求,同時(shí)略有余量,方便今后系統的擴展。

1.3 音頻源模擬開(kāi)關(guān)

此設計涉及4個(gè)音頻源,VCD/DVD為6聲道,其余為2聲道,選用3個(gè)CD4053作為音頻源模擬開(kāi)關(guān)可將MCU控制I/O口節省至3個(gè)。CD4053 是三二通道控制模擬開(kāi)關(guān),有3個(gè)獨立控制輸入端和使能端,具有低導通阻抗和很低的截止漏電流,是較為理想的多路數字控制模擬開(kāi)關(guān),電路如圖3所示。前6個(gè)輸入信號(FR_I、FL_I、RR_I、RL_I、C_I、BASS_I)為VCD/DVD聲道,其余為CD、TV、RADIO,各兩個(gè)聲道,用3個(gè) MCU I/O組合控制進(jìn)行音源輸入信號的選擇,如表1所列。

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1.4 紅外遙控

此模塊包括編碼、解碼兩部分。編碼電路采用紅外遙控系統中專(zhuān)用的發(fā)射集成電路BL6121。它采用CMOS工藝制作,最多可外接64個(gè)按鍵,工作電壓范圍寬(2.2~5.5 V),對于遙控器這種便攜式供電的設備特別適用,由此芯片構成的電路如圖4所示。BL6121外接455 kHz時(shí)鐘晶振,當按鍵時(shí)間達到36 ms時(shí),其發(fā)射一幀的紅外數據格式由1個(gè)引導碼、16位地址碼、8位數據碼、8位數據反碼構成,其數據輸出波形請見(jiàn)參考文獻。對紅外信號的接收過(guò)程,實(shí)際上是把紅外光信號轉換成TTL信號的過(guò)程,現在普遍采用集成度比較高的一體化接收頭來(lái)處理,隨后將轉換成TTL的信號輸入MCU的I/O口進(jìn)行解碼。 PIC16C56無(wú)中斷,在軟件設計中運用查詢(xún)的方法進(jìn)行解碼。

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1.5 擴展鍵盤(pán)

如圖5所示,采用交互式鍵盤(pán)設計,RB0~RB4通過(guò)上拉電阻接至鍵盤(pán)。每個(gè)I/O口既作輸入行又作輸出列,輸入輸出交互使用,構成5行5列。在行列線(xiàn)每個(gè)獨立(不重復)的交點(diǎn)上,設置一個(gè)按鍵,即任意I/0線(xiàn)之間均接一個(gè)按鍵。當某一口線(xiàn)輸出低電平時(shí),其他I/O線(xiàn)均讀入鍵信息,軟件設計采用循環(huán)查詢(xún)的方法進(jìn)行按鍵判斷。這種設計方式在鍵數相同情況下,占用I/O線(xiàn)少,節省資源。

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2 軟件設計

在Microchip公司提供的MPLAB集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下,根據圖6所示的程序流程實(shí)現軟件編程。系統上電將VOLUME音量初始為適中(一10 dB),隨后判斷是否有本地按鍵以及引腳有無(wú)紅外信號,根據按鍵及對紅外的解碼情況轉到各功能子程序。整個(gè)軟件采用模塊化設計,可讀性強,維護、升級方便。

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3 總結

基于PT2258的AV5.1音響控制系統,既將眾多離散的音頻源集中管理,又充分利用了AV功放的音響效果。該系統使用方便、穩定,在智能家居設備日益更新的情況下,為家庭智能娛樂(lè )提供了一種可行的控制手段。

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