基于藍(lán)牙技術(shù)的音箱方案設(shè)計(jì)

金振飛

摘 要：文章將藍(lán)牙應(yīng)用廣泛、傳輸迅速等優(yōu)勢與音箱設(shè)計(jì)相結(jié)合，提出了一種以AU6210芯片為基礎(chǔ)的多功能藍(lán)牙音箱設(shè)計(jì)方案。此類音箱的功能強(qiáng)大，不僅具有傳統(tǒng)音箱的播放功能，同時(shí)集RTC時(shí)鐘、鬧鐘，耳機(jī)播放，紅外遙控，藍(lán)牙播歌、通話等功能于一體。除此之外，該類音箱無需電源，能夠?yàn)殡姵毓╇?，并且體積小，攜帶方便，具有巨大的發(fā)展優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：藍(lán)牙技術(shù)；音箱；AU6210

1 藍(lán)牙音箱特點(diǎn)

藍(lán)牙音箱特點(diǎn)主要有：（1）可以廣泛應(yīng)用。由于藍(lán)牙的規(guī)格在全球范圍內(nèi)一致，因此，只要是擁有藍(lán)牙適配器的設(shè)備，就可以連接藍(lán)牙，傳送文件和信息。主要設(shè)備包括筆記本電腦、藍(lán)牙耳機(jī)、移動電話及醫(yī)療設(shè)備等。（2）操作簡單便捷。藍(lán)牙相關(guān)技術(shù)的使用不需要耗費(fèi)太大的精力，確切地說，其是一項(xiàng)即時(shí)技術(shù)。其對基礎(chǔ)設(shè)施無要求，在使用中不需要接入電纜，只需將傳送文件雙方進(jìn)行配對即可使用。（3）傳輸速度快。藍(lán)牙傳輸協(xié)議與紅外線等傳輸方式相比，具有很強(qiáng)的速度優(yōu)勢，如藍(lán)牙4.0，在理論上其傳輸速度可高達(dá)25Mbps。在傳輸過程中，速度決定了音樂的音質(zhì)，快速的傳輸使藍(lán)牙能夠承載碼率更高的音樂。（4）具有兼容性。藍(lán)牙傳輸協(xié)議兼容了現(xiàn)有的藍(lán)牙設(shè)備，即其共用一個(gè)頻段的信號，這就導(dǎo)致在傳送過程中容易出現(xiàn)信號混亂、互相干擾的情況。

2 一種藍(lán)牙音箱的設(shè)計(jì)方案

2.1 硬件設(shè)計(jì)

2.1.1 選擇合適的主控芯片。文章以AU6210作為主控芯片，其具有增強(qiáng)型的8051內(nèi)核，可使用兩組MMC/SD插口讀取MP3、FAT16及FAT32格式的文件，支持USB2.0，該芯片通過I2C接口間接控制USB/SD控制器，以此將文件送至解碼器解碼。該芯片支持多設(shè)備掉電記憶，并具有集成FM Receiver的強(qiáng)大功能。

2.1.2 主控芯片外圍的連接模塊設(shè)計(jì)。（1）電源模塊。文章中所研究的音箱以保證使用質(zhì)量為前提最大限度降低功耗，提高電池的蓄電時(shí)間，而AU6210芯片則可以在一定程度上滿足這一條件。該芯片內(nèi)置有LDO模塊，因此只需給其一組LDO輸入電源（3.35-5.5V）。當(dāng)輸入電壓為5V時(shí)，LDO輸出電流最大值為150mA，這樣就可以在很大程度上降低功耗。（2）藍(lán)牙模塊。在本設(shè)計(jì)中，藍(lán)牙模塊將主控芯片AU6210與藍(lán)牙芯片state引腳、電源引腳、多功能引腳以及按鍵控制引腳一一對應(yīng)接入，使得主控芯片可以實(shí)現(xiàn)對其的控制。（3）插卡模塊。此模塊的應(yīng)用有著很長的歷史，其作為核心功能出現(xiàn)在最早的便攜式多媒體音箱上，能夠在插入U(xiǎn)盤或SD卡之后自動識別并播放音頻文件。該模塊有著很大的優(yōu)點(diǎn)，即沒有自身的存儲限制。隨著音箱的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的插卡模塊有了更多的功能，在接入U(xiǎn)SB數(shù)據(jù)線之后，音箱可當(dāng)做讀卡器來使用，能夠直接將U盤插入音箱或者對SD卡進(jìn)行修改或更新。此外，音箱還可以實(shí)現(xiàn)充電功能，在插入手機(jī)之后，可以自動為手機(jī)充電，并且其自帶的聲卡可以使音質(zhì)更好。（4）按鍵模塊。文章中的按鍵模塊與平常的按鍵區(qū)分不盡相同，其是利用電壓對端口的檢測來實(shí)現(xiàn)區(qū)分按鍵的功能。本設(shè)計(jì)中每個(gè)按鍵所對應(yīng)的電路中電阻值各不相同，當(dāng)按鍵被觸發(fā)時(shí)，MCU則會接收到相應(yīng)的電壓值并對其進(jìn)行判斷，從而識別出是哪個(gè)按鍵被觸發(fā)，進(jìn)行與按鍵相對應(yīng)的操作。AU6210在按鍵模塊中具有很大的優(yōu)勢，能夠同時(shí)使用兩組AD按鍵，通過使用兩個(gè)GPIO端口對其進(jìn)行控制。（5）收音機(jī)模塊。收音機(jī)模塊選取的是E8035收音機(jī)模塊，此型號的收音機(jī)模塊有強(qiáng)大的功能，將所有關(guān)鍵的射頻組件集中在了芯片上，因此，該模塊完成功能只需幾件配套的原件即可，這不僅節(jié)約了PCB板空間，還能夠在很大程度上降低生產(chǎn)成本，充分發(fā)揮其優(yōu)勢。（6）LED顯示模塊。AU6210芯片中IO內(nèi)部帶有兩個(gè)下拉電流源，能夠?qū)㈦娐分械碾娮杳馊ィ瑥亩筁ED二極管直接驅(qū)動。兩電流源分別為1.7mA和2.4mA。AU6210的功能非常強(qiáng)大，極限可以驅(qū)動6COM、8SEG的LED大屏，即AU6210能夠?qū)⑺牡搅坏臄?shù)字顯示和十多個(gè)圖標(biāo)顯示驅(qū)動起來，可謂是功能強(qiáng)大。

2.2 軟件編寫

音響設(shè)計(jì)不僅需要硬件的設(shè)計(jì)，同時(shí)也需要軟件程序的編寫，同樣，藍(lán)牙音箱亦是如此，需要將AU6210與程序相結(jié)合控制系統(tǒng)運(yùn)作。文章中的系統(tǒng)軟件編寫以C語言為主導(dǎo)，并且輔以匯編語言，編譯軟件為Keil μ Vision 4，其中以while循環(huán)函數(shù)為main函數(shù)。

2.2.1 初始化編寫。系統(tǒng)初始化過程是編程中非常重要的一個(gè)步驟，不能輕視。本系統(tǒng)中的初始化主要包括系統(tǒng)時(shí)鐘、GPIO口、計(jì)時(shí)器、中斷、按鍵等外接模塊的初始化。如果初始化編寫出現(xiàn)問題或者沒有初始化，那么在音箱使用的過程中將會出現(xiàn)各種難以解決的問題，影響音箱的正常使用。系統(tǒng)初始化的時(shí)間是在開機(jī)讀取斷電記憶之后，主循環(huán)開始執(zhí)行之前進(jìn)行，有且只有一次。

2.2.2 主循環(huán)編寫。本系統(tǒng)中的main函數(shù)是一個(gè)包含while的循環(huán)函數(shù)，通過使用while（1）{}的方式，使系統(tǒng)無線循環(huán)下去直到收到跳出循環(huán)命令。在編寫循環(huán)程序時(shí)需要注意，要使用多線程，一條執(zhí)行循環(huán)語句，另外一條接受指令，以便跳出死循環(huán)。

2.2.3 PWM 呼吸燈應(yīng)用編寫。AU6210支持多路同時(shí)輸出，最多為3路，應(yīng)用廣泛。應(yīng)注意的是，GPIO_A[0]與GPIO_D[5]、GPIO_A[1]與GPIO_D[6]、GPIO_A[2]與GPIO_D[7]不能同時(shí)使用。

2.2.4 LED屏掃描程序編寫。LED屏掃描程序?qū)迷跍y試階段，放在主函數(shù)之前執(zhí)行。6COM和8SEG的掃描程序如下：

2.2.5藍(lán)牙模塊編寫。主控芯片將配置IO口的高、低電平作為控制藍(lán)牙工作狀態(tài)的方式，并且通過中斷檢測藍(lán)牙的工作狀態(tài)。

3 結(jié)束語

文章深入研究了藍(lán)牙音箱的設(shè)計(jì)及組成，展示了藍(lán)牙音箱的強(qiáng)大優(yōu)勢，如收音機(jī)、MP3播放、多媒體讀取播放、藍(lán)牙耳機(jī)等，具有良好的發(fā)展前景。同時(shí)，此類音箱也具有一定的弊端，如AU6210的OTP存儲空間有限，不能夠同時(shí)連接所有模塊運(yùn)行。藍(lán)牙音箱是新時(shí)期音箱發(fā)展的趨勢，相信在未來，藍(lán)牙音箱的技術(shù)會更加完善，應(yīng)用更加廣泛。

參考文獻(xiàn)

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