基于PT2258的AV5.1多声道音响控制系统
关键词：
pt2258 , 多声道 , 音响
引言
随着居民收入的增加，消费者早已容易获得较好的、廉价的视频及音频信号源，如radio、tv、cd、vcd、dvd等，特别是vcd、dvd的普及，人们普遍把av功放搬回家，逐步实现了家庭影院的声响效果。然而上述音频信号源都有各自独立的音响，声道也是独立控制的，使用时既繁琐，又不能让众多音频源共享av功放优质的声响，减少了使用的乐趣。
在这种背景下，针对目前家庭众多音频信号源控制离散的问题，我们研制开发了基于pt2258的av5．1音响控制系统，提供一种具有较高性价比、方便使用的红外遥控音频控制平台，将各种音频信号源选择输入至av功放，统一控制。该控制系统已成功运用于深圳某音响企业，效果良好。
1 硬件电路构成
本设计以microchip公司的picl6c56为主控ic，系统硬件电路框图如图1所示。通过模拟开关选择音频信号源，输入至声道音量控制芯片pt2258中，由主控ic接收、分析键盘模块或红外遥控的数据，控制pt2258实现音量的升降、重音增减、静音开关等功能，最后输出至后续的av功放。
2010-5-17 11:48:51 上传
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1．1 声道控制pt2258
pt2258是普诚公司推出的cmos工艺制造的声道音量控制ic。其工作电压范围宽(5～9 v)，6声道设计(o～一79 db)，极低噪声(s／n>l00 db)，高分辨率(>100 db)，极少的外围电路以及与处理器方便连接的i2c控制总线，使其在汽车音响、电脑多媒体、av环绕视听等方面具有广泛的应用，是av多声道音响系统极佳的音量控制元件。pt2258外围电路连接如图2所示。
2010-5-17 11:48:51 上传
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pt2258的前级inl～in6接音源的6个声道(通过前级模拟开关的选择)，后级0utl～0ut6输出至左、中、右、左后、右后及超重低音6个有源音箱；第6、7引脚为i2c引脚，通过上拉电阻连接mcu的i／o口。mcu根据pt2258的i2c传输时序收发数据，既可对音量进行总体控制，也可对单个声道独立调节(例如bass)，最低每阶1 db数字调音效果类似线性处理，也可编程实现每阶大于1 db调节。这种人性化的软件设计对于高音、低音迅速切换至适中音量具有重要意义，并能快速实现静音(mute)。另外，芯片内置6声道转换器和副低频低通滤波器，可确保前级输入信号极低失真地输出到后级。
1．2 微控制器picl6c56
picl6c56作为microchip公司最早推出的picl6c5x系列中的一种，是一款高性能risc结构的12位微控制器。它继承了 picl6c5x系列单片机高速度、低价格、低功耗、低电压工作、抗干扰性好、易于开发使用等众多优点，在家用电器、仪表、工控方面表现突出而广受欢迎。 picl6c56具有12个高驱动能力的i／0口，满足本系统设计的需求，同时略有余量，方便今后系统的扩展。
1．3 音频源模拟开关
此设计涉及4个音频源，vcd／dvd为6声道，其余为2声道，选用3个cd4053作为音频源模拟开关可将mcu控制i／o口节省至3个。cd4053 是三二通道控制模拟开关，有3个独立控制输入端和使能端，具有低导通阻抗和很低的截止漏电流，是较为理想的多路数字控制模拟开关，电路如图3所示。前6个输入信号(fr_i、fl_i、rr_i、rl_i、c_i、bass_i)为vcd／dvd声道，其余为cd、tv、radio，各两个声道，用3个 mcu i／o组合控制进行音源输入信号的选择，如表1所列。
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2010-5-17 11:48:50 上传
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1．4 红外遥控
此模块包括编码、解码两部分。编码电路采用红外遥控系统中专用的发射集成电路bl6121。它采用cmos工艺制作，最多可外接64个按键，工作电压范围宽(2．2～5．5 v)，对于遥控器这种便携式供电的设备特别适用，由此芯片构成的电路如图4所示。bl6121外接455 khz时钟晶振，当按键时间达到36 ms时，其发射一帧的红外数据格式由1个引导码、16位地址码、8位数据码、8位数据反码构成，其数据输出波形请见参考文献。对红外信号的接收过程，实际上是把红外光信号转换成ttl信号的过程，现在普遍采用集成度比较高的一体化接收头来处理，随后将转换成ttl的信号输入mcu的i／o口进行解码。 pic16c56无中断，在软件设计中运用查询的方法进行解码。
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1．5 扩展键盘
如图5所示，采用交互式键盘设计，rb0～rb4通过上拉电阻接至键盘。每个i／o口既作输入行又作输出列，输入输出交互使用，构成5行5列。在行列线每个独立(不重复)的交点上，设置一个按键，即任意i／0线之间均接一个按键。当某一口线输出低电平时，其他i／o线均读入键信息，软件设计采用循环查询的方法进行按键判断。这种设计方式在键数相同情况下，占用i／o线少，节省资源。
2010-5-17 11:48:51 上传
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2 软件设计
在microchip公司提供的mplab集成开发环境下，根据图6所示的程序流程实现软件编程。系统上电将volume音量初始为适中(一10 db)，随后判断是否有本地按键以及引脚有无红外信号，根据按键及对红外的解码情况转到各功能子程序。整个软件采用模块化设计，可读性强，维护、升级方便。
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3 总结
基于pt2258的av5．1音响控制系统，既将众多离散的音频源集中管理，又充分利用了av功放的音响效果。该系统使用方便、稳定，在智能家居设备日益更新的情况下，为家庭智能娱乐提供了一种可行的控制手段。
参考文献
1. 上海贝岭硅创微电子有限公司 bl6122-bl6121_spec_v1.0.pdf
2. princeton technology corp pt2258 v1.1c.datasheet 2003
3. 王有绪.许杰.李拉成 pic 系列单片机接口技术及应用系统设计 2000
作者：张军 卢宁 (广东科学技术职业学院) 刘俊承 (华北电力大学)
来源：单片机与嵌入式系统应用 2008 (12)
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在这种背景下，针对目前家庭众多音频信号源控制离散的问题，我们研制开发了基于pt2258的av5．1音响控制系统，提供一种具有较高性价比、方便使用的红外遥控音频控制平台，将各种音频信号源选择输入至av功放，统一控制。该控制系统已成功运用于深圳某音响企业，效果良好。
1 硬件电路构成
本设计以microchip公司的picl6c56为主控ic，系统硬件电路框图如图1所示。通过模拟开关选择音频信号源，输入至声道音量控制芯片pt2258中，由主控ic接收、分析键盘模块或红外遥控的数据，控制pt2258实现音量的升降、重音增减、静音开关等功能，最后输出至后续的av功放。
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2010-5-17 11:48:51 上传
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pt2258的前级inl～in6接音源的6个声道(通过前级模拟开关的选择)，后级0utl～0ut6输出至左、中、右、左后、右后及超重低音6个有源音箱；第6、7引脚为i2c引脚，通过上拉电阻连接mcu的i／o口。mcu根据pt2258的i2c传输时序收发数据，既可对音量进行总体控制，也可对单个声道独立调节(例如bass)，最低每阶1 db数字调音效果类似线性处理，也可编程实现每阶大于1 db调节。这种人性化的软件设计对于高音、低音迅速切换至适中音量具有重要意义，并能快速实现静音(mute)。另外，芯片内置6声道转换器和副低频低通滤波器，可确保前级输入信号极低失真地输出到后级。
1．2 微控制器picl6c56
picl6c56作为microchip公司最早推出的picl6c5x系列中的一种，是一款高性能risc结构的12位微控制器。它继承了 picl6c5x系列单片机高速度、低价格、低功耗、低电压工作、抗干扰性好、易于开发使用等众多优点，在家用电器、仪表、工控方面表现突出而广受欢迎。 picl6c56具有12个高驱动能力的i／0口，满足本系统设计的需求，同时略有余量，方便今后系统的扩展。
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参考文献
1. 上海贝岭硅创微电子有限公司 bl6122-bl6121_spec_v1.0.pdf
2. princeton technology corp pt2258 v1.1c.datasheet 2003
3. 王有绪.许杰.李拉成 pic 系列单片机接口技术及应用系统设计 2000
作者：张军 卢宁 (广东科学技术职业学院) 刘俊承 (华北电力大学)
来源：单片机与嵌入式系统应用 2008 (12)
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