中级
30 分钟

使用LM4811和TM4C123GH6PZ实现顶级音质

通过我们的放大器释放耳机的全部潜力

Headphone AMP Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 27, 2024

点击板

Headphone AMP Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C123GH6PZ

体验您耳机的真正威力,我们的放大器旨在最大化每一个细节,让您的音乐焕发前所未有的生命力。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Headphone AMP Click基于德州仪器的LM4811,这是一款带有数字音量控制的立体声模拟输入耳机放大器。该耳机放大器旨在使用少量外部元件提供高质量的输出功率,并且不需要引导电容或抑制网络来提高稳定性。LM4811耳机放大器提供的最大功率是每个通道16Ω为105mW,16Ω负载阻抗为70mW。LM4811的其他显著特点还包括数字音量控制、"Click and Pop" 抑制电路和0.3μA的低关断电流。此Click board™使用几个GPIO引脚与MCU通信。从CLK和

U/D引脚的信号通过PWM和INT引脚路由到mikroBUS™插座,控制LM4811的增益。增益将根据每个CLK信号的上升沿时应用于U/D引脚的逻辑电压电平而增加或减小3dB步进。应用于U/D引脚的逻辑高电压电平会导致增益在每个CLK信号的上升沿时增加3dB,反之亦然。放大器的增益在设备开机时设置为默认值0dB。十六个离散的增益设置范围从+12dB最大到−33dB最小。具有统一增益稳定性的LM4811还具有外部控制的、主动高电平、微功耗关断模式,该模式

可通过mikroBUS™插座上的RST引脚减少不使用时的功耗。但是,在退出关断模式时,LM4811将恢复到其先前的增益设置。除了所有这些特点之外,LM4811还具有内部热关断保护机制。此Click board™可以使用通过VCC SEL跳线器选择的3.3V或5V逻辑电压电平操作。这样,既可以使用3.3V也可以使用5V逻辑电平的MCU可以正确使用通信线路。此外,此Click board™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Headphone AMP Click top side image
Headphone AMP Click bottom side image

功能概述

开发板

Fusion for TIVA v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持广泛的微控制器,如不同的32位ARM® Cortex®-M基础MCUs,来自Texas Instruments,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次通过WiFi网络实现的嵌入式调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,Fusion for TIVA v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何

时候都能访问。Fusion for TIVA v8开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个先进的集成CODEGRIP程序/调试模块提供许多有价值的编程/调试选项,包括对JTAG、SWD和SWO Trace(单线输出)的支持,并与Mikroe软件环境无缝集成。此外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB HOST/DEVICE、CAN(如果MCU卡支持的话)和以

太网也包括在内。此外,它还拥有广受好评的 mikroBUS™标准,为MCU卡提供了标准化插座(SiBRAIN标准),以及两种显示选项,用于TFT板线产品和基于字符的LCD。Fusion for TIVA v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

Fusion for Tiva v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

256

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

100

RAM (字节)

32768

你完善了我!

配件

这些标准的小型立体声耳机通过其一流的立体声电缆和连接器提供高品质的听觉体验。设计具有普遍兼容性,它们轻松连接到所有MIKROE mikromedia和多媒体板,是您电子项目的理想选择。耳机额定功率为100mW,可在从20Hz到20kHz的广泛频率范围内提供清晰的音频。它们具有100 ± 5dB的灵敏度和32Ω ± 15%的阻抗,确保了最佳的音质。直径15mm的扬声器提供清晰而沉浸式的音频。这些耳机性价比高,功能多样,非常适合测试您的原型设备,为您的项目提供经济实惠且可靠的音频解决方案。

Headphone AMP Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Shutdown
PH0
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Clock Signal
PF5
PWM
Gain Control
PH4
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Headphone AMP Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Fusion for Tiva v8作为您的开发板开始

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
v8 SiBRAIN Access MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 Headphone AMP Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • headphoneamp_set_sound_volume - 耳机放大器设置音量函数

  • headphoneamp_volume_up - 耳机放大器增大音量函数

  • headphoneamp_volume_down - 耳机放大器减小音量函数

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Headphone AMP Click Example.
 *
 * # Description
 * This library contains API for the Headphone AMP click driver.
 * This demo application shows use of a Headphone AMP click board™.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of GPIO module and log UART.
 * After driver initialization the app set default settings, 
 * performs power-up sequence, sets a the sound volume of -12 dB.
 *
 * ## Application Task
 * This is an example that shows the use of Headphone AMP click board™.
 * The app performs circles the volume from -12 dB to 3 dB back and forth,
 * increase/decrement by 3dB.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "headphoneamp.h"

static headphoneamp_t headphoneamp;   /**< Headphone AMP Click driver object. */
static log_t logger;                  /**< Logger object. */

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;                    /**< Logger config object. */
    headphoneamp_cfg_t headphoneamp_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.

    headphoneamp_cfg_setup( &headphoneamp_cfg );
    HEADPHONEAMP_MAP_MIKROBUS( headphoneamp_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( headphoneamp_init( &headphoneamp, &headphoneamp_cfg ) == DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN ) 
    {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    headphoneamp_default_cfg ( &headphoneamp );
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms( 100 );
    
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "    Performs Power-up\r\n" );
    headphoneamp_power_up( &headphoneamp );
    Delay_ms( 100 );
    
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "  Set volume gain -12dB\r\n", HEADPHONEAMP_SOUND_VOLUME_NEG_12_dB );
    headphoneamp_set_sound_volume( &headphoneamp, HEADPHONEAMP_SOUND_VOLUME_NEG_12_dB ); 
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 5000 );
}

void application_task ( void ) 
{
    for ( uint8_t n_cnt = 0; n_cnt < 5; n_cnt++ ) {
        log_printf( &logger, "    Turning volume up\r\n" );
        headphoneamp_volume_up ( &headphoneamp ); 
        Delay_ms( 2000 );    
    }
    
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 5000 );
    
    for ( uint8_t n_cnt = 0; n_cnt < 5; n_cnt++ ) {
        log_printf( &logger, "   Turning volume down\r\n" );
        headphoneamp_volume_down ( &headphoneamp ); 
        Delay_ms( 2000 );    
    }
       
    log_printf( &logger, "-------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 5000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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