初学者
10 分钟

通过使用TPA3138D2和PIC18F57Q43让您的音乐充满活力

放大您的节奏——因为您的音乐应当震撼人心!

AudioAmp 5 Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 24, 2024

点击板

AudioAmp 5 Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

升级您的音频设置,释放扬声器的全部潜力。我们的高品质放大器设计用于提供强大、清晰且无失真的声音。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

AudioAmp 5 Click基于TPA3138D2,这是一款来自德州仪器的无电感立体声D类音频放大器。它具备许多使其成为电池供电和独立主动扬声器的理想解决方案的特性。电源电压方面非常灵活:可以在3.5V到14.4V范围内工作。在电源连接器仅有3.5V的情况下,仍能为6Ω负载(每通道)提供1W功率。然而,其标称工作电压为12V,连接6Ω扬声器时可达到10W功率,总谐波失真(THD)仅为1%。TPA3138D2 IC具有一组保护功能,包括输出短路、过温、欠压和过压保护。如果这些保护中的任何一个被激活,这些保护将报告在SD/FAULT(EN)I/O引脚上。TPA3138D2 IC还可以检测输出端的恒定直流电流。当发生直流检测事件时,输出将关闭,保护连接的扬声器。直流检测事件通常在电路上电时触发,因此建议将EN引脚保持在低电平短时间内,防止错误的直流检测报告和响亮的噪声。TPA3138D2的输出级以桥接负载(BTL)拓扑运行。这意味着每个通道有两个输出:反相和非反相(OUTN和OUTP)。D类放大器通过调制输出电压的脉宽产生声音。它提供两种PWM调制方案的选

择,通过IC的MODE_SEL引脚选择。该引脚连接到mikroBUS™的RST引脚,在此Click板上标记为MDS。默认情况下,一个电阻将MDS引脚拉到低电平。当MDS引脚设置为低电平时,TPA3138D2使用BD调制方案。该方案减少了输出端典型LC重建滤波器的需求。在没有输入的情况下,OUTN和OUTP均相位同步,具有50%的占空比。在这种情况下,扬声器中没有电流。当音频信号的正半相应用于输入时,占空比将同时在OUTP增加和在OUTN减少。对于输入的负半相,将发生相反的情况。脉宽差异越大,连接的扬声器中的电流就越大。当MDS引脚设置为高电平时,TPA3138D2使用1SPW调制方案。该方案允许低空闲电流和更好的整体效率,但代价是增加了THD。OUTP和OUTN都保持在大约15%的占空比。当输入信号应用时,一个输出被驱动到GND,而另一个输出增加。调制通过此单个输出进行,减少了开关损耗。同样,正半相将导致OUTN被驱动到GND,而输入信号的负半相导致OUTP被驱动到GND。SD/FAULT引脚允许主机MCU启用/禁用输出。将此引脚拉到低电平使

输出静音,TPA3138D2 IC进入低电流状态,将电源电流降至最低水平。在切断电源前静音TPA3138D2可以减少可能出现的噼啪声和咔哒声。SD/FAULT引脚连接到mikroBUS™的CS引脚,在此Click板上标记为EN,一个电阻将其拉到高电平。AudioAmp 5 Click上有可选的输入增益。将低电平应用于GAIN_SEL引脚将输入增益设置为20dB。高电平将输入增益设置为26dB。这允许匹配输入信号以达到最佳输出电平。该引脚连接到mikroBUS™的PWM引脚,在此Click板上标记为GS,并通过一个电阻拉到低电平。外部电源应连接到VIN端子。线路电平音频源可以连接到LINE IN 3.5mm插孔立体声连接器,而扬声器应连接到标记为OUTL和OUTR的角形弹簧端子。这些端子的极性在顶部覆盖层上有标记。此Click板可以在3.3V或5V逻辑电压级别下工作,通过VCC SEL跳线选择。这样,3.3V和5V的MCU都可以正确使用通信线路。然而,此Click板配备了一个库,包含易于使用的函数和示例代码,可用作进一步开发的参考。

AudioAmp 5 Click hardware overview image

功能概述

开发板

PIC18F57Q43 Curiosity Nano 评估套件是一款尖端的硬件平台,旨在评估 PIC18-Q43 系列内的微控制器。其设计的核心是包含了功能强大的 PIC18F57Q43 微控制器(MCU),提供先进的功能和稳健的性能。这个评估套件的关键特点包括一个黄 色用户 LED 和一个响应灵敏的机械用户开关,提供无

缝的交互和测试。为一个 32.768kHz 水晶振荡器足迹提供支持,确保精准的定时能力。套件内置的调试器拥有一个绿色电源和状态 LED,使编程和调试变得直观高效。此外,增强其实用性的还有虚拟串行端口 (CDC)和一个调试 GPIO 通道(DGI GPIO),提供广泛的连接选项。该套件通过 USB 供电,拥有由

 MIC5353 LDO 调节器提供支持的可调目标电压功能,确保在 1.8V 至 5.1V 的输出电压范围内稳定运行,最大输出电流为 500mA,受环境温度和电压限制。

PIC18F57Q43 Curiosity Nano double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

48

RAM (字节)

8196

你完善了我!

配件

Curiosity Nano Base for Click boards 是一款多功能硬件扩展平台,专为简化 Curiosity Nano 套件与扩展板之间的集成而设计,特别针对符合 mikroBUS™ 标准的 Click 板和 Xplained Pro 扩展板。这款创新的基板(屏蔽板)提供了无缝的连接和扩展可能性,简化了实验和开发过程。主要特点包括从 Curiosity Nano 套件提供 USB 电源兼容性,以及为增强灵活性而提供的另一种外部电源输入选项。板载锂离子/锂聚合物充电器和管理电路确保电池供电应用的平稳运行,简化了使用和管理。此外,基板内置了一个固定的 3.3V 电源供应单元,专用于目标和 mikroBUS™ 电源轨,以及一个固定的 5.0V 升压转换器,专供 mikroBUS™ 插座的 5V 电源轨,为各种连接设备提供稳定的电力供应。

Curiosity Nano Base for Click boards accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Mode Selection
PA7
RST
Chip Enable/Fault
PD4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Gain Selection
PB0
PWM
NC
NC
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

AudioAmp 5 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity Nano with PIC18F57Q43作为您的开发板开始。

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
PIC18F47Q10 Curiosity Nano front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Curiosity Nano with PICXXX 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 image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
PIC18F57Q43 Curiosity MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step 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AudioAmp 5 Click驱动程序的 API。

关键功能:

  • audioamp5_mode_select - 此函数将设备置于所需模式。

  • audioamp5_gain_select - 此函数执行所需的增益选择。

  • audioamp5_config_update - 此函数用于更新模块配置。

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 
 * \brief Audio Amp 5 Click example
 * 
 * # Description
 * This example consist of sending special commands for audio output control, 
 * selecting different output modes and turning on/off the audio output.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes GPIO interface on the desired mikrobus selection,
 * and performs a device init configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 * Checks the entered command and, if the command is valid,
 * performs a device configuration which the entered command determines.
 * 
 * 
 * \author Petar Suknjaja
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "audioamp5.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static audioamp5_t audioamp5;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    audioamp5_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    audioamp5_cfg_setup( &cfg );
    AUDIOAMP5_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    audioamp5_init( &audioamp5, &cfg );
    
    audioamp5_default_cfg( &audioamp5 );
    log_printf( &logger, "** Audio Amp 5 is initialized **\r\n" );
    Delay_ms( 500 );
}

void application_task ( void )
{
    //  Task implementation.
    
    audioamp5_gain_select( &audioamp5, AUDIOAMP5_GAIN_26DB );
    audioamp5_config_update( &audioamp5 );
    log_printf( &logger, "** Gain value is 26dB **\r\n" );    

    Delay_ms ( 5000 );

    audioamp5_gain_select( &audioamp5, AUDIOAMP5_GAIN_20DB );
    audioamp5_config_update( &audioamp5 );
    log_printf( &logger, "** Gain value is 20dB **\r\n" );  
    
    Delay_ms ( 5000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。