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30 分钟

感受TAS5414C-Q1和ATmega328P的差异

从微妙的隆隆声到震撼人心的轰鸣声

AudioAmp 3 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

AudioAmp 3 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

体验立体音响的辉煌,让我们的放大器将您的音频提升到新的清晰度和深度高度。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

AudioAmp 3 Click基于德州仪器的TAS5414,这是一款汽车立体声类D音频放大器。它具有许多功能,使得这个IC成为独立主动音箱的非常有吸引力的解决方案。它在电源电压方面非常灵活:可以在6V至24V范围内工作。其在电源连接器(14.4V)上使用的名义工作电压仍然可以向4Ω负载每个通道提供高达28W的功率。然而,输出可以并联(PBTL模式),在24V电源电压下,可达到超过100W的功率,用于连接的2Ω扬声器,并且具有较低的总谐波失真(THD)。该Click板™需要外部电源单元(PSU)。它可以使用各种电源电压,从6V到24V。AudioAmp 3 Click是不同类型的主动桌面扬声器、电池供电的蓝牙®和无线扬声器、电视机和PC显示器以及其他类型的消费者音频设备的完美解决方案。由于其高效率,甚至可以用作各种物联网应用的声音增强解决方案。该器件通过I2C串行通

信总线与系统处理器通信,作为仅I2C从设备。处理器可以通过I2C轮询设备以确定操作状态。所有故障条件和检测均通过I2C报告。还可以通过I2C设置许多功能和操作条件。TAS5414 IC具有一系列保护功能,包括输出短路、过温、欠压、过压保护等。如果激活其中任何一个,这些保护将通过FLT引脚报告给主MCU。TAS5414 IC还可以检测输出处的恒定直流电流。当发生DC检测事件时,输出被关闭,以保护连接的扬声器。TAS5414的输出级采用桥接负载(BTL)拓扑结构。这意味着每个通道有两个输出:反向和非反向(OUTN和OUTP)。类D放大器通过调制输出电压的脉冲宽度来产生声音。当没有输入时,OUTN和OUTP是同相的,具有50%的占空比。在这种情况下,扬声器没有电流。当在输入端施加正半相音频信号时,OUTP的占空比会增加,OUTN的占空比会减少。对于

输入端的负半相,情况将相反。脉冲宽度的差异越大,通过连接的扬声器的电流就越大。在切断电源之前静音TAS5414可以减少可能出现的爆破和点击声。FLT引脚被路由到Click板™上标记为INT的mikroBUS™ CS引脚,并由电阻拉到高逻辑电平。外部PSU应连接到VIN端子。可以将线级音频源连接到LINE IN 3.5mm立体声插孔连接器,而扬声器应连接到标记为OUTL和OUTR的角度弹簧端子。这些端子在顶部覆盖层上标有极性。尽管TAS5414需要外部PSU,但该Click板™只能在3.3V逻辑电压电平下操作。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板上必须执行适当的逻辑电压电平转换。但是,Click板™配备了一个包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

AudioAmp 3 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Standby
PD2
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Clipping Detect
PD6
PWM
Fault
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PC5
SCL
I2C Data
PC4
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

AudioAmp 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 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
Arduino UNO 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 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • audioamp3_cfg_setup - 此函数启动音频放大器。

  • audioamp3_set_play_mode - 此函数为所有通道设置播放模式。

  • audioamp3_set_gain_lvl - 此函数为所有通道设置增益级别。

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 AudioAmp3 Click example
 * 
 * # Description
 * AudioAmp 3 Click is a stereo audio amplifier, capable of delivering
 * up to 79W per channel with the 4Ω load.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Application Init performs Logger and Click initialization.
 * 
 * ## Application Task  
 * This is an example which demonstrates the use of AudioAmp 3 click board.
 * In application task function is used that will increase volume of the sound
 * from MIN to MAX and reverse.
 * Results are being sent to the UART Terminal where you can track their changes.
 * 
 * \author Mihajlo Djordjevic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "audioamp3.h"

uint8_t cnt;
uint8_t data_out[ 10 ];
uint8_t status_flag;

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

static audioamp3_t audioamp3;
static log_t logger;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    audioamp3_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 ----" );
    Delay_ms ( 100 );

    //  Click initialization.

    audioamp3_cfg_setup( &cfg );
    AUDIOAMP3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    audioamp3_init( &audioamp3, &cfg );
    
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );
    log_printf( &logger, "--- AudioAmp  3  Click ---\r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    audioamp3_power_up( &audioamp3 );
    log_printf( &logger, "          Power Up          \r\n" );
    log_printf( &logger, " ---------------------------\r\n\n" );
    Delay_100ms();
    
    audioamp3_set_channel_low_to_low( &audioamp3, AUDIOAMP3_MASK_BIT_SEL_CH_1 );
    log_printf( &logger, " Set channel 1 low-low state \r\n" );
    log_printf( &logger, " ---------------------------\r\n\n" );
    Delay_100ms();
    
    audioamp3_set_channel_low_to_low( &audioamp3, AUDIOAMP3_MASK_BIT_SEL_CH_2 );
    log_printf( &logger, " Set channel 2 low-low state \r\n" );
    log_printf( &logger, " ---------------------------\r\n\n" );
    Delay_100ms();
    
    audioamp3_set_channel_mute_mode( &audioamp3, AUDIOAMP3_MASK_BIT_SEL_ALL_CH );
    log_printf( &logger, "      Mute All Channels     \r\n" );
    log_printf( &logger, " ---------------------------\r\n\n" );
    Delay_100ms();
    
    audioamp3_run_channel_diagnostics( &audioamp3, AUDIOAMP3_MASK_BIT_SEL_ALL_CH );
    log_printf( &logger, "       Run Diagnostics      \r\n" );
    log_printf( &logger, " ---------------------------\r\n\n" );
    Delay_100ms();
    
    audioamp3_hw_reset( &audioamp3 );
    log_printf( &logger, "       Hardware Reset       \r\n" );
    log_printf( &logger, " ---------------------------\r\n\n" );
    Delay_100ms();
    
    audioamp3_read_all_diagnostics( &audioamp3, &data_out[ 0 ] );
    log_printf( &logger, "      Read Diagnostics      \r\n" );
    log_printf( &logger, " ---------------------------\r\n\n" );
    Delay_100ms();
    
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );
    log_printf( &logger, "    Initialization  done  \r\n" );
    log_printf( &logger, "--------------------------\r\n\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    audioamp3_set_play_mode( &audioamp3 );
    log_printf( &logger, " ---------------------------\r\n\n" );
    log_printf( &logger, "            Play            \r\n" );
    log_printf( &logger, " ---------------------------\r\n\n" );
    Delay_100ms();
}

void application_task ( void )
{
    for ( cnt = AUDIOAMP3_GAIN_VAL_MIN; cnt < AUDIOAMP3_GAIN_VAL_5; cnt++ )
    {
        status_flag = audioamp3_set_gain_lvl( &audioamp3, cnt );
        log_printf( &logger, "    -  Volume Up  -  \r\n" );
        Delay_ms( 2000 );
    }
    
    log_printf( &logger, " ---------------------------\r\n\n" );
    
    for ( cnt = AUDIOAMP3_GAIN_VAL_MAX; cnt > AUDIOAMP3_GAIN_VAL_0; cnt-- )
    {
        status_flag = audioamp3_set_gain_lvl( &audioamp3, cnt );
    
        log_printf( &logger, "    -  Volume Down  -  \r\n" );
        Delay_ms( 2000 );
    }
    
    log_printf( &logger, " ---------------------------\r\n\n" );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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