初学者
10 分钟

通过INA1620和ATmega328提供身临其境的音频体验

感受脉搏,听见不同!

Headphone AMP 3 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 27, 2024

点击板

Headphone AMP 3 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328

体验前所未有的音频效果——我们的音频放大器经过精心设计,能够捕捉声音的细微差别,提供更丰富、更身临其境的听觉体验。

A

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硬件概览

它是如何工作的?

Headphone AMP 3 Click 基于德州仪器的 INA1620,这是一款具有集成薄膜电阻器和 EMI 滤波器的高保真音频运算放大器。该放大器具有高转换速率、高电容负载驱动能力、高开环增益、每通道低静态电流、低功耗关断模式和热关断功能。内部放大器采用独特的拓扑结构,在消耗最小电源电流的情况下提供高输出电流和极低失真。INA1620 的放大器输入引脚通过背靠背二极管保护免受过大的差分电压影响;因此,在大多数应用中,输入不会产生影响。INA1620 具有两种工作模式:关断模式和启用模式。在关断模式下,INA1620 的功耗最小。然而,在关断模式下将信号施加到输出会寄生地为音频放大器的输出级供电。在启用模式下,INA1620 使用一些技巧来清理信号。INA1620 使

用高效的电磁干扰 (EMI) 抑制来抵抗偏移变化,从而具有更高的 EMI 抑制比 (EMIRR)。板载有两个 3.5mm 音频连接器,用于连接音频源和耳机。INA1620 使用正负电源;在此 Click board™ 上,+5V 和 -5V 电源由德州仪器的 TPS65133 提供,TPS65133 是一款 ±5V、250mA 双输出电源。TPS65133 提供固定的正负 5V,具有 ±1% 的输出电压精度和高效率。它还包括一个升压转换器,可以使用来自 mikroBUS™ 插座的 3.3V 电源。INA1620 在四个模块中集成了薄膜电阻器。您可以使用模块 1 和 4 创建高性能音频电路配置。模块 2 和 3 已经在此 Click board™ 的电路中使用和配置。所有电阻器都是 1K,所有 A 和 C 内部连接到一个 B 点。Headphone AMP 3 Click 附带跳线以

设置这些配置。点连接 R1B 和 R4B 到相应的 A 点。用锋利的刀切断连接并焊接跳线电阻以将 B 点连接到 C。Headphone AMP 3 Click 板使用两个使能引脚与主 MCU 进行连接。ENA 引脚通过逻辑高电平启用 INA1620,因为引脚被拉低。ENP 类似地用于通过逻辑高电平启用 TPS65133 升压和降压-升压转换器,因为引脚被拉低。此 Click board™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 逻辑电压电平进行操作。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,此 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可用于进一步开发。

Headphone AMP 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

32

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

这些标准小型立体声耳机通过顶级立体声电缆和连接器提供高质量的聆听体验。设计上具备通用兼容性,可以轻松连接到所有MIKROE的mikromedia和多媒体板,是您电子项目的理想选择。额定功率为100mW,耳机在20Hz到20kHz的宽频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,确保最佳的音质。Φ15mm的扬声器提供清晰且身临其境的音效。成本效益高且用途广泛,这些耳机非常适合测试您的原型设备,提供经济实惠且可靠的音频解决方案,完美补充您的项目。

Headphone AMP 3 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Power Supply Enable
PD2
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Amplifier Enable
PD6
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

Headphone AMP 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 Headphone AMP 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • headphoneamp3_enable_power - Headphone AMP 3 电源引脚设置功能。

  • headphoneamp3_enable_amp - Headphone AMP 3 放大器引脚设置功能。

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 3 Click Example.
 *
 * # Description
 * This library contains API for the Headphone AMP 3 Click driver.
 * This demo application shows use of a Headphone AMP 3 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.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the Headphone AMP 3 Click board™.
 * The app is enabling and disabling headphone output by changing ENA pin state every 10 seconds. 
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "headphoneamp3.h"

static headphoneamp3_t headphoneamp3;   /**< Headphone AMP 3 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    headphoneamp3_cfg_t headphoneamp3_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.
    headphoneamp3_cfg_setup( &headphoneamp3_cfg );
    HEADPHONEAMP3_MAP_MIKROBUS( headphoneamp3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == headphoneamp3_init( &headphoneamp3, &headphoneamp3_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }

    headphoneamp3_default_cfg ( &headphoneamp3 );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    log_printf( &logger, " Enabling headphone output \r\n" );
    headphoneamp3_enable_amp( &headphoneamp3, HEADPHONEAMP3_ENABLE );
    // 10 seconds delay
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, " Disabling headphone output \r\n" );
    headphoneamp3_enable_amp( &headphoneamp3, HEADPHONEAMP3_DISABLE );
    // 10 seconds delay
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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