通过结合TDA7468和STM32F446RE释放您的音频源潜力
您的声音交响乐指挥：AudioMUX – 选择、塑造、享受！
已发布 10月 08, 2024
点击板
AudioMUX Click
开发板
Nucleo 64 with STM32F446RE MCU
编译器
NECTO Studio
微控制器单元
STM32F446RE
我们的AudioMUX是音频爱好者和专业人士的终极解决方案，允许您无缝选择四个输入，调整其频率并控制音量，确保定制的声音体验。
A
A
硬件概览
它是如何工作的？
AudioMUX Click基于STMicroelectronics的TDA7468，这是一款带有BASS ALC功能和四通道输入选择器的双波段数字控制高质量音频处理器。这款集成音频处理器广泛应用于多个品牌的HiFi和家用立体声音响系统中。尽管其结构简单，但它提供了实现四通道音频多路复用器所需的全部功能，包括音量、平衡和音调控制。TDA7468D IC通过I2C接口进行数字控制；然而，其内部部分纯粹是模拟电路，具有单独的模拟GND参考。TDA7468D具有四个输入通道，可以通过I2C接口选择。IC在输入端接受高达2.5V峰峰值的信号。输入端子的阻抗为50kΩ，每个输入端都由一个440nF电容器解耦。此IC的寄存器不多，使固件开发非常容易。每个通道连接到一个垂直安装的3.5mm插孔，使Click板™能够轻松接口到现有音频链路中。在选择特定的INPUT SELECT寄存器位后，音频信号被路由到第一级增益阶段。可以将输入信号的增益调节到+14dB，每2dB一个步进。这在需要调整输入信号幅度时非常有用。然后，信号被馈送到第一个（前EQ）音量控制部分，该部分能够将信号衰减到-63dB，每1dB一个步进。如果信号过高，当在下一部分应用均衡时可能会发生剪辑。因此，降低此部分的音量将为均衡器（EQ）部分提供更多的余量。此部分的音量由音量控制寄存器的前6位确定，称为VOLUME 1位域。后4位与
后EQ音量部分相关，称为VOLUME 2位域。这两个音量部分具有独立的音量控制寄存器（VOLUME LEFT和VOLUME RIGHT），允许实现平衡功能。EQ部分可以在-14dB到+14dB范围内以2dB步进调整低音和高音频率。这些部分的频率响应由外部RC元件决定。Click板™上的这些值已优化以实现最佳性能。低频范围通过T型带通滤波器处理，其中心频率约为32Hz，而高频范围通过高通滤波器处理，其-3dB衰减点约为3kHz。单个寄存器用于控制整个EQ部分（TREBLE & BASS寄存器）。在EQ部分处理完声音后，还有一个输出阶段，允许以8dB步进衰减-24dB。此后EQ阶段允许音量进行微调，以适应音频放大器的输入阶段。此部分的音量由VOLUME 2位域控制，在两个独立的寄存器中，一个用于每个通道（VOLUME LEFT和VOLUME RIGHT）。BASS ALC基本上是一个压缩器，应用于低频范围。当音量设置为高值时，这一功能非常有用，可以保持低频内容的完整性。当超过编程的阈值后，低频段将动态衰减，经过编程的攻击时间。EQ设置为衰减低频时，BASS ALC将自动关闭，因为在这种情况下使用它没有意义。BASS ALC功能还具有一些其他设置。有关完整功能列表，请参阅TDA7468D的数据表。BASS ALC功能由BASS ALC寄存器中的位控制。TDA7468D IC的输出可以通过
OUTPUT寄存器的单个控制位启用或禁用。当在纯数字环境中构建音频应用程序时，应特别注意尽可能隔离音频信号路径，以避免输出的任何噪音。此Click板™在战略位置配备了两个0Ω电阻（跳线）。这些跳线标记为J1和J2。它们可以被电阻或电感器替换。J1跳线在一个点连接模拟和数字GND。如果参考GND有噪音，使用干净的外部电源（PSU），结合J1位置的高达100Ω的小阻值，可以帮助减少输出噪音。第二个跳线（J2）可以被铁氧体磁珠或电感器替换，这有助于滤除电源正轨上的噪音。输出噪音也可能是由于不正确的增益分级（例如，所有增益均设置为最大值）引起的。TDA7468D本身噪音不大，最大仅约15µV。标记为VCC SEL的SMD跳线用于选择电源。如果设置为5V，TDA7468D IC的模拟部分将由mikroBUS™的+5V电源轨供电。当跳线设置为VIN时，TDA7468D IC的模拟部分将由连接到VIN螺钉端子的外部电源供电。外部电源电压应在5V到10V之间。TDA7468D的逻辑部分将始终由mikroBUS™供电，无论VCC SEL位置如何。然而，仍然可以选择I2C总线的电压电平，允许与各种不同的MCU通信。这可以通过将标记为I/O SEL的SMD跳线切换到3.3V或5V来实现。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32F446RE MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台，供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性，使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器，并包含了如用户 LED（同时作为 ARDUINO® 信号）、用户和复位按钮，以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性，它特有的 ARDUINO® Uno
V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头，提供了对 STM32 I/O 的完全访问，以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活，支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源，确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器，简化了编程和调试过程。此外，该板设计旨在简化高级开发，它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持，支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速，并内置加密功能，提升了项目的功效
和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器，提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些，加上与多种集成开发环境（IDE）的兼容性，包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE，确保了流畅且高效的开发体验，使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU
建筑
ARM Cortex-M4
MCU 内存 (KB)
512
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
131072
你完善了我！
配件
Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座，使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样，Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能，如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™，这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器，采用 32 位 MCU，配备 ARM Cortex M4 处理器，运行速度为 84MHz，具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM，分为两个区域，顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器，而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子，以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试，其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上，然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关，用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 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器，使用任何 Click board™，无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接，您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。
这些标准小型立体声耳机通过优质立体声电缆和连接器提供高质量的聆听体验。设计为通用兼容性，它们可以轻松连接到所有MIKROE mikromedia和多媒体板，使它们成为您电子项目的理想选择。这些耳机的额定功率为100mW，在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，确保最佳音质。Φ15mm扬声器提供清晰而身临其境的音频。经济高效且多功能，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，以补充您的项目。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看！”
Click board™ 原理图
一步一步来
项目组装
从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F446RE MCU作为您的开发板开始。
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
该库包含用于AudioMUX Click驱动程序的API。
关键功能:
audiomux_select_input- 此功能执行输入选择和控制audiomux_set_volume- 此功能执行左右音量控制audiomux_set_treble_bass- 此功能执行EQ部分的高音和低音控制
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 AudioMUX Click example
*
* # Description
* The following demo shows basic click functionality:
* Initializes AudioMUX device to work with the desired configurations and
* shows a message on uart when playing is started.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes click and logger.
*
* ## Application Task
* Every 4 seconds shows a message on uart until 5 messages has been
* shown or device stops playing.
*
* *note:*
* Device initialization will be performed only once and after that
* AudioMUX will work with the same desired configurations.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "audiomux.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static audiomux_t audiomux;
static log_t logger;
uint8_t init_check;
uint8_t mess_cnt;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
audiomux_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.
audiomux_cfg_setup( &cfg );
AUDIOMUX_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
audiomux_init( &audiomux, &cfg );
init_check = 0;
mess_cnt = 0;
log_info( &logger, "** AudioMUX initialized **\r\n" );
}
void application_task ( void )
{
if (init_check == 0)
{
audiomux_default_cfg ( &audiomux );
init_check = 1;
log_printf( &logger, "Playing from IN1 " );
Delay_ms( 1000 );
}
if (mess_cnt < 5)
{
log_printf( &logger, ". " );
Delay_ms( 4000 );
mess_cnt++;
}
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
