基于Realtek RTL8763B的藍(lán)牙車(chē)充播放器

隨著汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展，車(chē)載無(wú)線(xiàn)耳機(jī)充電器將會(huì)被廣泛應(yīng)用在高中端汽車(chē)上，且呈現(xiàn)出多功能性、便攜性、時(shí)尚性的特征。越來(lái)越多的有車(chē)族可以享受邊開(kāi)車(chē)邊接聽(tīng)電話(huà)的便利，閑暇之余還可以聆聽(tīng)各種高保真的音樂(lè)。車(chē)載無(wú)線(xiàn)耳機(jī)是指通過(guò)汽車(chē)電瓶(轎車(chē)12V, 卡車(chē)24V)供電的常規(guī)車(chē)載充電器結(jié)合最新的無(wú)線(xiàn)耳機(jī)技術(shù)，可大量使用在各種便攜式、手持式設(shè)備、車(chē)載無(wú)線(xiàn)接聽(tīng)領(lǐng)域。諸如：與車(chē)載手機(jī)， 車(chē)載PDA， 車(chē)載GPS 上一起應(yīng)用的場(chǎng)景等等；車(chē)載無(wú)線(xiàn)耳機(jī)的供電部分既要考慮車(chē)載充電的功能，還有考慮鋰電池充電的實(shí)際需求（恒壓CV，恒流CC，過(guò)壓保護(hù)OVP），又要兼顧車(chē)載電瓶的惡劣環(huán)境（瞬態(tài)尖峰電壓，系統(tǒng)開(kāi)關(guān)噪聲干擾，EMI 等）；因此車(chē)載無(wú)線(xiàn)耳機(jī)方案選取的電源管理IC 必須同時(shí)滿(mǎn)足：耐高壓，高效率，高可靠性，低頻率（有利于EMI 的設(shè)計(jì)）的開(kāi)關(guān)電源芯片。而無(wú)線(xiàn)部分既要考慮車(chē)載惡劣的環(huán)境，如干擾與震動(dòng)，還有考慮播放音樂(lè)及通話(huà)音質(zhì)的實(shí)際需求。因此選用藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)耳機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)是個(gè)非常好的設(shè)計(jì)方案，即可滿(mǎn)足各種應(yīng)用需求也可以快速占領(lǐng)市場(chǎng)，我們選取的藍(lán)牙IC 要性能穩(wěn)定、傳輸可靠，音質(zhì)優(yōu)良，因此Realtek RTL8763B 系列藍(lán)牙耳機(jī)方案是不二的選擇。

*特性
本產(chǎn)品具有多功能性、便攜性、時(shí)尚性、安全性的多種特征，是有車(chē)族喜愛(ài)的必備設(shè)備之一，預(yù)期越來(lái)越多的品牌會(huì)加入到這井噴的市場(chǎng)中。本產(chǎn)品具備以下特征：
多功能性：該款車(chē)載無(wú)線(xiàn)耳機(jī)充電器配備美規(guī)、英規(guī)、奧規(guī)和歐規(guī)四個(gè)AC裝換接頭；將車(chē)充、直充、USB、藍(lán)牙耳機(jī)充合為一體，滿(mǎn)足不同條件下的充電；USB輸出接口，可以為電子產(chǎn)品進(jìn)行充電。
便攜性：便攜性是當(dāng)今電子產(chǎn)品發(fā)展的一大趨勢(shì)，采用獨(dú)特的折疊式車(chē)充設(shè)計(jì)，將產(chǎn)品體積濃縮到6.9×5.6×3.1cm，隨身攜帶極其方便。
時(shí)尚性：針對(duì)車(chē)主這個(gè)高端消費(fèi)群體，車(chē)載充電器的時(shí)尚性也為生產(chǎn)商所重視。一般使用ABS材質(zhì)以及采用鋼琴烤漆工藝，不但時(shí)尚精致，手感也非常好。
安全性：該產(chǎn)品通過(guò)了CCC、UL、FCC、CE等國(guó)際各項(xiàng)安全性能的檢測(cè)，并有保險(xiǎn)公司的擔(dān)保，強(qiáng)有力地保障使用性能的安全和消費(fèi)者權(quán)益。

*應(yīng)用
車(chē)載無(wú)線(xiàn)耳機(jī)播放器，其充電功能是為了方便車(chē)主用車(chē)載電源隨時(shí)隨地為數(shù)碼產(chǎn)品充電，無(wú)線(xiàn)耳機(jī)的功能是為了方便的幫助人們輕松的擺脫以往在邊開(kāi)車(chē)邊打電話(huà)、接聽(tīng)電話(huà)的危險(xiǎn)。這類(lèi)產(chǎn)品一般具有過(guò)載保護(hù)，短路保護(hù)，高壓輸入保護(hù)，高溫保護(hù)，四重安全保護(hù)功能，確保能安全使用。車(chē)載無(wú)線(xiàn)耳機(jī)播放器的車(chē)充功能在車(chē)用的同時(shí)，也能家用，實(shí)現(xiàn)車(chē)充、直充、USB充三合一多功能用途。無(wú)線(xiàn)耳機(jī)的功能是為了方便開(kāi)車(chē)接聽(tīng)電話(huà)及音樂(lè)娛樂(lè)的應(yīng)用，另外還可以進(jìn)行車(chē)載娛樂(lè)播放音樂(lè)的作用。

一、硬件系統(tǒng)工作原理
所謂FM發(fā)射就是充當(dāng)于FM電臺(tái)，頻率在76-108M之間都可以，我們選用的是QN8027。這個(gè)FM發(fā)射有什么意義呢？例如有些主機(jī)或者后座娛樂(lè)系統(tǒng)播放音樂(lè)，是沒(méi)有喇叭或者喇叭比較差一點(diǎn)，用FM發(fā)射出去，在原廠配的FM里就可以搜到這個(gè)FM發(fā)射頻點(diǎn)，聽(tīng)收音機(jī)一樣來(lái)接受播放的音樂(lè)，再用原廠的音響放出來(lái)，整個(gè)在車(chē)上的人都可以享受這個(gè)音樂(lè)帶來(lái)的高品質(zhì)享受。那么這個(gè)系統(tǒng)怎么實(shí)現(xiàn)呢？電路組成部分，電路主要由三大部分組成，車(chē)充電路、BT audio、Digital FM 組成,下面分別進(jìn)行闡述。

1、Digital FM QN8027集成電路介紹
QN8027 是一種高性能、低功耗、全功能的單芯片立體聲調(diào)頻發(fā)射機(jī)，適用于便攜式音頻/視頻播放器、汽車(chē)附件、手機(jī)和GPS個(gè)人導(dǎo)航設(shè)備。QN8027涵蓋76兆赫 至108兆赫的頻率在50/100 / 200千赫的步長(zhǎng)為全球FM波段支持。QN8027還支持RDS/RBDS數(shù)據(jù)傳輸。QN8027集成了完整的發(fā)射機(jī)功能，從立體聲音頻輸入到RF天線(xiàn)端 口，用于全球調(diào)頻頻帶個(gè)人區(qū)域廣播。它包括可變輸入增益編程、可選擇預(yù)加重、精密低雜散MPX立體聲編碼和導(dǎo)頻音產(chǎn)生、基于低噪聲PLL的調(diào)制、以及具有 可變輸出電平的片上功率放大器和RF帶通濾波，以確保最佳發(fā)射頻譜PU禮儀。集成的晶體振蕩器和片上數(shù)字校準(zhǔn)電路消除外部調(diào)諧元件，使調(diào)諧自由制造。支持12 / 24MHz參考時(shí)鐘允許芯片使用現(xiàn)成的系統(tǒng)時(shí)鐘。集成的飽和度檢測(cè)和可編程音頻接口消除失真，優(yōu)化音頻保真度，并支持廣泛的輸入音頻電平。低功耗空閑模式延長(zhǎng)電池壽命。集成的LDO能夠直接連接到電池，并提供高PSRR，用于抑制噪聲，特別是GSM/GPRS電話(huà)的TDMA噪 聲。QN8027的占地面積小，具有最少的外部元件數(shù)量的高集成度，和支持12 / 24MHz時(shí)鐘頻率，使得易于集成到各種小形狀因數(shù)的低功耗便攜式應(yīng)用中。集成低相位噪聲數(shù)字合成器和廣泛的片上自動(dòng)校準(zhǔn)確保了穩(wěn)健的一致性性能超過(guò)溫度 和工藝變化。集成的電壓調(diào)節(jié)器能夠直接連接到電池，并提供高PSRR，用于優(yōu)良的噪聲抑制。低功耗空閑模式延長(zhǎng)電池壽命。ESD保護(hù)在所有引腳上。 QN8027是采用高可靠性CMOS工藝制作而成。見(jiàn)下圖：

由藍(lán)牙解碼處理的音頻及語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)RTL8763B 的PIN3、4引腳輸出抵達(dá)C19、C18、R2和R3組成的信號(hào)輸入網(wǎng)絡(luò), C18和C19為信號(hào)耦合電容輸入左右通道。晶體X2是一個(gè)12mhz晶體振蕩器，電容器C13和C14用于提供適當(dāng)?shù)木w振蕩負(fù)載匹配電容。 電阻R4、 R20是QN8027與Mcu R7F0C807的I2C 通信接口電阻。C2、C1、L3, 和Q1組成 IC射頻振蕩器的調(diào)諧應(yīng)用。 調(diào)制射頻輸出端在天線(xiàn)通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)絡(luò)L3和C1組成的。 這個(gè)過(guò)濾器的工作網(wǎng)絡(luò)是消除諧波，整個(gè)電路非常簡(jiǎn)潔。

2、RTL8763B藍(lán)牙音頻SOC
RT8763B系列是Realtek 無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙(RTL8763BM)和立體聲音頻解決方案(RTL8763BF / BFR RTL8763BS, RTL8763BA)等產(chǎn)品的概稱(chēng)。 RT8763B由一只 ARM core和一種超低能耗的DSP core與高效的計(jì)算能力,高性能音頻編解碼器,電源管理單元,ADC,超低射頻收發(fā)器和智能I / O分配控制器組成。另外Realtek開(kāi)發(fā)了一套完整的參數(shù)配置工具,EVB工具包,產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)測(cè)試套件,包括控制器的硬件和軟件,為客戶(hù)提供一個(gè)簡(jiǎn)單而靈活的程序快速設(shè)計(jì)方案，使得客戶(hù)能夠快速有效的進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)及迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。

3、電源及MCU部分系統(tǒng)供電電源主要由MC34063輸出5v，MC34063是一款非常經(jīng)典的DC-DC電路，經(jīng)歷許多年依舊大量應(yīng)用在車(chē)充電路中，主要是電路簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜。網(wǎng)上有大量的應(yīng)用設(shè)計(jì)電路，這里不用過(guò)多的介紹。由于QN8027需要I2C 通信，因此本系統(tǒng)引入一個(gè)引腳少、應(yīng)用非常簡(jiǎn)單的瑞薩MCU R7F0C807來(lái)完成QN8027的初始化和系統(tǒng)的控制動(dòng)作。具體的應(yīng)用程序有上傳在附件里面。

二、系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)
本系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)，一部分是RTL8763B的軟件開(kāi)發(fā)工作，主要是通過(guò)GUI可視化工具配置工具即可完成無(wú)線(xiàn)耳機(jī)的基本功能，這里不做介紹，另外就是瑞薩MCU與QN8027的程序開(kāi)發(fā)，由于MCU與QN8027之間是用IIC控制的，QN8027對(duì)初始化有一定要求，參考時(shí)鐘也有講究，跟硬件電路設(shè)計(jì)很相關(guān)。
下面重點(diǎn)介紹QN8027程序的正確開(kāi)發(fā)，其初始化程序如下：
1．寫(xiě)數(shù)據(jù)到QN8027寄存器0x00=0x81; //將QN8027所有寄存器復(fù)位到缺省值
2. 20ms延遲
3. 寫(xiě)數(shù)據(jù)到QN8027寄存器0x03=0x50; //設(shè)置QN8027為外部正旋波時(shí)鐘輸入( 與硬件設(shè)計(jì)相關(guān))
4. 寫(xiě)數(shù)據(jù)到QN8027寄存器0x04=0x33; //設(shè)置12MHz時(shí)鐘頻率( 與硬件設(shè)計(jì)相關(guān))
5. 寫(xiě)數(shù)據(jù)到QN8027寄存器0x00=0x41; //QN8027有限狀態(tài)機(jī)校驗(yàn)
6. 寫(xiě)數(shù)據(jù)到QN8027寄存器0x00=0x01; // QN
7． 20ms延遲 //增加20ms的延遲來(lái)等待QN8027有限狀態(tài)機(jī)校驗(yàn)的完成
8. 寫(xiě)數(shù)據(jù)到QN8027寄存器0x18=0xE4; //改善信噪比SNR
9. 寫(xiě)數(shù)據(jù)到QN8027寄存器0x1B=0xF0; //使QN8027發(fā)射功率最大
10. 寫(xiě)數(shù)據(jù)到QN8027寄存器0x01=0x7E; //設(shè)置發(fā)射頻率
11. 寫(xiě)數(shù)據(jù)到QN8027寄存器0x02=0xB9; //放棄QN8027 PA關(guān)閉功能當(dāng)沒(méi)有音頻信號(hào)輸入時(shí)
12. 寫(xiě)數(shù)據(jù)到QN8027寄存器0x00=0x22; //發(fā)射
具體的初始化參考代碼如下：
static void QN8027_init_setting(void) {
unsigned char value = 0;
int ret = -1;

/*reset all regs to default value*/
fm_radio_write_reg(gclient, 0x0, 0x81);
msleep(20);/*sleep 20ms*/

/*-----xtal--setup----------*/
fm_radio_write_reg(gclient, 0x3, 0x30);
/*osc=12M--0x33-40k 0x32--20k 0x31--10k TX digital gain=2dB*/
fm_radio_write_reg(gclient, 0x4, 0x12);

/*---recalibration-----*/
fm_radio_write_reg(gclient, 0x0,0x41);
fm_radio_write_reg(gclient, 0x0,0x01);
msleep(20);/*sleep 20ms*/

/*-----default---------*/
fm_radio_write_reg(gclient,0x18,0xe4);/*SNR improve*/
fm_radio_write_reg(gclient,0x1b,0xf0);/*Increase RF power output maximum*/

fm_radio_write_reg(gclient, 0x2, 0xb9);

/*enable transmit*/
ret = fm_radio_read_reg(gclient, 0x0, &value);
value |= 0x20;
fm_radio_write_reg(gclient, 0x00, value);/*No reset. FSM runs normally*/

}

必須特別強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是在切換FM發(fā)射頻點(diǎn)的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)在高頻點(diǎn)的時(shí)候，也就是0x0寄存器的存儲(chǔ)FM頻率的第8-9bit有值的情況下，發(fā)射天線(xiàn)電壓幅 度會(huì)降低，后面跟著發(fā)現(xiàn)這種高頻率點(diǎn)，同時(shí)需要更改兩個(gè)寄存器的值，后面筆者在調(diào)頻率的時(shí)候，先讓fm進(jìn)入standby模式，設(shè)置好新的頻點(diǎn)的時(shí)候再讓 fm處于transmit的模式，這樣就有效解決這個(gè)輸出幅度異常的問(wèn)題。參考代碼如下：

static int QN8027_set_frequency(unsigned int freq) {
int CH = 0, ret = -1;
unsigned char value = 0;

if(freq < 76000 || freq > 108000) {
printk("Error,wrong freq %d KHz, [76--108MHz]n", freq);
return -1;
}

CH = (freq - 76000)/50;

printk("QN8027_set_frequency: freq = %d KHz, CH = 0x%xn", freq, CH);

fm_radio_read_reg(gclient, 0X0, &value);
value = (value & 0xFC) | ((CH&0X300)>>8);
value &= 0xdf;/*set standby mode*/
ret = fm_radio_write_reg(gclient, 0x00, value);/*update CH[8:9]*/

if(ret <0)
return -1;

value = CH & 0xFF;
ret = fm_radio_write_reg(gclient, 0x01, value);/*update CH[0:7]*/

fm_radio_read_reg(gclient, 0X0, &value);
value |= 0x20;/*set transmit mode*/
ret = fm_radio_write_reg(gclient, 0x00, value);

return ret;
}

場(chǎng)景應(yīng)用圖

方案來(lái)源：大大通