基于PIC单片机的数码虚拟环绕声控制器设计

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引言在智能娱乐技术快速发展的大背景下，消费者已经普遍希望营造家庭影院的声响效果。配置一套家庭影院音响系统，需要环绕声处理器和较大功率的AV功放，并且至少有5或6只音箱。而通过5、6只音箱来表现声像定位和营造环绕声效果，不仅对室内声学特性、音箱摆放和声音调校的要求较高，并且占用空间大，投资份额占到整个系统的一半以上，很难令广大消费者接受。随着虚拟环绕声技术的迅速发展和普及应用，仅使用2只音箱就能实现以往5只音箱才能产生的符合DolbyPro-Logic或Dolby Digital(AC-3)标准的环绕声场，有效地解决了家庭影院音响系统投资大、占地面积大的问题。本文设计了基于PIC单片机的数码虚拟环绕声控制器，提供一种具有较高性价比、使用方便的红外遥控数码虚拟环绕声控制平台。该控制器具备很高的实用价值，已成功运用于深圳某音响企业。1 硬件方案1.1 主控芯片的选择选择一款合适的单片机对于嵌入式系统设计是很重要的，选型基本原则是资源够用、性价比高、稳定易用。PIC16C57作为Microchip公司较早推出的PIC单片机，具有高速度、低价格、低功耗、抗干扰性强、易于开发使用等众多优点，在家电、仪表、工控、终端外设等方面的表现尤为突出。PICl6C57内置2K×12位EPROM、72字节RAM空间、1个定时器、看门狗，以及独立的数据和程序存储器总线。高性能的RISC结构决定它比一般的单片机更简单实用，符合选型要求。I／O端口作为与外围电路连接的通道，也是选型时考虑的重点。其端口数量除了满足本设计要求之外，还应有一定余量以便日后功能扩展。PIC16C57提供20位I／O端口(RA0～RA3、RB0～RB7、RC0～RC7)，端口结构为CMOS互补推挽电路，驱动能力强。1.2 系统结构设计整体系统结构如图1所示。TV、RADIO、CD、VCD／DVD等音源输入到数码虚拟环绕声控制器中，通过音源选择、解码、虚拟处理变成两声道，输出至后续的AV功放或有源音箱。

控制器由PIC16C57单片机、音量音调调节电路、虚拟环绕声电路、红外遥控电路、键盘及VFD显示屏电路构成，其硬件电路框图如图2所示。(L1，R1)…(L4，R4)为4组输入音源，FL、FR为处理后的输出虚拟环绕声，CI、RLI、RRI、SUBI为扩展多声道输入(如DVD声道)，CO、RLO、RRO为对应输出，用户可通过多只音箱进行多种组合来实现5.1声道环绕声效果。

系统中与PIC16C57相连的外围电路模块有虚拟环绕声电路、音量音调调节电路、键盘、红外遥控模块、VFD显示模块及状态指示电路，如图3所示。I／O端口资源使用情况如表1所列。其中，RB6、RB7和虚拟环绕声调节电路的I2C接口连接，RC0～RC2三位I／O与音量音调调节电路的SPI接口相连，状态指示LED直接由I／O口驱动；同时，I／O端口接收红外命令和检测按键，并控制VFD显示模块实现状态显示。