基于TUSB3200A的USB声卡设计实现
USB外置声卡综述
USB外置声卡综述经过差不多十年的发展，声卡已经成为了电脑内置板卡中设计最为稳定的之一，特别是AC’97软声卡的发展使得除了少数高档声卡外的几乎所有PCI 声卡退出了声卡的市场。
但是，传统声卡市场的变化也带来了新的市场的发展，AC’97软声卡的大发展在消灭了主流PCI声卡市场的同时也带来了高档声卡的发展，几年前一块SB Live!就已经令多少人垂涎，而现在Audigy2在一些电脑音频发烧友中也被颇为鄙夷。
但是，在台式机声卡发展的同时，另一个市场则常常被人忽视——那就是笔记本电脑、准系统等便携电脑市场的音频设备。
尽管由于AC’97软声卡技术的发展，使得大多数笔记本电脑/准系统的声卡效果与能力已经不亚于绝大多数的普通台式机，但高档PCI声卡的发展就说明了有相当一部分电脑用户是不满意于AC’97软声卡的表现的。
对于台式机用户来说，有太多的高档声卡可以选择：创新的、德国坦克的、黑金的……等等等等。
但便携式电脑要扩充就实在困难了——对笔记本来说，只有少量的高档笔记本具有可以使用PCI声卡的大型扩展坞，而且价格极端高昂；而准系统等虽然可以使用PCI声卡，但一般来说其少得可怜的PCI槽还是被留给电视卡等更重要的设备。
在早期，曾经有一些使用笔记本PC卡插槽的特殊声卡，来增强笔记本类电脑的音频能力，但这些产品因为市场狭窄、功能有限，现在已经停止生产了。
那么对于这些使用便携系统的用户来说，要获得超过内置声卡的音频能力，就没有办法了吗？答案，就是USB外置声卡。
USB外置声卡是随着USB技术的初步普及，在20世纪末问世的，曾经流行一时的USB音箱，其实就是内置了一个USB声卡。
在照片上，我们可以看到一个典型的低档USB声卡。
可以看出其体积很小，和一个普通的闪盘差不多。
我们就以此为例来分析一下USB声卡的结构和原理。
USB声卡的结构和原理USB声卡的出现，和AC’97软声卡规格密不可分。
1996年6月，5家PC领域中颇具知名度和权威性的软硬件公司共同提出了一种全新思路的芯片级PC音源结构，也就是我们现在所说的AC’97标准（AUDIO CODEC97）。
基于TUSB3200A的USB声卡设计实现
基于TUSB3200A的USB声卡设计实现【摘要】本文介绍了基于TI的USB音频流控制器TUSB3200A、立体声多媒体数字音频编解码器TLV320AIC23B和D类功放TPA2000D4的USB声卡的设计，文中介绍了以上主要芯片的使用，详细说明了该声卡工作原理和USB程序设计的流程。
该外置声卡在PC上使用时无需安装额外驱动，表现出很好的音质。
【关键词】USB;声卡;音频流控制器;编解码引言目前的计算机板载声卡多采用AC’97和HD技术规范，数字音频信号的处理由CPU完成，而A/D、D/A转换由Codec芯片完成。
这样做的好处是借助CPU 的高速处理能力替代专用DSP芯片，从而极大地降低声卡的成本。
但是因为机箱内有很强的电磁干扰，内置板载声卡的音质很难提高，信噪比不高，无法满足部分高端用户对高保真音频的需求。
在外置USB声卡中，音频信号以具有高抗干扰能力的数字信号的形式经由USB总线传送到声卡，避免了机箱内强电磁干扰，同时也没有了机箱狭窄空间的限制，使得设计人员可以设计更为复杂的模拟电路并采用更好的屏蔽设计，从而大幅度的提升音质。
1.主要芯片介绍TUSB3200A是TI公司的一款USB音频流控制器，内置8052微控制器单元，支持USB 1.1规范和USB音频类规范，属于USB全速外围接口设备，内置USB 串行接口引擎（SIE），特别适合需要同步数据流传输的地方，比如数字扬声器、声卡。
编解码接口支持AC’97 1.X、AC’97 2.X、几种不同的I2S、苹果公司的Apple Intermediate Codec（AIC）等串行接口数据格式以及通用目的的数据格式。
DMA控制器可以管理四通道USB同步数据包。
内部集成I2C控制器，上电即读取外部程序存储器，也可以控制与其相连的支持I2C协议的设备。
可以工作于主、从两种模式。
本设计中TUSB3200A工作于主模式下。
TLV320AIC23B编解码器是一款高性能低功耗的立体多媒体数字声音频（Codec）芯片，内置耳机输出放大器，支持MIC和LINE IN两种输入方式，输入输出都具有可编程增益调节。
USB声卡的设计与制作
常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作者：戴铮学号：40831406华思佳学号： 40831415车飞学号： 40831403系部：电气工程系专业：应用电子技术题目：USB声卡的设计与制作指导者：朱小刚柏军基评阅者：2010年 5 月毕业设计（论文）中文摘要随着计算机硬件飞速发展，外围设备日益增多，键盘、鼠标、调制解调器、打印机、扫描仪早已为人所共知，数码相机、MP3随身听接踵而至，这么多的设备，如何接入个人计算机？USB就是基于这个目的产生的。
USB是一个使计算机周边设备连接标准化、单一化的接口。
USB设备之所以会被大量应用,主要是因为其具有支持热插拔、携带方便(USB 设备大多“小、轻、薄”)、标准统一、可以连接多个设备、高速度、简单的网络互连功能优点。
当前的USB设备被局限在PC平台下才能进行数据交换,这是当前USB设备面临的最大局限。
在这个环境下，USB声卡逐渐的出现在市场上，并越来越流行。
USB声卡将USB 接口的特点和声卡的需要完美的结合，更方便了人们在生活中的需要。
尤其是PCM2702之类的芯片出现，使USB声卡越做越小，在实用的基础上追加了外观的设计，强调了便携性，并运用在了耳机上，相信在今后生活中将会越来越普及。
PCM2702(IC1)为美国TI公司属下的BB公司生产的USB接口DAC芯片。
PCM27O2支持USB1.0标准，可接收16bit的立体声或单声道的USB音频数据流。
在USB声卡设计中具有主导地位。
关键词： USB接口声卡 PCM2702目录1 引言 (1)1.1 声卡的基本功能 (1)1.2 声卡的主要类型 (2)1.3 声卡的接口 (6)1.4 声卡的发展历史 (6)1.5 声卡的厂家介绍 (9)2 USB接口及声卡各主要芯片介绍 (15)2.1 USB接口的介绍 (15)2.1.1 USB接口的发展趋势与行业速递 (15)2.1.2 USB接口的优点 (15)2.1.3 USB接口布置 (16)2.1.4 USB数据传输 (17)2.2 USB声卡各主要芯片介绍 (20)2.2.1 PCM2702介绍 (20)2.2.2 asm1117介绍 (25)2.2.3 APA3544 介绍 (26)3 基于PCM2702的USB声卡设计与制作 (27)3.1 USB声卡的设计要求 (27)3.2 设计方案论证 (30)3.3硬件设计 (31)3.4软件设计 (32)3.5电路的制作 (33)4 USB声卡性能测试 (38)结论 (48)致谢 (49)1 引言1.1 声卡的基本功能声卡是计算机进行声音处理的适配器。
TUSB3200应用实例
内置微处理器的USB音频接口芯片TUSB3200作者：中国科学技术大学钱志远来源：《国外电子元器件》摘要：TUSB3200是由德州仪器日本公司推出的一款用于USB接口连接的音频数据控制芯片，该芯片内置8052MCU微处理器，能实现多声道的录音和播放功能。
文中介绍了TUSB3200的内部工作原理、框图及功能，并给出了用TUSB3200设计的双声道输入/输出播录的应用电路。
关键词：USB 音频接口单片机 TUBS32001 概述USB音频接口电路是带USB接口的音响设备和电脑多媒体外围设备的必需器件。
德州仪器公司推出的TUSB3200是一款最适合于音响和电脑周边设备的USB接口用的音频数据控制芯片。
它采用52脚扁平封装，带有内置微处理器，价格低，可实现多声道播放和录音等功能，因而具有广泛的用途。
2 工作原理TUSB3200内藏8052MCU微处理器，并带有USB接口，可实现通讯控制和数据处理等通用微处理器的功能。
在芯片后端接上编码解码器（CODEC）即可完成多声道音频信号的播放和录入功能，并可完成USB有源音箱、USB头盔式音频设备和USB话筒等数据的接入和处理等任务。
利用TUSB3200的USB接口可实现如下三种声道结构：（1）放八个声道；（2）同时播放六个声道，并可录放二个声道，其系统接入图如图1所示；（3）具有AC'97规格的2×2声道。
TUSB300能使用内藏的8052MCU进行系统测试。
若使用DMA技术，还可通过MCU直接控制USB数据。
TUSB3200能够适用USB规格的1.1版本和USB音频级规格1.0版本。
3 内部框图及功能图2所示为TUSB3200的内部结构框图。
它主要由8052、MCU、DMA控制和CODEC端口接口等部分组成。
3.1 MCU和DMA芯片中内藏的8052MCU微处理器可用于处理/控制、中断、块装及同步转送等几乎所有类型的终端转送方式，特别是在转送连续性要求比较严格的音频信号等数据的同步转送时，芯片中的四个DMA通道可分别控制终端数据缓冲器和编码解码板接口间的数据流。
创意DIY：基于PCM2912的USB声卡自制
芯片：PCM2912 想要更好地了解 PCM2912，可以点击下面链接下载相关资料： PCM2912 芯片介绍 PCB：双面板 外形尺寸：想装在 U 盘壳中，精致美观 以下是电路板的实物图：
先给大家看一下原理图： 接下来是 PCB 的设计图： PCB 设计的 3D 识图： 元件清单： 外型 U 盘壳： 声卡开始对，电路板耳机座有点小，需要用挫刀挫电路板 耳机座 0.3MM。 2、 耳机的两个定位柱不要，用刀片去掉。 3、 PCB 宽度有点宽，若要装入外壳，也要用挫刀需要修改 PCB 的宽度，还需要用挫刀修 一下外壳，使外壳的内径增大，我做 PCB 的时候由于没有外壳，按 商家给我的尺寸做 了，结果商家给我的是外径，马虎了一次！！！ 4、 其中 U1，Q2，R19，R20，R7，R9 不用焊，是我调试它的功 能设计的，如果只想要功
能不必接。Q2 好像我也忘了，不好意思，用的 8050 的三极管。 5、 当时也不知道声频接口，网上查图，看到这个资料，附图： 我把这个当成了耳机座，结果是耳机插头的，真正的附图： 而我画电路的时候耳机座都是屁股地，这是一个错误。不过不用改， 也会有声音，但左右声 道有区别，大家细细辨别。 6、 晶振本来就是贴片的，但我买的时候店里只有插件的，没有办 法，电子城我转遍了。 7、 按上述稍改，插入就会发现新硬件的。 我把这个当成了耳机座，结果是耳机插头的，真正的附图：
而我画电路的时候耳机座都是屁股地，这是一个错误。不过不用改， 也会有声音，但左右声 道有区别，大家细细辨别。 6、 晶振本来就是贴片的，但我买的时候店里只有插件的，没有办 法，电子城我转遍了。 7、 按上述稍改，插入就会发现新硬件的。
基于USB的数据采集卡方案设计书
基于USB的数据采集卡设计学生姓名杜学成学号2009101038所在系通信工程系专业名称通信工程班级2009级1班段纯爽指导教师四川师范大学成都学院二○一三年三月基于USB的数据采集卡设计学生：杜学成指导教师：段纯爽内容摘要：本论文所设计的数据采集卡是在单片机AT89C5131控制下进行数据采集，主要核心部分是微控制器和USB控制器，通过两者结合实现上位机和下位机之间的USB通信，使用AT89C5131单片机采集到数据通过USB数据线传输给PC机，在从PC机上的USB数据采集界面，可显示出采集数据的波形图功能，最后实现数据采集功能。
在数据采集系统中，传统外接设备与主机通信口一般采用ISA、PCI、1394等标准，但是基于这些接口的产品，要不安装麻烦，要不就是价格昂贵，还受到计算机插槽数量和地址中断资源的限制，并且可扩展性差，但USB的出现很好地解决了以上所有问题。
作为一种新型串口通信标准，它不但具有较高的传输速率，而且可扩展性好、采用总线供电，因此使用起来更加灵活。
USB数据采集共有4种传输模式：同步传输、控制传输、批量传输、中断传输，以此用来适应不同设备的需求。
同时信息技术与电子技术发展迅猛，也使得计算机和计算机外围设备得到飞速发展和应用。
过去人们单纯追求计算机与外设之间的数据传输速度，而现在操作安装的简易性和纠错能力也成为人们关注的问题。
USB通讯技术出现后，使高传输速度、强纠错能力、易扩展性、即插即用等优点有机的结合在一起，使得USB数据采集发展前景更为广阔。
关键词：数据采集USB接口控制器Design of data acquisition card based on USBAbstract:The data acquisition system designed is under the control of SCM data acquisition in AT89C5131. The micro controller and the USB controller as the core part, implementation of USB communication between upper machine and lower machine through the combination of the two, there to the data line via the USB data is transmitted to the PC through the AT89C5131 collection. And the development of applications on PC, from the USB data acquisition interface on PC machine, can display the waveform function of data acquisition, data acquisition function.In data acquisition system, communication host and peripherals traditional mouth generally use the ISA, PCI, 1394 standards, these interface products, based on the installation of trouble, the price is expensive, and the slot number, address and interrupt resources constraints, poor scalability, USB, is a good solution to the above problem. USB is a kind of serial communication standard model, the transmission rate is high, good scalability, the bus power supply, the use of flexible. It has a total of 4 transmission modes: control transfer, interrupt transfer, synchronous transmission, mass transfer, in order to adapt to the needs of different equipment. The rapid development of information technology and electronic technology, the computer and peripheral equipment has also been rapid development and application. In the past people only pursue the transmission speed between computer and peripherals, simplicity of installation error correction ability and operation now has become one of the focuses of the target. USB communication technology, the high transmission speed, strong error correction ability, expansibility, easy plug-and-play, organic unifies in together, at the same time, also make the development of a broader USB data acquisition.Keywords: Data acquisition USB interface controller目录1USB简介 (5)1.1USB的互连 (5)1.2USB的主机 (6)1.2.1 USB驱动(USBD) (6)1.3USB设备 (7)1.4USB的物理层 (7)2整体方案设计 (8)2.1方案论证 (8)2.2方案比较 (9)3单元模块设计 (10)3.1微控制器及USB控制器接口电路模块 (10)3.1.1 AT89C5131封装及引脚说明 (10)3.1.2 AT89C5131的USB接口电路 (11)3.2AD转换电路模块 (13)3.2.1 A/D转换器 (13)3.2.2 A/D转换器接口电路 (15)3.3外接存储器接口电路 (17)3.3.1 外接存储器 (17)3.3.2 外接存储器接口电路 (18)3.4系统外围电路 (18)3.5软件设计 (20)3.5.1 固件程序 (20)3.5.2 USB设备驱动程序 (24)3.5.3 应用程序 (26)4小结 (29)5致谢 (30)6参考文献 (31)7附录 (32)7.1硬件连接电路图 (32)7.2PCB图 (33)1 USB简介通用串行总线标准USB是1995年微软、康柏、DEC、IBM等公司为解决传统总线不足的问题而推出的一种新型通信标准。
TEXAS INSTRUMENTS TUSB3200EVM2 说明书
6ĆChannel TUSB3200EVM2for the TUSB3200A USB Streaming Data ControllerUser’s GuideJanuary 2003Digital AudioSLAU062AIMPORTANT NOTICETexas Instruments Incorporated and its subsidiaries (TI) reserve the right to make corrections, modifications, enhancements, improvements, and other changes to its products and services at any time and to discontinue any product or service without notice. Customers should obtain the latest relevant information before placing orders and should verify that such information is current and complete. All products are sold subject to TI’s terms and conditions of sale supplied at the time of order acknowledgment.TI warrants performance of its hardware products to the specifications applicable at the time of sale in accordance with TI’s standard warranty. Testing and other quality control techniques are used to the extent TI deems necessary to support this warranty. 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TI is not responsible or liable for any such statements.Mailing Address:Texas InstrumentsPost Office Box 655303Dallas, Texas 75265Copyright 2003, Texas Instruments IncorporatedRelated Documentation From Texas InstrumentsiiiRead This First PrefaceRead This FirstAbout This ManualThis user ’s guide describes the setup and operation of the TUSB3200EVM2platform.How to Use This ManualThis document contains the following chapters:-Chapter 1—Equipment-Chapter 2—Detailed Description of the TUSB3200EVM2-Appendix A —Schematic DiagramsRelated Documentation From Texas InstrumentsTUSB3200ALiterature Number SLES018TLV2362Literature Number SLOS195A TPS7233QDLiterature Number SLVS102G for product detail informationFCC WarningThis equipment is intended for use in a laboratory test environment only. It gen-erates, uses, and can radiate radio frequency energy and has not been testedfor compliance with the limits of computing devices pursuant to subpart J ofpart 15 of FCC rules, which are designed to provide reasonable protectionagainst radio frequency interference. Operation of this equipment in other en-vironments may cause interference with radio communications, in which casethe user at his own expense will be required to take whatever measures maybe required to correct this interference.Running Title —Attribute ReferencevContents Contents1Equipment 1-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.1Hardware 1-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.1.1EEPROM Evaluation (Internal Mode)1-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.1.2In-Circuit Emulator (ICE) Evaluation 1-3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2Detailed Description of the TUSB3200EVM22-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1TUSB3200EVM2 Setup 2-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.2Interfaces and Ports 2-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.3Power Supplies 2-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.4Light Emitting Diode (LED)2-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.5Jumpers 2-3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.6Complete Analog Stage 2-4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.7EEPROM 2-4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.8TUSB3200A Development Tool Recommendations 2-4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.9TUSB3200EVM2 Design Platform Schematic/Layout 2-4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figures1–1TUSB3200EVM2 Design Platform Equipment 1-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tables1–1Jumpers Set Up for Internal Mode 1-3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–1Jumpers and Switches 2-3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Chapter 1Equipment This user’s guide describes the setup and operation of the TUSB3200EVM2 platform. This PCB contains two main active parts: TUSB3200A STC (TI USB streaming controller) and crystal CS4228 codec. This PCB is referred to as the TUSB3200EVM2 from this point on. Familiarity with emulator hardware and software is required and assumed throughout this user’s guide.Topic Page . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.1Hardware1-2Equipment1-1Hardware1-21.1HardwareFigure 1–1 shows the equipment necessary to perform evaluation of the TUSB3200EVM2.Figure 1–1.TUSB3200EVM2 Design Platform EquipmentUSB EVM2The TUSB3200EVM2 hardware platform measures 6.0′′ X 5.5′′(W × L).Throughout this document text inside of parentheses (ex.) represents reference designators that identify components located on the TUSB3200EVM2.The hardware setup for the TUSB3200EVM2 can be accomplished by two separate methods —EEPROM evaluation and in-circuit emulator (ICE)evaluation. Use of the EEPROM installed on the board is recommended when performing a quick initial check to verify if the board works properly. The respective evaluation procedures are detailed in the following section.1.1.1EEPROM Evaluation (Internal Mode)The TUSB3200EVM2 comes with a preprogrammed EEPROM. This EEPROM is inserted in the 8-pin DIP socket. The jumper configuration for the internal mode is listed in Table 1–1. Use the following procedure for EEPROM evaluation:-Set J8 to position 1–2 to bus-power the TUSB3200EVM2; set J8 to 2–3to put the TUSB3200EVM2 in self-powered mode (a power supply is required).-In self-powered mode, a single 9-V dc at 500-mA supply must beconnected to the power terminals 9V and ground (GND) of the TUSB3200EVM2. Once the board is powered, GPIO, and the LEDs should turn on, and the power drawn from the supply should not exceed the USB specification of 500 mA.-Connect a USB cable from the root hub of the PC to type-B connector J1on the EVM. This should start the USB enumeration on a host PC.Enumeration signals that a USB (audio) device has been detected by theHardware1-3Equipment host PC and the device is ready to stream audio via a USB. A speaker icon should show up once the enumeration is complete. Double click this icon to confirm that the USB is the preferred device for audio output; if not,reconfigure the PC for USB audio output.Table 1–1.Jumpers Set Up for Internal ModeJumperPositionJP1Open JP2Open JP3Position 2–3JP4Open JP5Open JP6Open JP7Open JP8Position 2–3JP9Position 2–3JP10Position 2–3JP11Position 2–3JP12Position 2–3JP13Position 2–3JP14Open JP15Close JP16Open JP17Open JP18Open 1.1.2In-Circuit Emulator (ICE) EvaluationUse the following procedure for in-circuit emulator evaluation:-Install the emulator. Refer to the respective ICE user ’s guide for the emula-tor.-Attach emulator POD to TUSB3200EVM2 ICE Socket (J3). A 40-pin ex-tension adapter may be required to allow enough clearance for access to the buttons, jumpers, and connectors. Pin 1 is designated by a triangle on the opposite side of the J3 reference designator.Chapter 2 Detailed Description of the TUSB3200EVM2This chapter presents a detailed description of the TUSB3200EVM2.Topic Page. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1TUSB3200EVM2 Setup2-22.2Interfaces and Ports2-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.3Power Supplies2-2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.4Light Emitting Diode (LED)2-22.5Jumpers2-3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.6Complete Analog Stage2-4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.7EEPROM2-42.8TUSB3200A Development Tool Recommendations2-4. . . . . . . . . . . . . . .2.9TUSB3200EVM2 Design Platform Schematic/Layout2-4. . . . . . . . . . . . .TUSB3200EVM2 Setup2.1TUSB3200EVM2 SetupThe TUSB3200EVM2 is designed to allow development and evaluation of theTUSB3200A for multichannel applications. The USB controller (U1) acceptsUSB data streams and generates output at the C-port, I2C port, and/or GPIOport. A full explanation of how to configure the TUSB3200A to control thestreaming data and set up the interface ports and registers is contained in theTUSB3200A data manual. A standard USB cable is required to connect theEVM platform to a downstream port. The EVM uses a standard type-Bconnector. Set JP8 to position 2–3 to send the MCLKO to the codec. Set JP3to position 2–3 for normal mode operation; this action disables the externalinterrupt signal to the TUSB3200A. Note that an arrow always designatesposition 1 of any jumper. The TUSB3200A must be set to external mode to usethe in-circuit emulator. The TUSB3200EVM2 board is shipped in internalmode. For internal mode, JP4 is open and JP15 is closed. To switch to externalmode, simply move the jumper from JP15 to JP4.2.2Interfaces and PortsThe USB port interface is the only connection required for full operation. Thein-circuit emulator is required for the external emulator pad. All otherconnections are used to increase further development and evaluationfunctionality. The USB connector has four pins defined as VBUS (pin 1), D+(pin 2), D– (pin 3), and GND (pin 4).2.3Power SuppliesThe TUSB3200EVM2 board can be self-powered, or can use USB bus power(when J8 is set to position 2–3). In the self-powered mode, theTUSB3200EVM2 PCB requires a single positive 9-V dc supply at 500 mA. AnLM317EMP regulator is used to generate a steady 5-V dc supply. This 5-V dcsupply is connected to an onboard, low-dropout regulator to generate a 3.3-Vdc supply. In the USB bus-powered mode, connect one end of a USB cableto the EVM board and another end of the cable to a PC root port.2.4Light Emitting Diode (LED)A set of green and yellow LEDs is installed on the TUSB3200EVM2 board forquick and easy GPIO evaluation. The green LEDs are connected to port 1 bits0 through 7 of the in-circuit emulator for external mode. The yellow LEDs areconnected to port 1 bits 0 through 7 and port 3 bits 0, 1, and 3–5 of theTUSB3200A for normal mode. Note that yellow LEDs illuminate in externalmode but are not GPIO functions and should not be treated as such.Jumpers 2.5JumpersTable 2–1 provides jumper configurations for different modes of operation. Table 2–1.Jumpers and SwitchesJumper/DescriptionSwitchJP1Position 1–2 on: Ground CRESET;JP1.1 CRESETJP2Position 1–2 on: Ground CDATI;JP2.1 CDATIJP3Position 1–2:external interrupt enabled;Position 2–3:no external interruptJP4Position 1–2 on:external mode;Position 1–2 off: internal modeJP5Position 1–2 on: Ground CDATO;JP5.1 CDATOJP6Position 1–2 on: Ground CSCHNE;JP6.1 CSCHNEJP7Position 1–2 on: Ground CSCLK;JP7.1 CSCLKJP8Position 1–2: MCLK to JP16.1;Position 2–3: MCLKO to CS4228JP9Position 1–2: CRESET to JP1.1;Position 2–3: CRESET to CS4228JP10Position 1–2: CDATI to JB2.1;Position 2–3: CDATI to CS4228JP11Position 1–2: CDATO to JP5.1;Position 2–3: CDATO to CS4228JP12Position 1–2: CSYNC to JP14.1;Position 2–3: CSYNC to CS4228JP13Position 1–2: CSCLK to JP7.1;Position 2–3: CSCLK to CS4228JP14Position 1–2: Ground CSYNC;JP14.1 CSYNCJP15Position 1–2 on: internal mode;Position 1–2 off: external modeJP16Position 1–2 on: Ground MCLKO;JP16.1 MCLKOJP17Do not jumper position 1–2;JP17.1 SDAJP18Do not jumper position 1–2;JP18.1 SCLS1A GPIO P3.3 general-purpose momentarybutton internal MCU modeS2A GPIO P3.4 general-purpose momentarybutton internal MCU modeS3A GPIO P3.5 general-purpose momentarybutton internal MCU modeS1B GPIO P3.3 general-purpose momentarybutton external MCU modeS2B GPIO P3.4 general-purpose momentarybutton external MCU modeS3B GPIO P3.5 general-purpose momentarybutton external MCU modeJ8Position 1–2: Self-powered mode;Position 2–3: Bus-powered modeReset Reset EVM platform and in-circuit emulator (external mode)Complete Analog Stage2.6Complete Analog StageA complete analog output stage is provided on the TUSB3200EVM2 platformto eliminate the need for back-end development for evaluation purposes. Theanalog stage includes a crystal CS4228 codec and line output amplifiers withsecond-order low-pass filters for all six channels. A line input and a line outputare also provided.2.7EEPROMThe EEPROM is used to set up the TUSB3200EVM2. The EEPROM isrecommended to be 8K bytes to match the RAM memory size. Firmware forthe TUSB3200EVM2 must be loaded for correct operation. An 8-pin DIPsocket allows easy installation and removal of the EEPROM. TUSB3200Aautomatically downloads the data from the EEPROM into memory and beginsexecuting code once the board is powered up and connected to the host viathe USB.2.8TUSB3200A Development Tool RecommendationsCheck the following websites for TUSB3200A development tool recommenda-tions:8051/8052 Emulators EMUL51-PC/E128–16 and POD–C32–HF–42 USP–51E and POD51FX PICE–51 and P051–RX/FA and A051–D408051/8052 Code Development Tools/c51/default.htm PK51 or DK51 or CA51 (price varieswith package)2.9TUSB3200EVM2 Design Platform Schematic/LayoutAn electronic copy of the TUSB3200EVM2 schematic is available on theTUSB3200EVM2 CD.。
DIY自己制作的USB声卡资料
DIY自己制作的USB声卡声卡零件与电路图USB 电子管声卡主电路原理图USB 电子管声卡电源电路原理图USB 电子管声卡印刷电路图主要零件介绍1.主芯片PCM2702E图6.主芯片PCM2702E(手工焊接)PCM2702 D/A芯片的基本规格特性兼容USB 1.0支持16bit 32 KHz/44.1 KHz/48 KHz 取样动态范围:100dB噪信比:150db(典型值)THD+N:0.002%内部集成有独立的12MHz时钟发生器内建8× Oversampling 数字滤波采用双电源供电.其中模拟部分为+5V;数字部分为+3.3V采用SSOP-28封装形式PCM2702是一块单片数模转换芯片.它有两个数模转换输出通道和一个一体化的USB 接口控制器.该接口符合USB1.0标准.它采用最新开发研制的SPActTM(采样期内自适应控制跟踪)系统.该系统能够从USB接口的音频数据中分离出一个稳定的、偏差较小的时钟信号以协调PLL和DAC工作.PCM2702主要由三部分组成:一个是Burr-Brown公司研制的增强型多层次δ-σ调制器,一个是8×重复采样数字插值滤波器,还有一个模拟输出低通滤波器.PCM2702可以接收48KHz、44KHz和32KHz采样速率的16位立体声或单声道音频数据,芯片内部集成有数字电位器的软件静音功能,通过USB的音频等级需求可以控制电位器和静音功能.图7.PCM2702的引脚排列PCM2702的参数:TA=25℃,VCC=VCCL=VCCR=VCCP=5.0V,VDD=VDDC=3.3V,fs=44.1KHz,信号频率1kHz,16位数据. 管脚8、13、14、15、16分别为VBUS、TEST3、TEST2、TEST1和TEST0;管脚10、11、12、28分别是PL YBCK、SSPND、ZERO和XTO.参数中的动态性能取决于标准主机的信号质量,并随系统不同而不同,动态性能的各项参数是用一台Shibasoku#725 THD测量仪测得的.该仪器的特点是带有400Hz的高通滤滤器、30kHz的低通滤波器、通用模式且具有20kHz的带宽限制.通过交流耦合器的模拟输出端负载为5kΩ或更大.PCM2702的工作原理:图8.PCM2702的组成框图控制信号和音频数据信号均通过D+(6脚)和D-(7脚)送入PCM2702中心.所有数据都以全速输入或输出.USB总电源VBUS(8脚)和USB数字地DGNDU(9脚)均与USB总线相连,由于VBUS仅用来分离芯片与USB总线的连接,所以VBUS不消耗USB总线电源功率.图B音频功能逻辑框图PCM2702有两个接口,每一个接口都由一些可供选择的设置成.接口#0有一个备选设置,备选设置#0是一标准的音频控制接口,该接口有一个端口.PCM2702有下列三个端口,输入端口(IT)、输出端口(OT)和功能单元(FU).输入端口定义为“USB”数据流(口类型0×0101),输入端口可以接2个通道的音频流,这2个通道分别可作为音频流的左右声道的压缩数据传输通道.输出端口为“扬声器”端口(端口类型0×0301.)功能控制单元支持音量控制和静音控制功能.内建的数字音量控制电位器可根据音频级别的具体要求以步进量为1.0dB在0.0dB~64.0dB之间进行调节.每个声道可独立设置,同时也支持主音量控制,内建的数字静音控制器也可以根据音频等级的具体要求进行操作,以支持主静音控制,但不支持单独的声道进行调节控制.接口#1有3个可选择的设置:#0备选设置是零带宽设置;#1设置是16位立体声设置,它是一个可操作性设置;#2设置是16位单声道设置,也是一个可操作性设置.PCM2702有两个终端,即:控制终端(EP#0)和同步音频数据流终端(EP#2).控制终端是默认终端,常用来根据标准USB需求和USB音频等级的具体需求对PCM2702的所有功能进行控制.同步音频数据流终端是音频吸收终端,它接收来自PCM的音频数据流和接收重配的传输模式.图10.12MHz晶振连接图PCM2702需要一个12MHz(±500ppm)的时钟来协调USB和音频功能控制部分的工作.该时钟信号可由内部集成的12MHz晶振提供,也可以从XTI(脚1)输入12MHz内部时钟信号(如图10所示),12MHz晶体谐振器与一个1MΩ电阻和两个小电容一起连至XTI和XTO,电容值的大小取决于具体的晶体谐振器的负载.如果使用内部时钟则应从XTI输入,而且XTO 必须悬空,XTI脚时钟信号的逻辑电平为+3.3V,而不是5V.图11是外部12MHz时钟连接电路.图11.外部12MHz时钟输入PCM2702包含一个内部电源接通恢复电路.当VDD电平大于2.0V时,该电路将自动恢复起始数字逻辑电平,整个过程大约需要350μs.为确保接电时序的正常工作,VDD电压必须在10ms内升至2.0V.当电路完成起始电平的恢复并在USB总线接通后,PCM2702设置准备完毕.当建立和USB总线的连接后,PCM2702准备接收USB音频数据.在待音频数据送来时,模拟输出设置为双零点零标志,ZERO(脚12)为高电平.当接收到音频数据后,PCM2702将第一批数据包(含1ms的音频数据)存贮到一个内部存贮器中,当检测到头帧后,PCM2702开始回放.图12.播放停止分离时序图当主机完成或停止音频回放时,PCM将在最后传输的音频数据接收后停止播放,PCM2702的播放停止和分离时序如图12所示.PL YBCK、SSPND和ZERO标志定义如下:PL YBCK:当PCM音频输入数据正在播放时,PL YBCK(脚10)为低电平有效;SSPND:USB接口处于挂起状态时,SSPND(脚11)低电平有效;ZERO:如果PCM音频输入数据持续102个采样周期为0,则进入ZERO状态.ZERO(脚12)为高电平有效.PCM2702的应用图13.PCM2702的典型应用电路这个PCM2702芯片,根最近的一些主流整合型Audio D/A芯片的特性相比都毫不逊色,属于音响级的DAC芯片,跟一般声卡上所用的D/A芯片相比性能好很多,输出音质比起多数专业录音卡都不会输,可以算是高档次的电脑声源之一.那为什么很少见到厂商推出使用这款D/A芯片的声卡呢?原因是这个芯片的价格太高.以成本效益来说,几乎根本没有厂商愿意利用这个芯片,低阶的整合型D/A芯片的单价或许只有这个芯片的1/10;而且在一般的电脑应用上,标榜多声道的产品大行其道,纯两声道的产品很难在市场上销售,这也是一个主要的原因.因而,这个体质极佳的USB接口的D/A芯片,在价格的因素下,自然很难成为消费性电子市场的宠儿,不过优异的音质输出却是我们选用这个芯片的主要原因.使用方便,音质优异,结构简单,都是这个芯片的优点.但是PCM2702E最早是为USB喇叭使用而开发的芯片,可以把通过USB接口传输的音频数字信号转换成模拟信号,经过放大以后,就成为我们听到的声音.接上USB连接线,操作系统就会检测到这个设备——USB音效设备,对电脑来说,这个就是“USB喇叭”,所有系统发出的“声音”都通过USB接口传输音频数字信号到这个USB DAC,在转换成两声道的模拟信号.由于D/A芯片的特性的缘故,只有两声道,而比如一般声卡所具备支持的LINE IN、MAC IN、SPDIF数字输出、录音、MIDI等功能它都不具备,也不能通过一次接两张卡来实现四声道,它是一个单纯的USB数字信号输入,模拟信号输出的只有两声道放音功能的装置,在功能上是无法取代传统声卡的,因而称之为USB DAC.跟一般的DAC的差别就在PCM2702仅仅只能接收USB数字信号,而不像一般的DAC可以接收SPDIF与光纤等等的数字输入,也因为如此,它只能用在具有USB接口的的电脑上,而不管是桌上型电脑或者是笔记本电脑.PCM2702可用于标准的独立USB音频扬声器、CRT/LCD一体化USB音频扬声器,USB 音频放大器等各种USB音频设备中.台湾的KECES曾生产了基于PCM2702E的USB声卡,但与hifi制作的声卡不同,采用了运放而不是电子管,使声卡的体积较小,在音质方面也有所区别,各具特色.2.电子管6N11J图15.6N11J电子管6N11电子管原本用于电子管电视机或电子管高频VHF放大的Cascode线路.该管制作非常精致,二层带齿的云母片、单柱圆表除气环,尤其是方形灰色短屏使它和别的管子不同,由于三极部分距离很近,因此用不锈钢片屏蔽将它们隔离开,并与9脚相接,使二边串扰减到最小.为使噪音低、隔离度好,焊机时9脚要妥善接地,该管的管脚排列见下图所示:图16.6N11管脚图现代很多电子管名厂如Audio Research、Conrad Johnson、Sonic Frontiers及近期的几个品牌的国产前极都使用该管,由此可见它的声音自然有可取之处.6N11的最大屏极电压为130V,灯丝供电为 6.3×0.34(V×A),它的最大屏极耗散功率为2.2W,最大阴极电流22mA,灯丝与阴极间击穿电压为+/-130V,屏极工作电压为90V,屏极电流约10mA,阴极电阻为90欧,跨导为12.5gm;放大因数约30u.近几年来该管在电子管放大器应用日见频繁,尤其是在SRPP(分流调节推挽线路)前极放大器中,土炮烧友对其已达到“非用不可”的地步,由于媒介的大力渲染以及市场的需要,一枚国产6N11售价已由八九元炒至三四十元.与6N11技术指标近似的国外同类管还有6DJ8、ECC88、6H11N、CV2492、6922、E88CC、cca、从名称来区分,6N11和6DJ8、ECC88、CV2492是同一类管能互相更换的管子(6H11N是前苏联管),而6922、E188C、E88CC是更高屏压的同类管(屏极工作电压为220V,屏极电流15mA,灯丝电压6.3V,灯丝电流0.36A),cca(或CCA)则是厂方依照6922或E88CC的参数造出来的特别版.随着国内外Hi-Fi界的交流,上述不少电子管在国内都可以购到,尽管它们的技术参数相似也因生产厂家和制作工艺的不同而呈现出不同的产品质素与声音表现.目前,6N11已广泛应用于音响器材,其放大能力属中u管(u=30),同时其EP-IP特性曲线优良,比12A系列更精良.它的声音比其他不同类型的电子管显得快速而分析力高,音染极少,拾取微弱信号的能力强,并以音色通艉、消澈而著称,若和胆味浓烈的12AX7相比,12AX7就好像是属音响界的Jadis 派(音色浓烈,音染味重),6N11则属Cello派(没有自己的音色、味淡、传真度高),各有各风格.这次制作的USB声卡上采用的是国产北京6N11J(后缀J表示为军用级),它的除气剂碟上的金属片是方形的,在结构上的用料它与6DJ8也不相同,最大区别是6N11的屏极呈银金属色,而6DJ8却是石墨料.另外,国产6N11身形稍肥大,这个管子在重放合唱的场合中有一定的现场感,人声表现尚可,中频质感有一定水平,但声场纵深度较为欠缺,层次细节不足.3.耦合电容提起耦合电容,那么就要先说这次制作的USB声卡的三个版本:豪华版、增强版和普通版,它们的区别也就是在使用的耦合电容、滤波电容上.所有的三个版本的USB电子管声卡的电阻均使用的是国营893厂生产的精密6色环金属膜电阻,电源变压器均使用从成都崇达电子专门定制的50W环牛.图17.豪华版图18.豪华版的耦合电容豪华版的耦合电容使用的是SCR Solen的音响专用MKP电容,分别是0.22μF和3.3μF(普通版是2.2μF).图19.豪华版的滤波电容滤波电容使用ELNA音频专用补品电解电容、松下金字高速电解电容,褪耦电容使用三洋OS半导体固体电解电容、Philips橙色聚丙烯电容.图20.增强版图21.增强版的滤波电容增强版的滤波电容使用松下工业品高速电解电容,褪耦电容使用三洋OS半导体固体电解电容和德国黑WIMA.耦合电容使用的是成都宏明电子(国营719厂)的军品级CL41和CFR06AR金属化聚碳酸脂电容,分别是0.33μF和2.5μF(普通版分别是0.22μF和2.2μF).图23.普通版图24.普通版的耦合电容普通版的耦合电容使用的是成都宏明电子(国营719厂)的音响专用MKP(金属化聚丙烯)电容,分别是0.22μF和2.2μF.图25.普通版的滤波电容为何使用昂贵的SCR Solen电容呢?用SCR Solen电容可以使MP3的听感变好——Solen 的低音松散缺乏冲击力和气势,中音厚实的有些过分,高频朦胧柔化,像蒙了一层薄纱.听MP3,特别是码率低的MP3的时候,SCR Solen的音色特点对MP3毛躁的声音在很大程度上起了弥补作用,让MP3的声音听起来很柔和甜美,富有音乐感.但是在听高质量的APE或者W A V文件时,宏明音响专用MKP电容的声音清晰度,速度感和力度感十足,高频清丽有很强的质感,听弦乐尤其爽.如果单纯听APE或者CD的话,基本上可以认为SCR Solen是昂贵的垃圾,要知道其价格是宏明(国内一流的电容生产厂)同等容量电容的10倍以上.正因为如此,再加上某些品牌型号的电容在市场上难以寻觅,有价无货,因而豪华版和增强版都作为不同搭配而表现不同性能的存在,仅仅各做了一块样品,倒是普通版做了将近40块了.组装调试图26.最初的测试版本最初的测试版本看上去比普通版都要“缩水”的多由于稳压芯片7812发热量很大,在所有的版本上都安装了黑色的散热片,以保证能正常工作.4个LM317稳压芯片直立安插在PCB上,外观摸样跟MOSFET管几乎一样.图27.测试版改进的部分由于测试版的效果不理想,在后续的调试中改动了部分电路、增加了左边的耦合电容以及更换了滤波电容图28.测试版采用了飞线,方便调试图29.测试版效果试听听起来用起来如何笔者拿到USB声卡,迫不及待的接上电源,PCB上的PWR灯与SSPND指示灯随之亮起,接上USB线,很顺利的进入Windows XP并马上就辨认出USB Audio Device,不必另外安装驱动程序(实际上在Windows 98SE、Windows Me、Windows 2000下都不需要安装驱动程序,真正的即插即用),SSPND灯随之熄灭,播放时PlyBK灯也会发亮,功能与效果一切正常.图30.工作中的豪华版USB电子管声卡图31.设备管理器对设备的识别图32.设备属性图33.设备驱动显示马上播放电脑里的MP3,配上惠威的M200有源音箱,觉得音质还不错,轻易胜过一般的娱乐用声卡,但因为播放的是网上下载的一些MP3,所以也只是觉得比声卡好听而已,并没有很惊艳的感觉,换上直接从CD抓下来的W A V文件和从网上下载的APE(一种无损压缩的音频文件)与高码率的MP3,果然与常规声卡有了明显的区别!与常规声卡最明显的差异在于USB电子管声卡里面出来的是充满音乐味,高解析度而又很柔和的声音,让人有一直听下去的欲望.而笔者的常规声卡(笔者目前使用的是Creative的SB Live!标准版CT4620和Diamond的MX400)与之相比就显得声音干冷毛躁,没有耐心去仔细品味音乐了.结束语这款USB电子管声卡的优点就不必再说了,但是“缺点”也是很明显的:作为DIY的作品,没有外壳,还要附带一个庞大的电源,使用有些不方便——按照hifi的说法就是“DIY的东西,为了音质效果,不向其它任何因素妥协,从而放弃了采用USB供电和机箱电源供电的方案,采用外置也减少了一些不必要的干扰”.。
基于USB声卡的数据采集器设计与应用
基于ＵＳＢ声卡的数据采集器设计与应用作者：胡颖舒吴先球王珍宁来源：《中小学信息技术教育》2009年第08期数据采集器是把实验过程中的电信号转变为数字信号输出,实现了数模之间的转换。
而声卡也是一个同样具备数模转换功能的设备。
利用声卡在音频范围内代替专用的数据采集器,大大降低了在实际教学中使用数据采集器的门槛。
但是由于普通声卡只能接受音频范围(20Hz～20kHz)内的交流信号,不能对直流信号或缓变交流信号进行采集。
而中小学阶段的科学实验教学内容里,直流信号占了很大一部分。
这也是在教学中使用电脑声卡代替专用的数据采集器局限所在。
针对实际教学情况,笔者自主研制了一套基于USB声卡的数据采集器,通过添加外围电路解决普通声卡无法测量直流信号的问题,为学校提供了符合教育信息化要求的低成本教学实验设备。
一、硬件部分USB外置声卡的优点有:(1)信噪比得到了较大的提高。
(2)安装简单,可被系统自动识别、自动配置、自动安装。
(3)具有可热插拔的特点,即插即用。
(4)使用USB声卡作为数据采集设置,能有效避免在实验过程中因使用不当而损害主板的声卡,导致维修成本过高。
(5)可方便添加外围电路,增强采集功能。
笔者利用PCM2902芯片设计了基于USB声卡的数据采集器,同时通过添加外围电路——压控振荡器,解决了声卡无法测量直流信号的问题,并增强了声卡的数据采集功能。
PCM2902的USB声卡模块、压控振荡模块再加上为传感器配置的串行接口,就组成了基于USB声卡的数据采集器硬件设备,如图1所示。
二、软件部分基于USB声卡的数据采集器应用程序主要利用LabVIEW来编写,具有“直流采集”、“交流采集”、“数据处理”、“历史回放”四大功能,可完成各种实验的采集记录任务,并可根据教学和探究需要进行数据处理、图线分析等。
“直流采集”选项卡中设有定时和手动记录数据两种模式,记录下的实验数据以表格与图形两种方式同步显示。
“交流采集”可把左右两声道的信号实时采集显示,并设有自动保存和手动保存数据两种模式可供选择。
毕业设计任务书USB声卡制作
常州机电职业技术学院
毕业设计（论文）任务书
系部：电气工程系专业：应用电子技术姓名:李星骅学号: 40931539 题目：蔬菜大棚的智能监控系统
起迄日期:2011年7 月~ 2012年 5月
设计(论文) 地点:常州机电职业技术学院
指导教师:朱小刚
专业负责人：
发任务书日期: 年月日
任务书填写要求
1．毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、系部领导签字后生效。
此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生；
2．任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系部主管领导审批后方可重新填写；
3．任务书内有关“系部”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。
学生的“学号”要写全号，不能只写最后2位或1位数字；
4．任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性；
5．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。
如“2003年3月14日”或“2003-03-14”。
基于USB接口与计算机声卡的新型光电门的研制
图 ３ Ｆ ６ ０ Ｄ ・ ９ Ｂ ９ Ｂ ｝ 激 光 Ｕ ５ Ａ ５Ｃ ｛Ｃ 、 Ｏ９ 型
二极 管（ ） 左 和激光接收二极管（ 右）
图 ４ 新 型 光 电门 成 品 效 果 图
供 的电压 为 ５ 考虑 到供 电 的简 洁方 便 ， 终 选 Ｖ， 最 用 的 激 光 二 极 管 型 号 为 Ｆ ５ ＡＤ５Ｃ Ｂ ９ Ｕ６ Ｏ 一 ９（ Ｃ 、
为 了使新 型光 电 门既 能摆脱 传统 光 电门专 配
收 稿 日期 ： ０ 卜Ｏ ｌ ２ １ ８３
基金项 目： 上海 市大学生科研创新基金资助 （ ４ ８ 、 ４ ８ 、 ４ ９ ） Ａ８ １ ２ Ａ８ １ ６ Ａ８ １２
＊通 讯联 系人
基于 ＵＳ Ｂ接 口与计算机声卡的新型光电门的研制
要运用光电门测量液体 的粘滞 系数 ， 传统光 电门 发射 装置 和接 收装 置 间 固定距 离不 能 调节 、 配 专 电源 和数 据采集 装 置 ， 得 它 的 应用 和 移 动 安放 使 显得非常的不便 。而且传统光电门还存在一个弊 端—— 专 配 电源和数 据采集 装置 的生 产成本 相对 较高 ｌ 。为 此 ， 必要探 求一 种 既可 以任 意 调 节 ＿ 】 有 距离 又容 易移 动位 置 ， 能 省 去 这方 面成 本 的新 也 型光 电 门 。此 光 电 门直 接 与计 算 机 结 合 ， 通用 让 的 Ｕ Ｂ接 口作为低压 电源为其供 电， Ｓ 声卡作为数 据采集的装置 ， 使其通用性得到很大的提高。
光电 门， 必须 有发 光装 置 和接 收装 置 ， 虑到 考
１ 光 电 门的结 构
１ １ 传 统光 电门元 件原理 及组 成 ．
A3200A MP3音频解码芯片介绍
MP3 音讯解码芯片
产品介绍
演算 A3200A MP3 音讯解码芯片是针对可携式 MP3 播放器应用市场所研发的高集成度 特殊应用音讯处理芯片.演算提供的单一芯片解决方案可支持 MP3,WMA,WAV, AAC 及其它数字音讯格式,并应用在 USB 接口的相关产品. A3200A 解码芯片内建 USB 接口,可直接与电脑连结,以支持 MP3 音乐档案上传及下 载至电脑.在闪存应用中,已压缩的 MP3 语音信号数据流可透过电脑 USB 接口下载, 并且将档案储存到 PCB 上的闪存芯片中,或者直接储存至可插式多媒体卡(MMC/SD) 甚至其它内存装置.A3200A 解码芯片不需特殊应用线路,即可支持最高至 512MB 以 上的闪存.A3200A 除了支持闪存及可插式多媒体卡之外,尚提供 LED, LCD, LCM 显 示屏幕, 按键, 开关输入, 耳机, 麦克风, FM 收音…等应用功能, 透过数字模拟转换器 即可播放 CD 音质的音乐.
UP_AD[0] / GPIOA[0] UP_AD[1] UP_AD[2] UP_AD[3] UP_AD[4] UP_AD[5]
UP_AD[6] / GPIOA[6] UP_AD[7] / GPIOA[7] UPI_WR# / UPM_RW# / GPIOA[8] UPI_RD# / UPM_E / GPIOA[9] UPI_ALE / UPM_AS / GPIOA[10] UP_CS / GPIOA[11] UP_INT# / DSP_FL0 USB_VDD USB_DUSB_D+ USB_GND
DAC
C O N F ID E N T IA L F o r Y u b a n O n ly
2004 AT CHIP CORPORATION.
TI产品线命名规则及分类
TI产品线命名规则及分类
补充：
1、MSP430系列产品品种较多,先来了解下TI公司对MSP430的命名规则
2、TI产品命名规则
TI产品命名规则：SN54LS×××/HC/HCT/或SNJ54LS/HC/HCT中的后缀说明：
1、SN或SNJ表示TI品牌
2、SN军标，带N表示DIP封装，带J表示DIP（双列直插），带D表示表贴，带W表示宽体
3、SNJ军级，后面代尾缀F或/883表示已检验过的军级。
CD54LS×××/HC/HCT：
1、无后缀表示普军级
2、后缀带J或883表示军品级
CD4000/CD45××：
1、后缀带BCP或BE属军品
2、后缀带BF属普军级
3、后缀带BF3A或883属军品级
TL×××：
1、后缀CP普通级IP工业级后缀带D是表贴
2、后缀带MJB、MJG或带/883的为军品级
3、TLC表示普通电压TLV低功耗电压
TMS320系列归属DSP器件，MSP430F微处理器
BB产品命名规则：
前缀ADS模拟器件，后缀U表贴，P是DIP封装，带B表示工业级；前缀INA、XTR、PGA等表示高精度运放后缀U表贴，P 代表DIP，PA表示高精度。
电子课程设计报告 USB 声卡功放制作
电子课程设计报告USB声卡功放制作姓名：专业：班级：学号：指导教师：信息科学与工程学院电子信息系2013 年 7 月 2 日目录摘要 0前言 (1)1.研究背景 (1)2.研究意义 (2)3.论文章节安排 (2)第1章设计要求与方案介绍 (3)1.1设计要求 (3)1.2各类放大器特点介绍 (3)第2章硬件电路设计 (5)2.1原理分析 (6)2.2芯片简介 (9)第3章电路调试 (12)3.1调试地设备 (12)3.2 电路调试 (12)3.3测试总结 (13)结论 (14)参考文献 (15)附录 (15)摘要D类数字音频功率放大器是一种将输入模拟音频信号或PCM(Pulse Code Modulation,脉冲编码调制）数字信息变换成PWM(脉冲宽度调制)或PDM(脉冲密度调制)地脉冲信号，然后用PWM或PDM地脉冲信号去控制大功率开关器件通、断音频功率放大器，也称为开关放大器.近年来,随着MP3、PDA、手机、笔记本电脑、车载音响等便携式多媒体地普及, D类功放以效率高、体积小等优势,比传统地线性功放更受人们地青睐,具有十分重要地应用价值和市场前景. 本文在对传统地音频放大器进行分析地基础上,改进了电路结构,设计了一种基于D类功放地高效率、低失真、免输出滤波器地基于USB地数字音频放大器.USB电脑功放板内置USB数字音频解码，单一USB插头.驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。
采用地主要方法如下:将音频信号通过芯片CM102-A构成地电路进行前置放大，电容与CM102-A组和产生地三角波，并通过LM393进行将前置放大地正弦波与三角波进行比较处理，进行脉宽调制产生矩形波，并将矩形波传递到CD40106进行波形地整形及H桥进行地功率放大和保真，最后通过LC震荡电路驱动喇叭工作，实现音频地输出.关键字：放大器比较；D类功率放大；数字音频信号；前言1.研究背景随着现代电子技术地不断发展，集成电路被广泛应用于各类电子电路中.而近十几年来半导体技术地进步，使功率放大电路也得到了飞速地发展和应用.音频功率放大电路是原理上最为基本、应用上最为广泛地功率放大电路.目前大部分音响系统中地功放都是模拟类型，传统地模拟功放按放大器地工作状态可分为：A 类、B类、AB类等形式.A类、AB类功放是音响系统中最为常用地功放.传统类音频放大器地一个共同缺点是效率很低，A类音频放大器地理论效率是25%，实际效率大约为15-20%。
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基于TUSB3200A的USB声卡设计实现
【摘要】本文介绍了基于TI的USB音频流控制器TUSB3200A、立体声多媒体数字音频编解码器TLV320AIC23B和D类功放TPA2000D4的USB声卡的设计，文中介绍了以上主要芯片的使用，详细说明了该声卡工作原理和USB程序设计的流程。
该外置声卡在PC上使用时无需安装额外驱动，表现出很好的音质。
【关键词】USB;声卡;音频流控制器;编解码
引言
目前的计算机板载声卡多采用AC’97和HD技术规范，数字音频信号的处理由CPU完成，而A/D、D/A转换由Codec芯片完成。
这样做的好处是借助CPU 的高速处理能力替代专用DSP芯片，从而极大地降低声卡的成本。
但是因为机箱内有很强的电磁干扰，内置板载声卡的音质很难提高，信噪比不高，无法满足部分高端用户对高保真音频的需求。
在外置USB声卡中，音频信号以具有高抗干扰能力的数字信号的形式经由USB总线传送到声卡，避免了机箱内强电磁干扰，同时也没有了机箱狭窄空间的限制，使得设计人员可以设计更为复杂的模拟电路并采用更好的屏蔽设计，从而大幅度的提升音质。
1.主要芯片介绍
TUSB3200A是TI公司的一款USB音频流控制器，内置8052微控制器单元，支持USB 1.1规范和USB音频类规范，属于USB全速外围接口设备，内置USB 串行接口引擎（SIE），特别适合需要同步数据流传输的地方，比如数字扬声器、声卡。
编解码接口支持AC’97 1.X、AC’97 2.X、几种不同的I2S、苹果公司的Apple Intermediate Codec（AIC）等串行接口数据格式以及通用目的的数据格式。
DMA控制器可以管理四通道USB同步数据包。
内部集成I2C控制器，上电即读取外部程序存储器，也可以控制与其相连的支持I2C协议的设备。
可以工作于主、从两种模式。
本设计中TUSB3200A工作于主模式下。
TLV320AIC23B编解码器是一款高性能低功耗的立体多媒体数字声音频（Codec）芯片，内置耳机输出放大器，支持MIC和LINE IN两种输入方式，输入输出都具有可编程增益调节。
AIC23内部集成了模数转换（ADC）和数模转换（DAC）电路，信噪比分别达到90dB和100dB，可在8K～96K的频率范围内提供16/20/24/32位的采样。
音质纯正，保真度高，高音响亮，低音实净。
TPA2000D4是驱动达2W的BTL型的D类立体声音频放大器，并集成AB 类头戴式耳机的立体声放大器。
该放大器采用了TI的第二代调制技术，有很高的效率和信噪比，其输出可以直接用于驱动扬声器而无需传统方案中常用的LC 滤波器，非常适合笔记本应用或直接用USB供电的扬声器。
B声卡的硬件结构
USB声卡的原理框图如图1所示。
图1 USB声卡原理框图
系统由音频流控制器（STC）TUSB3200A、立体声多媒体数字音频编解码器（CODEC）TLV320AIC23B、D类功放（BTL）TPA2000D4和按键控制器MAX7349等硬件组成。
图2是TUSB3200A单元电路。
图3是TLV320AIC23B 单元电路。
图4是TPA2000D4单元电路。
图5是MAX7349按键控制单元电路。
图2 TUSB3200A单元电路
图3 TLV320AIC23B单元电路
图4 TPA2000D4单元电路
图5 MAX7349按键控制单元电路
3.工作原理
系统通过USB电缆连接到PC的USB插座，打开电源开关，系统首先复位（由Max6326保证完成），然后TUSB3200A运行内部的Bootloader程序从外部程序存储器EEPROM读取全部工作代码，运行代码，完成相应的初始化工作（包括立体声音频编解码器TLV320AIC23B、按键控制器MAX7349和TUSB3200A 的初始化），接着进入USB枚举阶段，完成PC设备的识别和主机驱动程序的安装。
USB声卡属于USB规范上定义的标准外围设备类别之一，微软的Windows 操作系统如Win2000、XP以及Vista等包含了该声卡所需的驱动程序，无需编写或下载额外的驱动。
从“控制面板”中选择“声音和音频设备”，在“音频”选项中将“声音播放”的“默认设备”选择为USB声卡设备，则播放器的输出将定向到外接USB声卡，可以利用它享受自己喜爱的音乐。
在主机端播放音频文件时，应用软件（暴风影音、千千静听）或驱动程序把各类音频信号转换为统一的格式，如PCM等格式的数据流，通过主机的USB接口到达TUSB3200A的同步输出端点。
DMA控制器负责将数据以I2S格式传输给立体声多媒体数字编解码器TLV320AIC23B。
I2S是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准。
TLV320AIC23B实现数字音频信号到模拟音频信号的转换，模拟信号经过BTL型集成功放驱动，带动负载扬声器或者耳机。
同时TLV320AIC23B可以将模拟信号（麦克风或者Line In）转换为数字信号传给TUSB3200A，TUSB3200A将数据通过同步输入端点传给PC，实现录音功能。
扬声器或者耳机的静音，音量增加，音量减小可以方便的通过外部按键控制，主要由MAX7349键盘控制芯片管理这些按键。
如果有按键按下，MAX7349中断TUSB3200A，TUSB3200A读取按键，通过HID报告传给PC进行相应的控制。
4.主程序设计
主程序主要负责系统的初始化，包括Codec初始化、设备记录初始化，与USB相关的设置初始化以及使能USB和进行人机控制（如图6所示）。
USB的原始数据的解析主要由内置串行接口引擎（SIE）完成。
而软件对SIE产生的USB 中断做出响应，完成相应的处理。
这些中断包括输出端点0中断、输入端点0中断、输入端点3中断、USB设置事物中断、USB复位中断、USB挂起中断、USB恢复中断、外部中断及帧起始中断。
最终整个系统的模型如图7所示。