Аудиопроцессор на TDA8425 c микроконтроллерным управлением на PIC16F876A

Автор: Максим Наумчук aka VHEMaster, vhemaster@mail.ru
Опубликовано 06.11.2013
Создано при помощи КотоРед.
Участник Конкурса "Поздравь Кота по-человечески 2013!"

Доброго вам времени суток! Несмотря на то, что на этом сайте есть несколько схем темброблоков, я решил создать собственный проект дабы удовлетворить наши общие потребности.

Целью данного проекта было:
- Поддержка LCD индикатора 16x2 на контроллере HD44780
- Управление с помощью матрицы кнопок 3х3
- Управление пультом дистанционного управления, который работает по протоколу RC-5 от Philips
- Отдельный линейный вход и вход на приёмник, MP3 плеер или прочее
- Управление питанием внешних устройств
- Мультиязычность
- Управление энодером PEC16, PEC12 или аналогичными по цоколёвке
- Два модуля на одной плате
- Таймер обратного отсчёта для перехода в режим Stand-By
- Автосохранение настроек при отключении питания

Огромная просьба. Прочитать эту статью до конца, чтобы не было глупых вопросов на форуме.

В итоге мы получили темброблок собранный на аудиопроцессоре фирмы Philips TDA8425 и микроконтроллере фирмы Microchip Technology PIC16F876A
Эти микросхемы выглядят вот так

Несмотря на то, что микросхема TDA8425 была разработана в октябре 1988 года, она пользуется огромной популярностью среди радиолюбителей по всему миру уже более десяти лет.
Она представляет собой полноценный аудиопроцессор, который управляется по цифровой шине I2C (Ай-Ту-Си, SDA - данные, SCL - синхронизация), имеет два стерео входа, которые переключаются между собой с помощью внешнего контроллера. Диапазон регулировки тембра ВЧ от -12 до +12 ДБ, тембра НЧ от -12 до +15 ДБ (шаг 3 ДБ), громкости от -64 до +6, шаг 2Дб.
Микросхема TDA8425 может работать в четырех режимах: стерео, псевдо стерео, расширенный или пространственный, и моно. В "стерео" режиме темброблок работает как все "нормальные" стерео микросхемы. В "псевдо" режиме на левом канале включается небольшая задержка, которая заметно украшает звук. В режиме "расширенное стерео" 50% сигнала из одного канала подмешивается с другим, что даёт незначительное расширение стереобазы и слегка украшает звук. Две выше описанные функции очень полезны даже в монофоническом воспроизведении. В режиме "моно" сигнал из обоих каналов смешивается внутренними резисторами.

Давайте взглянем на схему обвязки аудиопроцессора

Схема типовая, взята из даташита. Единственное, что было заменено, это входные и выходные конденсаторы.

Посмотрим на принципиальную схему обвязки микроконтроллера

Как видно по схеме, на матрице есть 3 кнопки, которые обозначены как Res*. Это зарезервированные кнопки, функции которых вы можете изменить.
Многих новичков может удивить деталь, которая обозначена как Z1 - 8МГц. Это, друзья мои, кварцевый резонатор на восемь мегагерц, задающий частоту тактового генератора микроконтроллера.
Не исключено, что деталь, которая обозначается как PEC12/PEC16, также может смутить новичков. Это механический энкодер.
Он выглядит вот так

Ниже рисунок печатной платы

Не знаю почему, но вопреки типовой схеме я поставил параллельно выходу аудиопроцессора резисторы по 10 килоом.
Так-же вас может смутить то, что в этой схеме применены SMD резисторы, которые, как может показаться, трудны в пайке.

Фотография сделана на листке из школьной тетради. Поверьте мне. Паять эти детали не так ушь и трудно. На канале easyelectronics на YouTube есть не один видео урок, как это делать. Это была не реклама, а рекомендации новичкам.
Я без труда паяю SMD вот таким паяльником

Паяльник 25 ватт, 220 вольт

Печатную плату можно изготовить с помощью маркера или методом ЛУТ (Лазерно-утюжная технология)
Сначала распаиваем SMD компоненты таким образом: наносим флюс на дорожки, подносим пинцетом компонент, про их маркировку объясню ниже. Далее берём немного припоя на паяльник, и спаиваем компонент.
Маркировка SMD резисторов и керамических конденсаторов
Маркировка 474 соответствует 470000, т.е. 474=47*10^4
10 покофарад это маркировка 100. 10 нанофарат т.е. 10,000 пикофарад это маркировка 103 т.е. 10*10^3
С резисторами аналогично. 153 = 15000 ом или 15 килоом, Т.е. 15*10^3
После распайки SMD компонентов паяем перемычки, затем резисторы, конденсаторы, панельки для микросхем, клеммы для проводов, штыревые разъёмы (при желании) и после смывки всего флюса ацетоном, распаиваем кварцевый резонатор.
У меня получилось нечто вроде этого

Настройка и диагностика

Для программирования микроконтроллера PIC16F876A я использовал программатор ExtraCheap, схема которого ниже

Но так-же можно использовать PicKit2, USB-GTP и Extra-PIC, статьи которых есть на сайте RadioKOT. Программа WinPic800 3.55G
После программирования микроконтроллера вставляем его в панельку или припаиваем сразу к плате. Кому как удобнее.
Ставим подстроечный резистор R4 в среднее положение, подключаем все шлейфы, подаём стабилизированное питание +12 вольт. Сразу после подачи питания подсветка на индикаторе должна затухнуть, и чуть менее чем пол секунды вы сможете наблюдать вот такую картину

после чего индикатор очистится, и микроконтроллер будет ожидать команд пользователя. Он будет ждать команды включения. Включаем его пультом или кнопками и индикатор должен "засветиться."

Если индикатор сразу после включения питания загорится, но не затухнет и первая строчка ЖК индикатора не будет чистой (будет как-бы залитой), то могут быть следующие причины:
- Отсутствует питание на контроллере.
- Если первая строчка ЖК будет чистой (полупрозрачной), то возможна неисправность стабилизатора 78L05 или неправильная распайка шлейфа или проводов.
- Не "завёлся" тактовый генератор. Попробуйте быстро закоротить один из выводов кварца на выход стабилизатора 78L05. Мне помогало.

Если всё загрузилось, после нажатия кнопки Stand-By крутите резистор R4 до тех пор, пока текст на LCD индикаторе не перестанет "плавно изменяться" при переключении пунктов регулировки. Это особо заметно, если смотреть на индикатор сверху. После вы должны наблюдать такую картину

Если всё прошло гладко, подключите к входу аудиопроцессора плеер, линейный выход компьютера, или другой источник сигнала. К выходу подключите активные колонки, или усилитель. Включите музыку, в колонках должна быть слышна музыка.

В начале статьи было упомянуто об управлении питанием внешних устройств. Для новичков эта задача ухх, как не простая. Но попросив меня изменить прошивку на ваш вкус я с радостью помогу!

А теперь поговорим о мультиязычности. Для смены языка потребуется или пульт ДУ, или редактирование прошивки. Но, как было сказано выше, вы можете попросить меня сделать так, что-бы перейти в меню изменения языка можно было и с помощью кнопок.
Что-бы перейти в меню смены языка интерфейса с помощью пульта необходимо нажать на кнопку списка каналов. Обычно голубого цвета.

Ну, и в доказательство, что это всё работает, дам вам видео

В нём описаны подробности дополнительных функций а так-же демонстрация работы.

Хочу сказать огромное спасибо Александру Ханжову, "котопсу" и "kelevra" за то, что предварительно протестировали мой проект и оценили его. Ниже скриншот двух сообщений с форума, отправленных за долго до публикации статьи.

Ниже фотография от пользователя "котопёс"
(ползунок отличается т.к. "котопёс" использовал одну из не полностью доработанных прошивок)

Ещё одна фотография от Александра Ханжова
(была использована нестандартная прошивка)

Данный проект и изменённый вами код можно оценить в проекте Протеуса. Для корректного отображения кириллицы необходимо заменить файл библиотеки LCDALPHA.DLL в папке MODELS. Необходимо отметить, что LCD 16x2 в Протеусе не совсем корректно работает. В реальной жизни немного по-другому.

Повторюсь. Если вы хотите изменить прошивку, то пишите на мой e-mail vhemaster@mail.ru и я с радостью помогу! Я использовал Hi-Tech C Compiler PRO 9.65.

Файлы:
Даташит на TDA8425
Прошивка + плата в формате Sprint Layout 5.0
Проект протеуса + LCDALPHA.DLL
Исходник + проект в MPLAB IDE

Все вопросы в Форум.