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本帖最后由 ace919 于 2014-7-21 21:34 编辑
NXP TEF6721+SAF7730 DSP车机及主板的DIY控制
一. 前言
首先声明本DIY是与网友dxhdtv共同完成的,dxhdtv在DIY策划,资料收集,设备材料选购,软硬件测试,车机电路改造等各方面做出了全面贡献,但帖子只能由一人发。
严重感谢波兰的Konrad Kosmatka公开了用于控制Sony XDR-F1HD收音头的源代码XDR-I2C及XDR-GTK。
1. 这是什么?
简单地说,是让采用NXP TEF6721射频前端芯片 + NXP SAF7730/324 DSP芯片的车机上的CPU失去对车机主板的控制权,而让自己的单片机控制车机的收音部分,包括射频前端TEF6721及SAF7730/324 DSP。
2. 有什么优点?
一旦自己的单片机掌握了车机的控制权,就可以随心所欲地修改控制软件,并发挥TEF6721+SAF7730芯片的潜力。
本DIY之前,被改造的车机收音部分只支持FM及MW,DSP滤波器带宽只有自适应(根据接收信号情况自动选择滤波器带宽),FM不支持RDS,FM调谐步长为固定50K。
DIY后,频率范围及调谐步长为:
0.001-1.71M(0.001-2.1M), 1K步长
5.29-14.12M(2.1-19.3M), 1K步长
87.5-113.4M(19.3-64M及87.5-117.3M), 5K步长
64-87.5M(64-87.5M), 3.333K步长
149.2-237.5M(117.3-289.3M), 25K或10K步长
上面括号以外的频率范围,是TEF6721芯片datasheet所保证的覆盖范围。括号内的是本控制软件能覆盖的范围(0.001-289.3M全覆盖),具体能达到多大频率范围,要看高频头内VCO频率的可控范围。
解调方式FM/AM与频率之间是独立的。
AM时,滤波器带宽可选1.1, 1.9, 2.2, 2.5, 2.9, 3.4, ... 38.6K共29个带宽。
FM时,可自适应,也可在9, 15, 17, 20, 24, 27, 32, 36, ... 309K共29个带宽中选择。
在FM信号拥挤的地区,可选择滤波器带宽及5K调谐步长,再加上6721良好的IP3性能,是FM DX的利器,当然天线始终是基础。
支持FM RDS显示。
FM去加重时间常数可选:50us,75us,无。我国标准是50us,不过接收弱台时选75us,可压制沙沙响的高音频噪声。
支持4路天线根据频率自动切换。
配合天线旋转器,可扫描当前频率的360度方向图。
FM波段天线输入回路N点统调,典型地,N在10左右。
整个FM波段的频谱扫描,图形显示,哪里有台,信号强度高低一目了然,鼠标点击或鼠标移动选台。
通过网络控制远方与电脑连接的车机频率与音量等。
被控制的车机,既可以仅仅是车机主板,也可以是经过改造的完整车机(改造后不用动烙铁,只拔插电缆插头及短路子,就可在独立完整车机功能与被控制状态之间快速转换)。
3. 一些可能的用途
扩展车机频率到LW、SW、VHF TV伴音、航空波段、校园广播FM。
利用白菜价的车机,仅使用车机主板,去除前面板,自己DIY收音机。因为甩掉了前面板,可以DIY的不露车机痕迹。
FM DX。
电脑控制车机,按编好的程序,定时播放,定时录音。
对爱好者来说,是个捣鼓NXP DSP车机的好平台。
4. 失去了什么?
单片机控制车机时,CD功能无效。
二. 总体结构
结构上采用电脑通过RS-232串口(Seeeduino单片机板上自带USB转串口)控制单片机,单片机通过I2C总线、复位、RDS线控制车机。
三. NXP TEF6721+SAF7730 DSP车机及改造
采用NXP TEF6721 + SAF7730/324 DSP芯片的车机包括大连松下产的新锐志,汉兰达等车机。
注意这些车机主板右下角有“YEAP3167A”字样,主板上DSP型号为SAF7730/324(尾号324也很重要,否则可能在功能上与软件不兼容)。不同车型,不同时期的车,所配的车机可能主板及芯片并不一样,本DIY采用的汉兰达前面板右下角有528AC字样,新锐志前面板右下角有52873字样(注意52872的锐志不是NXP芯片方案)。
功放芯片TA8281HQ的22脚需加焊一个1K的电阻到VDD 3.3V(这个电压在PCB背面的R860上有),如上图,以解决车机CPU找不到DSP芯片时,自动Mute声音的问题。
1. DIY完整的车机
如图,需要断开车机CPU到SAF7730的RESETN/SCL/SDA。
为了在Seeeduino还是车机CPU控制SAF7730/TEF6721之间,快速转换,可在车机外壳上加一IDC10扁平电缆插座,其管脚定义为:
Pin1:RST,接SAF7730的RESETN(Pin 49)
Pin2:RST_CC,接车机CPU(Pin 59)原来输出到SAF7730的RST-DSP(焊下R431后靠近车机CPU端的焊盘)
Pin3:SCL,接SAF7730的SCL(Pin 28)
Pin4:SCL_CC,接车机CPU(Pin 44)原来输出到SAF7730的SCLK_DSP(焊下R422后靠近车机CPU端的焊盘)
Pin5:GND
Pin6:保留
Pin7:SDA,接SAF7730的SDA(Pin 29)
Pin8:SDA_CC,接车机CPU(Pin 43)原来连接到SAF7730的SDA_DSP(焊下R423后靠近车机CPU端的焊盘)
Pin9:RDS,接SAF7730的RDS_DATA1(Pin 57)。若本地FM台均无RDS,可不接此线
Pin10:保留
通过拔插电缆及3个短路子(短接RST/RST_CC,SCL/SCL_CC,SDA/SDA_CC),可在Seeeduino还是车机CPU控制SAF7730/TEF6721之间,快速转换。
已焊接好10线扁平电缆的车机主板:
把10芯扁平电缆引到车机之外的方法:
在Seeeduino控制车机时,上电后需要按一下面板上的PWR按键,以便给高频头供电。
2.DIY车机主板(无前面板)
如图断开车机CPU到SAF7730的RESETN/SCL/SDA。连接GND/RESETN/SCL/SDA/RDS到Seeeduino相应的管脚。若本地FM台均无RDS,可不接RDS线。
另外需要短路主板上三极管Q741的C、E二脚,以便给高频头供电。
四. Seeeduino
Seeeduino是一种Arduino板。而Arduino是一个开放源代码的单片机板及配套的软件开发系统,使用Atmel AVR单片机,基于开放源代码的软硬件平台。
本DIY使用Seeeduino V3.0板。上电之前,请将Seeeduino V3.0板上的Vcc开关拨到3.3V位置,M_RST/AUTO开关拨到AUTO。
Arduino的软件开发环境为Arduino IDE。Seeeduino在Arduino开发环境中选Tools->Board为“Arduino Duemilanove w/ ATmega328”。另外要选择正确的串口号Serial Port。
Seeeduino V3.0与车机的连接如下图:
注意I2C总线上SCL/SDA需要有4K7左右的上拉电阻到3.3V。若车机主板的I2C上拉电阻被断开,可在Seeeduino主板上添加2个上拉电阻。
为了方便连接,用洞洞板做了个把10线扁平电缆插头转到Seeeduino相应管脚的适配板,但这不是必需的:
五. tcr3167_i2c
tcr3167_i2c改写自xdr_i2c,下载解压缩,文件夹名称为tcr3167_i2c。
启动Arduino IDE,打开(Open)tcr3167_i2c的主源码文件tcr3167_i2c.ino,IDE会打开一个新窗口,在新窗口中点击上载按钮Upload,然后等待(可能需要十几秒)下面出现Upload done字样即可。
Upload成功后,可退出Arduino IDE。若不修改源代码,以后无需再次启动Arduino IDE。
tcr3167_i2c可执行码写入Seeeduino板上ATmega328单片机的Flash内。
注意Upload前,要在Arduino IDE中事先选择板子(Board)型号:“Arduino Duemilanove w/ ATmega328”,及串口(Serial Port)号。
六. xdr-gtk
下载后面的XDR-GTK Windows 运行文件,解压缩,双击xdr-gtk.exe运行,点击Menu->Connect,然后选择Seeeduino板的串口号,点OK连接Seeeduino。
频率调谐既可在编辑框直接输入,也可点击步长按钮,右击步长按钮,在步长按钮处转动鼠标滚轮,F1-F12快捷键等。有关xdr-gtk的功能就不一一列举了。
xdr-gtk本来是用于6730 + 7730/322收音头的,与采用6721 + 7730/324的车机功能上略有差别。其中IF +6dB在6721中不支持。
切换到AUX输入的方式:选择Ant D,即进入AUX方式。退出时点击左上角的FM/AM即可。
七. 测试截图
以下测试时,天线为几十cm软拖线,车机采用12V 4-5A左右的开关电源,未修改原车机的6721高频头内电路。
FM 96.5M,滤波器为自适应:
效果相当不错,实际上就是与原车机一样。
96.5M,滤波器带宽36K。立体声标志熄灭:
dxhdtv在珠三角,测试了FM DX时,存在本地强台邻频干扰的情况,包括相差0.1M的邻频干扰,效果相当不错。这是NXP芯片本来就有,但车机软件未开启的功能,我们重新打开而已。
FM 100M,带RDS显示:
测试截图由dxhdtv进行。
MW 1251K:
MW效果一般,原车机的AM效果就一般。
SW 11915K:
短波最高曾收到过13.xxx的短波电台。SW灵敏度一般,当然此车机原本没有短波,天线输入回路设计时,不会考虑到短波波段。
TV伴音64.25M:
开路电视2频道,效果相当不错。
TV伴音174.75M:
开路电视6频道,效果相当不错。
航空波段128.35M:
接收效果比手头对比的ICOM IC-R7000及Radio Shack Pro-405差一些,主要是背景噪声较大。当然此车机天线输入回路设计时,不会考虑到要接收航空波段。
AUX输入:
车机原本就带的功能。
FM波段频谱扫描,滤波器带宽选择到最窄的9K:
扫描完成后,可在图上点击或移动鼠标选台,直观好用的东东。
天线360度方向图:
需配合360度电动旋转天线进行,高大上的东东。
天线输入回路调整:
目前的软件版本不会存储记忆,改变频率或关闭重启后,恢复源代码中的设定值。
汉兰达在Seeeduino控制下工作:
八. 下载
本DIY(Arduino C 语言源码):
tcr3167_i2c V0.0.1 build 11
tcr3167_i2c V0.0.1 build 11.rar
(28.01 KB, 下载次数: 1122)
Arduino IDE 1.0.5 Windows版(编译上载本DIY到Seeeduino板所需环境):
安装版 http://arduino.googlecode.com/files/arduino-1.0.5-r2-windows.exe
绿色版 http://arduino.googlecode.com/files/arduino-1.0.5-r2-windows.zip
XDR-GTK Windows 运行文件(与本DIY配合的PC端前端控制软件):
http://konrad.fmdx.pl/xdr/xdr-gtk-latest.zip
九. 相关资料
DSP收音机的内部(本DIY成功前的一部分DIY过程,第129楼有dxhdtv录制的2个视频的链接) http://www.crystalradio.cn/thread-547389-1-2.html
XDR-I2C主页 http://mdx.pl/xdr-i2c/
XDR-GTK主页 http://fmdx.pl/xdr-gtk/
Seeeduino 主控板 http://www.seeedstudio.com/wiki/ ... B%E6%8E%A7%E6%9D%BF
CQ-ET0882AZ(与锐志/汉兰达采用类似的主板)车机维修手册 http://elektrotanya.com/panasoni ... m.pdf/download.html
经过改进的锐志车机(三代车机)竟然能收到90多个FM台。 http://www.crystalradio.cn/thread-332346-1-1.html
把玩丰田锐志车机 http://www.crystalradio.cn/thread-279039-1-1.html
丰田汉兰达松下汽车CD音响拆解 http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=506092
用上了第二,第三代车机的FM收音,自己不再搞FMDIY了。 http://www.crystalradio.cn/thread-329906-1-1.html
采用恩智浦SAF7741+TEF6730方案的车机有哪些? http://www.crystalradio.cn/thread-396700-1-1.html
Sony XDR-F1HD http://ham-radio.com/k6sti/xdr-f1hd.htm
补充内容 (2014-7-28 22:06):
更正:XDR-I2C主页应为 http://fmdx.pl/xdr-i2c/
补充内容 (2014-8-17 08:09):
84楼增加2张改造连线示意图,及原版xdr-i2c 2014-02-20版本的本地下载
补充内容 (2014-8-22 20:20):
本帖的姊妹贴发布: 自己控制奔驰威霆车机 频率覆盖0-280MHz http://www.crystalradio.cn/thread-590585-1-1.html
补充内容 (2014-9-17 20:02):
前面“八. 下载”中,其中链接XDR-GTK Windows运行文件是最新版,目前最新版为V0.3,但修改了音量的数值定义,与tcr3167_i2c V0.0.1 build 11并不完全兼容。改为下载此版本:
http://konrad.fmdx.pl/xdr/xdr-gtk-0...
补充内容 (2014-9-17 20:04):
改为下载此版本:
http://konrad.fmdx.pl/xdr/xdr-gtk-0.2.3.zip
前面链接被自动截断了
补充内容 (2014-10-3 11:10):
本帖的姊妹贴发布:自己控制车机三部曲之三:智跑、K5、索纳塔8、名图
http://www.crystalradio.cn/thread-606905-1-1.html
补充内容 (2014-10-10 09:45):
本DIY是面向车机家用改装的,特别是FM DX爱好者,限室内使用。明确说明不能安装到实际汽车上使用。
补充内容 (2014-10-16 14:16):
不用电脑,Arduino单片机直接控制车机的升级版发布:
三个系列,九个机型的车机增强接收性能及扩频
http://www.crystalradio.cn/thread-612257-1-1.html |
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