如何使用PT2258構(gòu)建數(shù)字音量控制器

電位器是一種機(jī)械裝置，使用它可以根據(jù)所需值設(shè)置電阻，從而改變通過它的電流。電位器有很多應(yīng)用，但大多數(shù)情況下電位器用作音頻放大器的音量控制器。

電位器不控制信號(hào)的增益，但它形成了一個(gè)分壓器，這就是輸入信號(hào)衰減的原因。因此，在這個(gè)項(xiàng)目中，我將向您展示如何使用 IC PT2258 構(gòu)建您的數(shù)字音量控制器，并將其與 Arduino 接口以控制放大器電路的音量。

集成電路PT2258

正如我之前提到的，PT2258 是一款用作 6通道電子音量控制器的 IC，該 IC 采用專為多通道音頻-視頻應(yīng)用而設(shè)計(jì)的 CMOS 技術(shù)。

該 IC 提供 I2C 控制接口，衰減范圍為 0 至 -79dB，1dB/步長，采用 20 引腳 DIP 或 SOP 封裝。

一些基本功能包括，

6 個(gè)輸入和輸出通道（適用于 5.1 家庭音頻系統(tǒng)）

可選 I2C 地址（用于菊花鏈應(yīng)用）

高通道分離（用于低噪聲應(yīng)用）

信噪比 》 100dB

工作電壓為 5 至 9V

PT2258 IC 工作原理

該 IC 通過 SCL 和 SDA 線從微控制器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。SDA 和 SCL 構(gòu)成總線接口。這些線必須通過兩個(gè) 4.7K 電阻拉高，以確保穩(wěn)定運(yùn)行。

在我們進(jìn)入實(shí)際的硬件操作之前，這里是IC的詳細(xì)功能描述。如果你不想知道這一切，你可以跳過這部分，因?yàn)樗械墓δ懿糠侄加?Arduino 庫管理。

數(shù)據(jù)驗(yàn)證

當(dāng) SCL 信號(hào)為 HIGH 時(shí)，SDA 線上的數(shù)據(jù)被認(rèn)為是穩(wěn)定的。

SDA 線的 HIGH 和 LOW 狀態(tài)僅在 SCL 為 LOW 時(shí)改變。

啟動(dòng)和停止條件

啟動(dòng)條件被激活時(shí)

SCL 設(shè)置為 HIGH 和

SDA 從 HIGH 狀態(tài)變?yōu)?LOW 狀態(tài)。

停止條件被激活時(shí)

SCL 設(shè)置為 HIGH 和

SDA 從低狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦郀顟B(tài)

筆記！此信息對(duì)于調(diào)試信號(hào)非常有用。

數(shù)據(jù)格式

傳輸?shù)?SDA 線的每個(gè)字節(jié)由 8 位組成，形成一個(gè)字節(jié)。每個(gè)字節(jié)后面必須跟一個(gè)確認(rèn)位。

致謝

確認(rèn)確保穩(wěn)定和正確的操作。在確認(rèn)時(shí)鐘脈沖期間，微控制器將 SDA 引腳拉高，此時(shí)外圍設(shè)備（音頻處理器）將 SDA 線拉低（低）。

外圍設(shè)備（PT2258）現(xiàn)在被尋址，它必須在接收到一個(gè)字節(jié)后產(chǎn)生一個(gè)確認(rèn)，否則，SDA 線將在第九（9）個(gè)時(shí)鐘脈沖期間保持高電平。如果發(fā)生這種情況，主發(fā)送器將生成 STOP 信息以中止傳輸。

這消除了有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋匾浴?/p>

地址選擇

該 IC 的 I2C 地址取決于 CODE1 （Pin No.17） 和 CODE2 （Pin No.4） 的狀態(tài)。

邏輯高 = 1

邏輯低 = 0

接口協(xié)議

接口協(xié)議由以下部分組成：

一個(gè)起始位

一個(gè)芯片地址字節(jié)

ACK=確認(rèn)位

一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)

停止位

IC上電后，需要等待至少200ms才能傳輸?shù)谝粋€(gè)數(shù)據(jù)位，否則可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸失敗。

延遲之后，首先要做的是通過 I2C 線發(fā)送“0XC0”來清除寄存器，這樣可以確保正常運(yùn)行。

上述步驟清空了整個(gè)寄存器，現(xiàn)在我們需要給寄存器設(shè)置一個(gè)值，否則，寄存器存儲(chǔ)垃圾值，我們得到一個(gè)雀斑的輸出。

為保證音量調(diào)節(jié)合適，需要依次發(fā)送 10dB 的倍數(shù)和 1dB 的代碼到衰減器，否則 IC 會(huì)出現(xiàn)異常。下圖更清楚地說明了這一點(diǎn)。

以上兩種方法都可以正常工作。

為確保正常運(yùn)行，請(qǐng)確保 I2C 數(shù)據(jù)傳輸速度不超過 100KHz。

這就是您可以向 IC 傳輸一個(gè)字節(jié)并衰減輸入信號(hào)的方式。上面的部分是學(xué)習(xí) IC 的功能，但正如我之前所說，我們將使用 Arduino 庫與管理所有硬代碼的 IC 進(jìn)行通信，我們只需要進(jìn)行一些函數(shù)調(diào)用。

原理圖

上圖顯示了基于 PT2258 的音量控制電路的測試原理圖。它取自數(shù)據(jù)表并根據(jù)需要進(jìn)行修改。

為了演示，電路是在上面顯示的示意圖的幫助下在無焊面包板上構(gòu)建的。

所需組件

PT2258 集成電路 – 1

Arduino Nano 控制器 – 1

通用面包板 - 1

螺絲端子 5mm x 3 – 1

按鈕 – 1

4.7K 電阻，5% - 2

150K 電阻，5% - 4

10k 電阻，5% - 2

10uF 電容 – 6

0.1uF 電容 – 1

跳線 - 10

Arduino代碼

#include

#include 
#include 

接下來，使用您喜歡的文本編輯器打開PT2258.cpp文件，我使用的是 Notepad++。

可以看到wire庫的“w”是小寫字母，與最新的Arduino版本不兼容，需要換成大寫的“W”，就這樣。

可在本節(jié)末尾找到 PT2258 音量控制器的完整代碼。這里解釋了程序的重要部分。

我們通過包含所有必需的庫文件來開始代碼。Wire 庫用于在 Arduino 和 PT2258 之間進(jìn)行通信。PT2258 庫包含所有關(guān)鍵的 I2C 時(shí)序信息和確認(rèn)。ezButton庫用于與按鈕交互。

不要使用下面的代碼圖像，而是從代碼文件中復(fù)制所有代碼實(shí)例，并像我們以前在其他項(xiàng)目中那樣將它們格式化

#include 
#include 
#include 

接下來，為兩個(gè)按鈕和 PT2258 庫本身制作對(duì)象。

PT2258 PT2258；
ezButton button_1(2);
ezButton button_2(4);

接下來，定義音量級(jí)別。這是該 IC 啟動(dòng)時(shí)的默認(rèn)音量級(jí)別。

國際體積 = 40；

接下來，啟動(dòng) UART，并設(shè)置 I2C 總線的時(shí)鐘頻率。

序列號(hào).開始（9600）；
Wire.setClock(100000);

設(shè)置I2C時(shí)鐘非常重要，否則IC將無法工作，因?yàn)樵揑C支持的最大時(shí)鐘頻率為100KHz。

接下來，我們使用if else語句做一些整理工作，以確保 IC 與 I2C 總線正確通信。

如果 (!pt2258.init())
 Serial.printIn("PT2258 啟動(dòng)成功");
別的
 Serial.printIn(“啟動(dòng) PT2258 失敗”);

接下來，我們設(shè)置按鈕的去抖動(dòng)延遲。

Button_1.setDebounceTime(50);
Button_2.setDebounceTime(50);

最后，通過設(shè)置默認(rèn)通道音量和引腳號(hào)來啟動(dòng) PT2258 IC。

/* 使用默認(rèn)音量和 Pin 啟動(dòng) PT*/
Pt2258.setChannelVolume(音量,4);
Pt2258.setChannelVolume(音量,5);

這標(biāo)志著Void Setup()部分的結(jié)束。

在循環(huán)部分，我們需要從按鈕類中調(diào)用循環(huán)函數(shù)；這是圖書館的規(guī)范。

Button_1.loop(); //庫規(guī)范
Button_2.loop(); //庫規(guī)范

下面的if部分是為了降低音量。

/* 如果條件為真，則按下按鈕 1 */
如果 (button_1.ispressed())
{
   音量++；// 增加音量計(jì)數(shù)器。
   // 這個(gè) if 語句確保交易量不超過 79
   如果（音量 >= 79）
   {
   體積 = 79；
   }
   Serial.print(“卷：”); // 打印音量級(jí)別
   Serial.printIn(volume);
   /* 設(shè)置通道 4 的音量
   在 PT2558 IC 的 PIN 9 中
  */
  Pt2558.setChannelVolume(音量,4);
  /* 設(shè)置通道 5 的音量
  PT2558 IC的PIN 10是哪個(gè)
  */
  Pt2558.setChannelVolume(音量,5);
}

下面的if部分是為了增加音量。

// 按鈕 2 也是如此
如果 (button_2.isPressed())
{
體積 - ;
// 這個(gè) if 語句確保音量不低于零。
如果（音量 <= 0）
音量 = 0;
Serial.print(“卷：”);
Serial.printIn(volume);
Pt2258.setChannelVolume(音量,4);
Pt2558.setChannelVolume(音量,5);
}

測試數(shù)字音頻音量控制電路

為了測試電路，使用了以下設(shè)備

具有 13-0-13 分接頭的變壓器

2 4Ω 20W 揚(yáng)聲器作為負(fù)載。

音源（電話）

我弄亂了機(jī)械電位器，并用兩條小跨接電纜短接了兩條引線?，F(xiàn)在，借助兩個(gè)按鈕，可以控制放大器的音量。
#include
#include
#include
PT2258 PT2258；// PT2258 對(duì)象
ezButton button_1(2); //Button_1 對(duì)象
ezButton button_2(4); //Button_2 對(duì)象
整數(shù)體積 = 40；// 默認(rèn)音量/起始音量
無效設(shè)置（）{
序列號(hào).開始（9600）；//UART開始
Wire.setClock(100000); // 將 I2C 時(shí)鐘設(shè)置為 100KHz
/* 檢查 MCU 是否可以與 PT 通話 */
如果（！pt2258.init（））
Serial.println("PT2258 啟動(dòng)成功");
別的
Serial.println("啟動(dòng) PT2258 失敗");
/* 設(shè)置按鈕去抖動(dòng)延遲*/
button_1.setDebounceTime(50);
button_2.setDebounceTime(50);
/* 使用默認(rèn)音量和 Pin 啟動(dòng) PT*/
pt2258.setChannelVolume(音量, 4);
pt2258.setChannelVolume(音量, 5);
}
無效循環(huán)（）{
button_1.loop(); //庫規(guī)范
button_2.loop(); //庫規(guī)范
/* 如果條件為真，則按下按鈕 1*/
if (button_1.isPressed())
{
音量++；// 增加音量計(jì)數(shù)器。
// 這個(gè) if 語句確保交易量不超過 79
如果（音量 >= 79）
{
體積 = 79;
}
Serial.print("音量："); // 打印音量級(jí)別
Serial.println(卷);
/*設(shè)置通道4的音量
在 PT2258 IC 的 PIN 9 中
*/
pt2258.setChannelVolume(音量, 4);
/*設(shè)置通道5的音量
PT2258 IC的10腳是哪個(gè)
*/
pt2258.setChannelVolume(音量, 5);
}
//按鈕2也是如此
如果 (button_2.isPressed())
{
體積 - ;
// 這個(gè) if 語句確保音量不低于零。
如果（音量 <= 0）
體積 = 0;
Serial.print("音量：");
Serial.println(卷);
pt2258.setChannelVolume(音量, 4);
pt2258.setChannelVolume(音量, 5);
}
}