车载蓝牙多媒体网关的设计与实现

　　蓝牙技术应用 10 年有余，其车载应用愈加广泛，主要包括免提通话、电话簿自动下载和流媒体音乐播放 3个方面。不仅方便了用户接打电话，保证行车安全，而且丰富了用户的娱乐体验。采用 Freescale 的 32 bit 嵌入式 处 理 器 MCF5251 和 CSR 公 司 的 蓝 牙 单 芯 片 BC5(BlueCore5-MultiMedia)，设计了一款整合车载免提和流媒体音乐播放的蓝牙多媒体网关，并从硬件和软件两个方面详细介绍了开发中的关键技术。

　　1 硬件开发

　　多媒体网关采用双处理器结构，包括音频子系统、RF 子系统、人机接口和 CAN 通信 4 个部分，硬件结构框图如图 1 所示。BC5 内部集成了 RF 接口和音频输入输出接口，实现蓝牙 RF 通信和音频输入输出系统，MCF5251实现按键矩阵的检测和对 OLED 液晶屏的控制以及 CAN通信，BC5 和 MCF5251 之间通过 UART 进行通信。

　　1.1 芯片特性

　　BC5 是一款蓝牙单芯片，在 8 mm × 8 mm × 1.2 mm、0.5 mm 间距的 169 pin BGA 封装内集成了蓝牙系统的射频和基带控制、16 bit RISC 结构的 MCU 和性能高达 64MIPS 的 Kalimba DSP[1]。其特点如下：

　　(1)无线发射功率达 +8 dBm，接收灵敏度为 -90 dBm，无需外部放大器，只需印刷电路板天线便可满足蓝牙射频规范 Class 2 的要求，通信距离可达 10 m;

　　(2)DSP 性能高达 64 MIPS，用于实现语音处理及音乐文件的编解码。该 DSP 是唯一能够支持第三方音频增强软件的内部 DSP，可以提供同类最佳的回声消除和噪声抑制功能，并可实现对 MP3、AAC 音乐文件的编解码而不增加任何 BOM 成本;

　　(3)具有独立的音频系统，包括音频输入输出和可配置的 I2S 及 PCM 接口，可以直接通过音频输入接口采集麦克风输入信号，其音频输出信号可直接连接到有源音箱;

　　(4)具有 USB、I2C、 SPI 、UART 等多种接口，可以外接外部主处理器以实现复杂应用。

　　1.2 电路设计

　　下面介绍多媒体网关的音频输入输出电路的设计，并根据实际开发经验指出需要留意的关键点。图 2 为音频输出电路，图 3 为麦克风输入电路。

　　BC5 的音频输出是峰峰值可达 2 V 的差分信号，采用 TLV2372 完成差分转单的转换，而且在输入端提供一个偏置电压，使之不会出现信号在负半周期的截止失真，选择合适的放大倍数，使之也不会出现信号在正半周期的顶部削波失真。

　　TLV2372 是采用单电源供电的轨对轨运放，电路简单，可以提供最大的输出电压摆幅，提升音频性能，输出可接近 0 和 Vcc。选择偏置电压为 2.5 V，放大倍数为43/30.1，可得：