TLV320AIC3212EVM-U评估模块使用指南及技术解析

在音频处理和开发领域，评估模块起着至关重要的作用，它能帮助我们快速验证和测试音频编解码器的性能。今天要给大家详细介绍的是德州仪器（Texas Instruments）的TLV320AIC3212EVM-U评估模块，它是一个小巧且功能强大的USB音频设备，对于评估TLV320AIC3212音频编解码器非常有帮助。

文件下载：TLV320AIC3212EVM-U.pdf

一、EVM概述

1.1 特性

TLV320AIC3212EVM-U评估模块具有以下显著特性：

• 为TLV320AIC3212音频编解码器量身打造的全功能、小尺寸评估模块。
• 通过USB与PC连接，不仅能为模块提供电源，还能实现控制和音频流传输，方便快捷地进行评估。
• 配备易于使用的AIC3212控制软件（CS），提供图形用户界面，可轻松配置和控制TLV320AIC3212。该模块兼容基于Windows™ XP的个人计算机。

1.2 简介

它是一个可编程的USB音频设备，具有可编程的输入输出、音频效果和广泛的路由功能，为评估TLV320AIC3212音频编解码器提供了一个简单的平台。

二、EVM描述与入门指南

2.1 硬件描述

该评估模块的硬件包含多个音频插孔和开关，用于连接模拟输入输出。以下是主要音频插孔和开关的介绍：	标号	标签	关联引脚	描述
J1	N/A	N/A	USB Mini - B插孔
J2	MIC IN	IN2L/IN2R	线路输入或驻极体电容麦克风输入。对于线路输出，需移除W11和W12跳线；若使用驻极体电容麦克风，需在W11和W12上安装跳线
J3	SPEAKER OUTPUTS	SPKLP/SPKLM/SPKRP/SPKRM	立体声D类扬声器输出
J4	HP OUT	HPL/HPR	耳机输出
J5	REC OUT	RECP/RECM	接收器输出
J6	SAR REF VOLTAGE	VREF_SAR	SAR的外部电压源
J7	SAR IN	IN1L/IN1R	SAR ADC输入
J11	CLASS D PWR INPUT	SLVDD/SRVDD/SPK_V	外部扬声器电源连接器。使用外部电源时，需将JP3设置为1 - 2 (“EXT”)，JP2设置为1 - 2 (“EXT”)
J19	LINE OUT	LOL/LOR	线路输出，仅可连接高阻抗负载（如外部D类放大器）
SW1	RESET	N/A	复位开关
SW2	APP	N/A	循环切换板载EEPROM中加载的应用程序
SW3	PATCH	N/A	循环切换板载EEPROM中加载的补丁程序
SW4	USB_RESET	N/A	USB复位

2.2 入门步骤

评估可以直接开箱即用，具体步骤如下：

1. 安装TLV320AIC3212EVM - U的跳线（默认跳线设置见相关章节）。
2. 从EVM产品文件夹下载并安装TLV320AIC3212EVM - U控制软件，安装密码为“CC”。
3. 将TLV320AIC3212EVM连接到可用的USB端口。当PC检测到EVM时，LED灯D1和D2应亮起，并且在Windows设备管理器中，EVM应被识别为“USB Composite Device”。
4. 在耳机输出（J4）处连接立体声耳机。
5. 打开AIC3212控制软件，选择典型的耳机播放脚本。
6. 通过PC上的任何媒体播放工具播放音频。确保PC上的播放设置通过“USB - miniEVM”进行。如需调整播放音量，可打开控制面板中的“声音和音频设备属性”，点击音频选项卡中声音播放部分的“音量”按钮，并确保选择“USB - miniEVM”作为默认播放和录制设备。

三、AIC3212控制软件

3.1 软件安装

安装TLV320AIC3212 EVM - U软件的步骤如下：

1. 从TLV320AIC3212产品文件夹下载最新版本的AIC3212EVM - U控制软件（CS）。
2. 打开自解压安装文件，解压到已知文件夹。
3. 在该文件夹中，双击“CC.exe”进行安装，并按照提示操作，安装密码为“CC”。
4. 通过USB电缆将TLV320AIC3212EVM - U连接到PC，然后打开TLV320AIC3212控制软件。软件将弹出一个名为“select EVM”的窗口，提示用户选择正确的EVM名称。

3.2 软件使用

3.2.1 主面板窗口

主面板窗口提供了对AIC3212 CS所有功能的便捷访问。它提供了AIC3212的高级框图，用户可以通过简单点击开关来配置模拟输入和输出路由。模拟设置、数字设置、音频输入、音频输出、DRC、AGC、SAR和耳机检测等功能为AIC3212的更多特性提供了额外控制，这些功能适合高级用户使用，可通过主面板上的“View”按钮访问，也可以点击主面板上的彩色块来访问。左ADC和右ADC块提供录制路径的详细设置，左DAC和右DAC块提供播放路径的详细设置，中间的黄色块提供数字接口的设置，包括音频串行接口配置、时钟设置等。点击顶部的“Refresh”按钮将读取AIC3212寄存器的当前状态，并将其反映到用户界面。主面板底部的“EVM status”反映了EVM的硬件连接状态，“USB Fs”表示EVM板的当前采样率。

3.2.2 典型配置

AIC3212控制软件为典型的播放和录制应用提供了示例脚本。通过选择“View”下的“Example Configuration…”可以访问这些典型配置。选择典型配置后，点击“ProgramCodec”将脚本下载到EVM中。

3.2.3 命令行界面面板

命令行界面提供了一种使用简单脚本语言与TLV320AIC3212进行通信的方式。TAS1020B USB控制器处理PC与编解码器之间的所有通信。可以通过“open”按钮加载脚本文件或从剪贴板粘贴文本来将脚本加载到命令缓冲区，然后点击“Run”执行命令缓冲区。在以下情况下，所有控件将根据寄存器内容更新其状态：

• 打开面板。
• 按下命令行界面中的“Run”按钮。
• 按下主面板窗口中的“Refresh”按钮。

命令行界面还有“Decode”和“Record”功能。点击“Decode”按钮将逐行解码脚本，方便用户理解脚本含义而无需参考寄存器映射。点击“Record”框可以记录正在修改的寄存器的当前值，记录的寄存器值及其页号将显示在命令缓冲区中，也可以通过点击命令行界面窗口中的“Decode”选项卡对其进行解码。点击“Clear”按钮可以清除命令缓冲区的内容。

3.2.4 寄存器检查器表

通过寄存器检查器表可以访问TLV320AIC3212寄存器映射的内容。“Page”数字控件用于选择要在寄存器表中显示的页面，寄存器表包含寄存器名称、当前寄存器值和当前寄存器值的位字段等信息。使用寄存器检查表时，用户应首先指定页码，指定页码后，可以通过输入寄存器的十六进制值或更改该寄存器的相应位来检查或更改寄存器值。

四、PC板图纸与原理图

该评估模块提供了PC板的详细图纸和原理图，PC板的工作尺寸为165mm × 91.4mm (6.5 × 3.6英寸)。原理图展示了各个组件的连接关系，包括USB控制器、音频编解码器、电源供应等部分，为深入了解模块的电路设计提供了重要参考。

五、物料清单

文档中提供了TLV320AIC3212EVM - U的详细物料清单，包括半导体器件（如音频编解码器、USB控制器等）、电容器、电阻器、铁氧体、电感器、接头、开关等各类组件，为硬件设计和维修提供了清晰的物料信息。

六、默认跳线位置

详细列出了TLV320AIC3212EVM - U的默认跳线位置及相关描述，这些跳线设置对于模块的正常工作和不同功能的实现至关重要，在使用模块时需要根据实际需求进行合理设置。

七、脚本编写与示例

7.1 脚本编写规则

脚本是一个包含要发送到串行控制总线数据的文本文件，每行脚本是一个命令，除了“>”命令外，不支持多行扩展，每行以回车符结束。命令包括：

• I：设置要使用的接口总线。
• r：从串行控制总线读取数据。
• w：向串行控制总线写入数据。

• ：将重复的写命令扩展到“w”命令下面的行。

• ：注释。

• b：断点。
• d：延迟。
• f：等待标志。

7.2 示例脚本

7.2.1 耳机播放脚本

该脚本用于实现耳机播放功能，包括软件复位、时钟配置、编解码器初始化、ASI # 1配置、信号处理和DAC配置等步骤。具体代码如下：

#############################################
# Headphone playback
# AVdd = 1.8V, DVdd = 1.8V, MCLK = 12.288MHz
# Primary I2S interface used with WCLK & BCLK as inputs to the device (slave) 
# PLL Disabled, DOSR = 128, PRB_P1
#############################################
#####################################
# Software Reset
#####################################
w 30 7F 00 
w 30 00 00 
w 30 01 01
######################################
# Clock configuration
######################################
# select MCLK for CODEC clock input, bypass PLL
w 30 04 00
# NDAC = 1, MDAC = 2 
w 30 0B 81
w 30 0C 82
w 30 0D 00 
w 30 0E 80 # DOSR = 128
#######################################
# Initialize the Codec
###################################
# select page 1
w 30 00 01
# Disable weak connection between AVDD and DVDD
w 30 01 00
w 30 7A 01 # set the REF charging time to 40 ms
##################################
# ASI #1 configuration
#######################################
# select page 4
w 30 00 04
# set ASI#1 16 bits, I2S mode 
w 30 01 00
w 30 0A 00
#########################################
# Signal processing
#########################################
# select page 0
w 30 00 00
# set DAC PRB mode to PRB_P1
w 30 3C 01
################################
# DAC configuration 
#######################################################
# select page 1
w 30 00 01
# Set DAC PTM mode to PTM_P3
w 30 03 00
w 30 04 00
# Headphone in Ground - centered Mode, HPL gain = 0 dB
w 30 1F 80
# HPR to have independent gain, set to 0 dB
w 30 20 00
# Charge pump runs of Oscillator clock with divider = 4
w 30 21 28
# Charge pump to power up on the headphone power up in Ground - centered Mode
w 30 23 10
# Enable DAC to HPL/HPR and power up HPL/HPR
w 30 1B 33
# select page 0
w 30 00 00
# power up DAC_L and DAC_R
w 30 3F C0
# Unmute the DAC digital volume control
w 30 40 00

7.2.2 麦克风录制脚本

用于实现通过IN2L和IN2R进行麦克风录制功能，同样包含软件复位、时钟配置、编解码器初始化、ASI # 1配置、信号处理和ADC配置等步骤。

###########################################
# Microphone Record through IN2L & IN2R
# Make sure to insert jumper W11 and W12 for Mic - bias
# AVdd = 1.8V, DVdd = 1.8V, MCLK = 12.288MHz
# PLL Disabled, AOSR = 128, PRB_R1
# Primary I2S interface used with WCLK & BCLK as inputs to the device
##############################################
# Software Reset
###########################################
w 30 00 00
w 30 7F 00
w 30 01 01
# Clock Configuration, ADC side
# Set MCLK as ADC_CLKIN
w 30 04 00
# Power up NADC, MADC and set NADC = 1, MADC = 2
w 30 12 81
w 30 13 82
# Set AOSR = 128
w 30 14 80
# Initialize the Codec
#############################################
w 30 00 01 # select page 1
# Disable the weak connection beween AVDD and DVDD
w 30 01 00
# set the REF charging time to 40 ms
w 30 7A 01
# Set the quick charge of input coupling cap for analog inputs
w 30 79 33
# ASI#1 configuration 
##############################################
# select page 4
w 30 00 04
# set ASI#1 16 bits, I2S mode
w 30 01 00
w 30 0A 00
# Signal processing
# Select Page 0
w 30 00 00
# Set the ADC PRB Mode to PRB_R1
w 30 3D 01
# ADC configuration
# Select Page 1
w 30 00 01
# Mic Bias enabled, Source = Avdd, 1.62V
w 30 33 40
# Route IN2L and CM1 to LEFT ADCPGA with 20K input impedance 
w 30 34 20
w 30 36 80
# Route IN2R and CM1 to RIGHT ADCPGA with 20K input impedance
w 30 37 20
w 30 39 80
# Left Channel Analog ADC PGA = 30 dB
w 30 3B 3C
# Right Channel Analog ADC PGA = 30 dB
w 30 3C 3C
# ADC Analog programmed for PTM_R4
w 30 3D 00
# select page 0 
w 30 00 00
# Power - up ADC Channel
w 30 51 C0
# Unmute ADC channel and Fine Gain = 0dB
w 30 52 00

八、相关文档与注意事项

文档中提供了相关的文档链接和重要注意事项，包括该评估模块仅用于工程开发、演示或评估目的，并非适合一般消费者使用的成品；使用时需遵守相关的电气安全规范，确保在规定的输入输出电压、电流等范围内操作；部分电路组件在正常运行时可能会有较高的温度，操作时需注意安全等。同时，对于不同地区的法规合规性也有相应说明，如FCC、IC等规则的适用情况。

总之，TLV320AIC3212EVM - U评估模块为音频编解码器的评估和开发提供了一个全面而便捷的平台，通过对其硬件、软件和脚本的深入了解和合理使用，工程师们可以更好地实现音频处理相关的设计和应用。大家在使用过程中遇到任何问题，欢迎在评论区留言讨论。