微處理器和固件一起構(gòu)成了整個藍牙芯片的核心,稱為藍牙引擎。
1.4電源管理模塊
該模塊提供芯片所需電源。Vcc的典型值是3.3V。
1.5時鐘
該模塊內(nèi)置16 MHz的時鐘。時鐘由一個晶體振蕩器產(chǎn)生,保證定時精度在20×10-6之內(nèi)。
2 芯片接口和主要引腳介紹
BLUEGIGA2022-1與主機或其他設(shè)備互聯(lián)時,有三種接口方式。
2.1 USB接口
BLUEGIGA2022-l的USB接口符合USBl.1規(guī)范,雙向端口USB_D+&USB_D-,數(shù)據(jù)傳輸可達12 Mbps。當使用USB接口與主機通信時,BLUEGIGA2022-l是一個USB從設(shè)備。與該接口有關(guān)的引腳有：
◆USB_D+(BI)& USB_D-(B2)用于數(shù)據(jù)傳輸;
◆USB_ON&GND用于與筆記本電腦互聯(lián),可用來控制筆記本電腦的狀態(tài),當主機處于掉電模式時,如果藍牙設(shè)備收到建立連接的請求,USB_ON信號就會“喚醒”主機,主機可通過GND信號指示自己處于“掛起”模式。
2.2 UART接口
BLUEGIGA2022-l的UART接口符合工業(yè)標準16C450,支持以下波特率(單位為b/s)：1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、76800、l15200、230400、460800、921600和1382400。使用PSTOOL設(shè)置軟件(通過SPl口與PC機相連)可改變UART接口的波特率。
2.3 PCM語音口
標準的PCM語音接口采樣速率為8 kHz。語音編碼方式可采用CVSD(連續(xù)可變斜率增量調(diào)制)、μ律(8位)或A律(8位)�？紤]到編碼的健壯性,應(yīng)優(yōu)先選擇CVSD。
與PCM語音接口有關(guān)的引腳信號有：
◆PCM_SYNC設(shè)置PCM數(shù)據(jù)的采樣速率;
◆PCM_CLK設(shè)置PCM數(shù)據(jù)的傳輸速率,該模式支持主控方式與從方式,在主方式條件下,藍牙模塊產(chǎn)生128 kHz、256 kHz和512 kHz三種時鐘信號,可由PSTO01。進行設(shè)置;
◆PCM_0UT&PCM_IN接收或發(fā)送語音編碼信號。
3 藍牙車載免提系統(tǒng)簡介
語音通信是藍牙技術(shù)應(yīng)用的一個重要方面。SIG為各種應(yīng)用藍牙技術(shù)的產(chǎn)品制定了相應(yīng)的應(yīng)用框架,其中,音頻應(yīng)用框架中的頭戴式設(shè)備框架和免提應(yīng)用框架是基于通用訪問框架(GAP)中的串口應(yīng)用框架(SPP)。
頭戴式設(shè)備框架定義了執(zhí)行耳機功能的藍牙設(shè)備所使用的協(xié)議和過程,這類設(shè)備常見的有耳機、個人電腦和蜂窩電話。
免提應(yīng)用框架定義了車載免提設(shè)備的實現(xiàn)要求,該設(shè)備可以和藍牙手機通過語音控制實現(xiàn)撥打和接聽電話功能。
下面介紹基于免提應(yīng)用框架的藍牙語音系統(tǒng)。
本套系統(tǒng)利用BLUEGIGA2022-l藍牙模塊,開發(fā)了一套藍牙車載免提系統(tǒng),它能使現(xiàn)有的各種不具備藍牙功能的通信設(shè)備(手機或固定電話)或者支持藍牙免提功能的手機與藍牙免提耳麥之間進行無線語音傳輸,從而實現(xiàn)藍牙技術(shù)向現(xiàn)有設(shè)備的后向兼容。
3.1免提應(yīng)用框架
正在駕駛汽車時手機響r,此時又不能騰出手接電話,藍牙免提應(yīng)用框架(Hand Free Profile,HFP)提供了對這個問題的一種解決方案,您可以用語音控制車內(nèi)的藍牙免提設(shè)備來完成和藍牙手機的通信。
免提應(yīng)用框架(HFP)與電話控制二進制(TCS-Bi-nary)協(xié)議無關(guān),只要通過在藍牙串口仿真協(xié)議(RF-cOMM)層傳輸AT電話控制指令,就能夠?qū)崿F(xiàn)藍牙免提設(shè)備的全部功能。
該系統(tǒng)由藍牙適配器和藍牙免提耳麥兩部分構(gòu)成。若用戶的手機不具備藍牙功能,則可將藍牙適配器與現(xiàn)有的通信設(shè)備(手機)相連,實現(xiàn)藍牙與手機之間的信號轉(zhuǎn)換。由手機上的音頻口將音頻信號提取出來,并利用手機中主通信模塊上的AT指令接口與藍牙模塊進行通信。藍牙免提上有PTT按鈕,用于接聽和掛斷來電。藍牙適配器(或用戶自帶支持免提功能的藍牙手機)和藍牙免提彼此之間可建立藍牙無線鏈路,用于傳輸語音、數(shù)據(jù)或控制信號。
系統(tǒng)工作流程如下：呼人(Incoming Call)即下行鏈路,指的是由蜂窩網(wǎng)發(fā)起的到音頻網(wǎng)關(guān)的呼叫連接;呼出(Outgoing Call)即上行鏈路,指的是由音頻網(wǎng)關(guān)發(fā)起的到蜂窩網(wǎng)的呼叫連接。
藍牙適配器和免提單元既可以作為主方也可以作為從方,上電后雙方都可以自如的發(fā)起語音鏈接,搜索周圍的藍牙設(shè)備。如果周圍存在藍牙設(shè)備,則主方會發(fā)起連接請求,與之建立藍牙數(shù)據(jù)連接,當有來電或有電話撥出時,若從方?jīng)Q定接通通話,則由主方建立與從方之間的語音鏈路(SCO鏈路),并進入通話狀態(tài)。
對于支持免提功能的藍牙手機而言,其自身應(yīng)具有錄音存儲功能(內(nèi)置語音識別芯片)。使用該功能時,存儲一段錄音與一個號碼相對應(yīng),在免提端進行VOlCE DAIL-UP時,只是傳輸一段語音,音頻網(wǎng)關(guān)一端的語音識別芯片去匹配這段錄音,經(jīng)過學習和識別后找到對應(yīng)預(yù)先設(shè)置的號碼,再通過語音識別芯片的I／0口撥出去(與手動電話撥號類似)。從而實現(xiàn)用語音控制車內(nèi)的藍牙免提設(shè)備來完成和藍牙手機的通信過程。
3.2硬件電路
藍牙免提的硬件結(jié)構(gòu)電路框圖如圖4所示,其主要分為以下幾個部分。
①藍牙模塊。包括BLUEGIGA點對多點藍牙芯片和倒F天線。芯片實現(xiàn)藍牙通信的核心功能。
②F1ash模塊。采用一個8 MB的閃存完成系統(tǒng)的初始化,藍牙通信鏈路的建立和監(jiān)測手機來電等功能。該模塊采用并行方式擴展型號為MBM29LV800BA-90PBT的Flash存儲器。
③控制按鈕與信號燈用戶接口電路�？刂瓢粹o包括掛接電話鍵,音量控制鍵等。
④回音與噪聲消除電路。該電路采用0KI MSM7731-2芯片,既消除了由于用戶端的麥克風與喇叭距離過近造成的回音問題,又可以降低在汽車行駛環(huán)境下由于路況和周圍環(huán)境造成的干擾。
⑤音頻功率放大器。該電路采用飛利浦TPAl519C芯片,該芯片為11W雙信道B類音頻功率放大器。用以驅(qū)動一個8 Ω/2w的喇叭。
⑥汽車音響與免提喇叭的切換電路。采用繼電器進行硬件切換,由BlueCore2-External進行軟件切換信號控制。
當用戶的手機或固定電話不支持藍牙功能時,提供了藍牙適配器解決方案(即語音網(wǎng)關(guān)EAG),可在手機或話機開發(fā)公司的支持下實現(xiàn)與手機或話機接口的無縫連接。圖5為藍牙語音網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
3.3 軟件設(shè)計
軟件設(shè)計采用虛擬設(shè)備(VirtuaI Machine)軟件協(xié)議棧,將高至應(yīng)用層的協(xié)議軟件全部固化進8 MB的Flash。BlueCore2-External中的32位RISC微處理器中運行了一個虛擬設(shè)備(Virtual Machine),它提供了應(yīng)用程序的運行空間,而不影響低層的藍牙通信協(xié)議棧。
結(jié)語
本套藍牙語音系統(tǒng)的最大特點是實現(xiàn)了與現(xiàn)有通信設(shè)備的后向兼容。用戶無需更換現(xiàn)有的不具藍牙功能的通信設(shè)備,就可享受到無線通信帶來的便捷。
本套藍牙語音系統(tǒng)采用語音識別技術(shù)方便駕駛時呼出電話,讓您在開車時無需手持電話,無需任何連線即可與親朋好友盡情暢談。由于是全免提通話,故能讓您解放雙手,專心駕車,既安全又不違規(guī),同時還避免了手機的電磁輻射。由于采用了世界頂尖級的藍牙技術(shù),故無需任何連線,即使您的手機在包里或車內(nèi)任何角落,只要按下免提器的接聽鈕,即可接聽電話。經(jīng)汽車公司裝車試用后,該免提裝置聲音宏亮,與手持接聽設(shè)備效果一致,受到廣大消費者的一致好評。
