A basic PCB board to develop ADAU1466 or ADAU1452, also featuring ESP32-S3.
本开发板专为开发 Analog Devices 的 ADAU1452 或 ADAU1466(下文统称 ADAU1452)而设计并制作。板载资源丰富,实现了 DSP 与 MCU 的深度融合,极具开发潜力。
- DSP 引脚全引出:ADAU1452 接口完整引出,方便外部拓展与测试。
- 音频架构:板载三路输入音源、两路 DAC 输出、一个音频 ADC、以及一个 MAX98357 数字功放。
- DSP & ESP32-S3 深度融合:
- 板载 ESP32-S3-WROOM-1 (N16R8) 模组。
- 一键切换下载调试:通过板载拨动开关控制模拟开关,可将调试接口从外部 USBI 切换为板载 ESP32 的 SPI。只要获取需要更改的寄存器,即可直接通过 ESP32 对 ADAU1452 进行在线调音与程序下载。
- 高级音频输入:ESP32-S3 支持 PDM 调制,可通过引出的
SDA/SCL (IO14, IO21)配置为 PDM 调制输出,输入到 ADAU1452 的 Digital MIC 接口(注:需占用一个任意 MP 引脚和一个 BCLK 引脚,具体请参考芯片手册)。 - 辅助控制:ESP32 可输出 PWM 作为 ADAU1452 的 AUXADC 输入。
- 人机交互:结合多个板载按键、EC11 编码器以及 2.4 寸 TFT 屏幕,可实现完美的可视化调音效果。
板载的大部分核心功能基本都已经得到了硬件验证,具体细节如下:
| 功能模块 | 实现与芯片方案 | 验证说明与心得 |
|---|---|---|
| USB 声卡 | CT7601 UAC2.0 | 支持 192kHz 播放 + 192kHz 录音,可通过 ADAU1452 进行耳返录音。 |
| 蓝牙音频 | QCC3084 / QCC3095 模块 | 支持 APTX, LDAC, LC3 等高清协议;支持模拟、I2S、SPDIF 输出;支持串口控制及串口显示歌词。 注:使用的是来自淘宝 startdiy 的非公版固件模块,非天嘉润 BTM384 标准固件。 |
| 音频 DAC | CS4344 | 支持 192kHz 24bit 播放。属于廉价 DAC 方案,主要解决开发板“有没有”的问题。 |
| 音频 ADC | PCM1808 | 支持 96kHz 24bit 高清采样。 |
| 数字功放 | MAX98357 (BD调制) | 可通过 ESP32 的 PWM 输出改变 SD_MODE 引脚电压,从而设置不同的输入模式。 |
| 可调 DCDC | MT2492 | 板载一路 DCDC 可调电压,给 QCC3084 提供可调的 VBAT。可用于路演音响应用中,通过改变电压来仿真/测试电量显示需求。QCC3084 的 VBAT 耐压达 6V,此操作安全。 |
| 外部存储 | P25Q80 (NOR FLASH) | 用于 ADAU1452 的固件存储。经测试可正常下载程序。(所有厂商的 NOR FLASH 都遵循基本读写规则,此方案完全可行)。 |
| 人机交互拓展 | 2.4寸 TFT 屏幕拓展板 | 该拓展板上同时集成了一颗 W25Q64,使用模拟开关切换片选(CS)。 |
| 编码器 | EC11 (SMD贴片版) | 罕见的贴片版本,尺寸更小。由于旋柄较短,使用时请搭配 shell/ 文件夹中提供的旋钮帽 3D 打印模型。 |
| 节奏彩灯 | WS2812 | 用于做提示灯或彩灯。可尝试通过 SPI 接口与 ADAU1452 配合,读取音频数据制作音频节奏灯效果。 |
| 矩阵按键 | 3颗 ADC 按键 | 三个按键仅占用一个 MCU IO 口,节约引脚资源。 |
| 其他外设 | 蜂鸣器、AHT20、RTC | 蜂鸣器可用于实现按键音效。(实测发现蜂鸣器工作时会导致电源波动,强烈建议驱动占空比控制在 10% 以内)。 |
- Selfboot 模式切换:ADAU1452 可通过板载的拨动开关,在
Selfboot(自启动)与USBI Debug(外部调试)模式之间自由切换。 - DSP 供电说明:ADAU1452 的
1.2V数字供电使用的是其自带的VDRIVELDO 功能。实际测试中芯片发热并不大(可能是由于当前的测试程序尚未榨干全部 DSP 资源)。 - 布线说明(免责声明): 受限于两层板的布线瓶颈,以及个人的时间与精力,本 PCB 的走线几乎完全没有经过深度优化。它只能保证最基本的工作,但值得欣慰的是实测至少没有明显的底噪。对于普通的日常开发与功能验证,这已经完全足够。
本仓库提供了基本的软硬件配套测试程序:
software/esp32/:ESP32-S3 的标准例程。实现了板载基础设备的初始化检测、屏幕驱动、实时温湿度显示以及 DCDC 可调电压信息获取等功能。software/dsp/:ADAU1452/1466 的 SigmaStudio 示例工程。实现了基本的音频输入直通(Pass-through)与低音增强(Bass Boost)算法,方便开箱后直接测试音频通路。shell/:包含 EC11 贴片编码器专用的短旋钮帽 3D 打印文件。