綜述
本文是藍牙音箱的手冊。
藍牙音箱作為禮物，面向的是用戶，但是這位用戶同時又是開發者，因此音箱的設計原則是實現一定的功能，並提供足夠的擴展接口、開放設計文檔。
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硬件
音箱由外殼、3塊PCB、揚聲器、面包板、若干連接線和電源適配器組成。
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外殼包括亞克力材質的底板、面板和側板。底板和面板之間用不銹鋼合頁連接，可調整至側板上有缺口的角度處固定，可用的角度有60、65、70、75和90度。
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3塊PCB中，底板包含電源與控制部分，2塊面板中下側的一塊為外設，右上的為音頻。
16*8點陣屏為主要輸出設備，4個按鍵（標號為0到3）的功能在下一節中介紹。
3個旋鈕中，右上調節低頻增益，左上調節低頻范圍，下面的調節音量，逆時針旋到底可靜音。
控制板上的綠燈指示藍牙連接，斷開
J5以禁用；音頻板上的紅燈指示輸出開啟，把R19移到旁邊的焊盤上以禁用。控制板和外設板、音頻板之間分別用8、4針排線連接，標“1”的位置對應；控制板和音頻板之間還需2根電源線，“+”“-”對應。
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電源適配器為市售的12V/1A直流電源，5.5-2.1插頭，內正外負。
控制板接12V電源，LDO降壓到5V給板載設備，不分數字模擬。12V有過流保護，5V有過壓保護。外設板通過排針從控制板上取5V，音頻板通過端子從控制板上取12V，並用LDO降壓到10V用於音頻信號放大。
藍牙模塊JDY-67輸出左右聲道音頻信號，左、右與混合為3個信號源；6.35mm輔助輸入的左聲道為信號源，增益可通過控制板左下方的電位器調整；另一信號源為分壓后的單片機定時器輸出。以上信號源經CD4051選擇一路（SRC）送到音頻板上，10倍放大並調整直流電位到2.5V后送回（AUD）。此信號通過截止頻率可調的低通濾波器、放大倍數為0到大約3可調的共射放大電路（反相），進入帶恆流源的、放大倍數為1的雙端輸入、單端輸出差分放大電路，另一路為AUD。差分放大電路輸出用射極跟隨器緩沖，進入D類功放芯片PAM8320，增益26dB。
AUD在控制板上經低通濾波器進入全波整流電路，信號幅度ENV輸出給單片機ADC。AUD串聯10kΩ電阻后接ADC。ADC還接有光敏電阻和熱敏電阻，后者在音頻板上，靠近PAM8320底部焊盤。
單片機采用ATmega328P，頻率20MHz。UART的RX直接引出，TX用CD4053復用為2路引出，TXDS信號選擇通道，可用跳線連接藍牙模塊。SPI連接LED驅動與按鍵掃描芯片TM1629與時鍾芯片DS1302，前者在外設板上。兩芯片均為半雙工IO設計，用SS信號驅動CD4053切換通道。
擴展接口共4組。控制板與外設板右側可插MEDS模塊，也可連接其他I²C設備；面包板右上方為UART區域，M和B分別表示單片機和藍牙模塊，ETX為TXDS高電平時單片機串口輸出；右下方為單片機GPIO與5V電源，PC可接ADC，PD可接定時器0；下方為模擬區域，從左到右分別為藍牙左、右、放大后的輔助輸入、2.5V電源、CD4051通道6、7，2.5V電源在音頻域中輸出100mA時波紋小於50mV。
已知問題與解決方案：
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面板固定不牢固，建議在插槽處安裝螺絲，把面板卡在側板的缺口處。
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側板上有45度缺口，但調整至該角度時杜邦線會受擠壓，因此不可用。
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SS應連接CD4053的11號引腳，TXDS應連接9號，PCB設計錯誤，已經魔改解決。 -
藍牙模塊已改為直連5V並連接MLCC，AMS1117-5.0輸出增加470Ω電阻以滿足10mA最小電流要求，但仍不能徹底消除噪音。
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TF卡無法使用，可能是因為
CLK沒有上拉。 -
音頻板上
L1和L2不焊，短接，因為貼片磁珠額定電流不夠。 -
D1應改為1206封裝，TM1629引腳超出焊盤，6.35mm插座的封裝中缺口位置錯誤，但這些都不影響裝配。
界面
可切換的有5個界面：時鍾、鬧鍾、通道選擇、頻譜和動畫。還有一個鬧鍾響起的界面。按鍵0用於切換至下一界面。
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時鍾界面
顯示時間。按下按鍵2，依次顯示年份、日期、星期幾與小時。使用按鍵3在分秒和時分之間切換。
按下按鍵1后可用按鍵2、3調整分鍾，再按按鍵1調整秒鍾，再按保存。
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鬧鍾界面
與上面類似，依次調整小時、分鍾的十位和分鍾的個位，最后按下按鍵1保存。
如果已經設定鬧鍾，會顯示目標時間。按下按鍵1取消。
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鬧鍾響起界面
閃爍顯示時間。按任意按鍵返回鬧鍾響起前的界面。
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通道選擇
可選擇的通道有0、1、2、3和5，分別為靜音、藍牙左、藍牙右、藍牙左右混合和放大后的輔助輸入。按鍵3切換，按鍵1選擇。
按鍵2可關閉點陣屏。
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頻譜
顯示頻譜。按鍵無用。
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動畫
與低頻信號響度有關的動畫。按鍵無用。
已知問題與解決方案：
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點陣屏顯示的內容越多噪音越大，也許和亮度也有關系，建議享受音樂時關閉點陣屏。
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切換至通道0會爆音。建議用旋鈕來靜音。拔電源時也會爆音，建議一直插着。
軟件
開發環境Atmel Studio 7.0。BluetoothSpeaker包含driver和program等多個項目，driver為各設備API，program為可執行程序，其余都是開發單個功能時的代碼。
driver中的各API就對照着實現顧名思義吧。注意TM1629和DS1302相關的數字都是BCD表示的。除了UART以外，所有操作都是阻塞的。
程序使用一種有點像操作系統的任務管理方式。每個界面稱為一個“page”（“process”或“thread”更合適），每個page包含cdtor、listener和thread三個函數指針字段：
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cdtor為page的構造和析構函數，進入和退出時調用。函數switch_page封裝了這一過程。 -
listener為監聽器，按鍵按下時調用。按鍵響應有兩種方式，一種是在listener內部處理，另一種是調用button_forward把事件存儲在flag中，在thread中調用button_read讀取。 -
thread為主線程，界面控制在此執行。函數不得返回。
main函數先初始化，然后進入第一個頁面。在定時器中斷中，程序讀取按鍵，在有按鍵動作時調用當前頁面的listener。listener內部調用switch_page，其中依次關全局中斷、調用dtor、配置頁面、調用ctor，把棧指針SP寫為內存最高地址以防止內存溢出、開全局中斷，最后調用新頁面的thread。
independent_listener是獨立於頁面的監聽器，負責鬧鍾的計時。
頻譜頁面使用了Arduino FHT庫，規模256，計算線性幅度，取前64個分組累加，最后對數映射輸出。
動畫頁面根據ENV信號的電壓檢測峰值，按照信號是否超過最大值的3/4分兩種情況。屏幕上一個點在對角線方向上移動，碰到邊緣反彈，電壓高時點變大且移動加快。
已知問題與解決方案：
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UART接收的ISR中，如果有操作會打開中斷，一定要確保
UDR已經讀取，否則會遞歸進ISR。 -
ADC注意精度問題，有時8位不夠。
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如果SPI的
SS為輸入，低電平時MSTR位會清零，置位前無法作為主機發起通信，所以要在初始化SPI寄存器之前開上拉電阻或配置輸出。 -
DS1302在寫入RTC寄存器時會重新開始計秒。
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代碼第604行對
i == 15會復位，不知道是哪里出問題了。
設計提示
硬件：
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連接MEDS模塊（I²C自己寫哦）。
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側板上加燈條。
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*改用電池供電。
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魔改外設板供電。
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藍牙音頻與輔助輸入混合。
軟件：
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重構。
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與藍牙模塊通信，實現暫停、下一曲等功能。
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讓單片機像藍牙模塊那樣，允許用戶通過串口控制設備。
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*智能校正時間。
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根據光強調整點陣屏亮度。
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顯示溫度、過溫保護。
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*節奏檢測。