基于AT32的USB麦克风电路板

项目功能

基于AT32F405单片机和TLV32ADC5120设计的USB麦克风；可以外接咪头实现USB麦克风功能，也可以作为纯ADC测量音频信号。

项目参数

• 本设计采用AT32F405单片机主控，内置USB HS PHY，支持USB 2.0 480Mbps速率的同时减少外围原件；
• 本设计采用TLV320ADC5120模数转换器，内置高精度低噪声ADC和LDO，能够为麦克风提供低噪声偏置，内置PGA可以方便地调节麦克风增益；

原理解析

本项目由以下部分组成，电源部分、主控部分、ADC部分，本项目主要是通过麦克风接收语音信号并进行处理，提取人声进行解析比较，当声音符合指令后，进行对应的控制操作。

电源电路：
采用贴片TYPE-C-16P接口作为供电接口，同时使用对应的USB数据引脚接入AT32对应的USB引脚处（OTGHS1_D+)，(OTGHS1_D-）。在CC1和CC2引脚处加入5.1K下拉电阻，便于主机识别和配置。供电由USB的VBUS提供，通过2个LDO生成3.3V电源VDD和AVDD，分别提供给MCU和ADC。

USB主控电路：
使用AT32F405KBU7-4作为主控，作为目前为数不多兼具有小体积和内置USB High Speed PHY的MCU，能够极大地减小BOM面积和电路复杂度。AT32F405KBU7-4作为USB设备，使用I2C对ADC进行配置，并通过I2S接收来自ADC的数据，同时通过USB2.0接口向主机传输麦克风数据。固件通过SWD口烧录。

ADC电路：
使用TLV320ADC5120作为音频采集ADC，TLV320ADC5120具有支持线路和麦克风输入，并允许单端和差分输入配置。该器件集成了可编程通道增益、数字音量控制、可编程麦克风偏置电压、锁相环 (PLL)、可编程高通滤波器 (HPF)、双二阶滤波器、低延迟滤波器模式，并可实现高达 768kHz 的采样率。

软件代码

编译环境：Keil MDK5
USB框架：CherryUSB
烧录器：DAPLink, AT32Link
具体代码见附件

注意事项

附件中有编译好的固件，ADC芯片的PGA增益设定有默认增益。根据自己需要进行烧录。如果提供的固件不能满足需要请自行修改编译固件。

ADC输入的耦合电容使用的是MLCC，具有较大的电压系数，在大摆幅下会产生失真。如果空间允许建议改成电解电容或者无极性电容。

实物图

USB麦克风电路板（不含咪头），PCB面积46mm × 14mm。板上预留响应的接口，可根据需要进行灵活配置。

麦克风应用时，接地电阻焊接0R电阻或者直接短接，增益电阻焊接合理的阻值，IN-接驻极体麦克风负极，IN+接驻极体麦克风正极。

ADC应用时，接地电阻和增益电阻均不焊接，GND，IN+,IN-连接至相应测量位置。

可以修改电路或者自制子电路板完成更复杂的配置。

效果展示

支持44.1kHz-384kHz采样率，16bit-32bit位宽。
通过调节音量调节麦克风PGA增益。

货真价实384kHz采样，192kHz音频带宽。