目前市场占有率较高的MP3主芯片，除了上期文章介绍的炬力ATJ系列外，还有就是美国Sigmatel公司的STMP34××、STMP35××系列产品了。前两年，STMP3410芯片曾经以其价格、集成度、功能和兼容性等优势，一度深受MP3厂商青睐，有过市场拥有率高达80％以上的光辉佳绩，可以说市场热销的播放器十之八九是采用这种芯片的。虽然近期该芯片的应用相对减少，但是巨大的社会拥有量仍形成了相当可观的维修需求，为此本文讲解STMP3410／S17MP3420主芯片的应用电路。STMP3410／STMP3420主芯片支持USB下载传输、支持MP3／WMA等媒体文件解码，并可通过固件升级来支持其他音乐格式播放、支持WMA版权管理，预置惟一只读ID号，用于各种数字媒体版权管理；支持LED／LCD显示驱动、支持FM收音控制、录音和回放音量控制；芯片内置高效DC—DC转换器，可使用多种供电(模式)方案，使用一节AA电池可连续工作35小时以上。STMP3420是STMP3410的升级版，主要是增加了对MP3编码支持的功能，可以直接从外部的音源录取音乐，其他基本相同。STMP3410有100脚TQFP、144脚TQFP和1.44脚(fp)BGA(BallGridArray球状栅格阵列引脚封装)3种不同的芯片封装形式，STMP3420只有100脚TQFP和144脚fpBGA两种封装，芯片外形和引脚识别如图1所示。
图1
本文以飞格FKDS00型MP3播放器为例介绍电路的主要组成部分。该机主要采用SigmatelSTMP3420方案的公版电路图。其他采用STMP3410／STMP3420方案的电路一般大同小异，同样可作参考。
1．主芯片
图2
图2是采用100引脚17QFP封装的STMP3420(U4)应用电路图。芯片各个引脚的名称已经在图2芯片方框中标出，注意引脚名称和电路端子名称大多是不相同的，例如芯片的37脚名称是GP31_d7，对应的电路端子名称是107，这点在读图时别误解了。
主芯片的外接存储器数据总线端口GP24_dO～GP31_d7(对应引脚为30～37)用于数据的传输，分别与闪存U8的I／01～I／07(数据输入／输出端口)对应连接，对数据进行读写。主芯片具有多个GPIO(通用输入输出端口)，输入输出信号用于对芯片和相应外围电路(如按键、显示和收音等电路)进行功能控制和操作等，从而控制、显示机器工作状态。主芯片的75、74脚(xtali和xtalo)分别是高频晶振输入端和输出端，外接晶振Y1和电容C40、C41，与内部电路共同组成频率为24．576MHz的晶体振荡器，作为芯片内电路的基准振荡源。主芯片的81脚(USBD-)、80脚(USBD+)用于USB的数据传输。
电路中的接地分两种：一种标示为GND，就是一般的接地或数字、电源(电路)地；另外一种标示为AGND，含义是模拟(电路)地。将两种接地分开主要是为了防止数字(电源)电路和模拟电路之间通过接地线路相互干扰。GND和AGND在印制板设计中需要分别设置，通常在主芯片底部等处将两者相连。
应该注意，上图电路中主芯片外围电容有的有说明文字：onecapforeachPIN，这是表示电容分别连接在各引脚上。例如：onecapforeachpin(73、61脚)，表示电容C32、C33是分别连接在STMP3420的73、61引脚上和AGND接地端上的，尽管它们是相通的。
2、电源电路
图3
STMP3420芯片内部含有电源管理单元，其中包括两个DC—DC(直流一直流)变换器，即#1DC—DC变换器和#2DC—DC变换器，如上图所示。因内含DC—DC变换器，所以就可省去外接小功率开关电源。STMP3410／STMP3420可支持单、双电池(碱性或镍氢电池)、锂电池和外部输入直流电源等多种供电模式，通过DCDC_mode0、DCDC_model、DCDC_mode2三个引脚的电平来控制供电模式，真值表见附表。
DCDC_MODE2：0 使用的电源类型 #1DC-DC变换器 #2DC-DC变换器 111*请注意：其中DCDC_mode0、DCDC_model引脚仅适用于144脚封装的芯片，所以对100脚封装的芯片而言，实际上只有DCDC_mode2(54脚)一个功能选择引脚，对应只可选择两种供电模式，即附表中的第一种(DCDC_mode2为1电平，使用一节碱性电池或镍氢充电电池)和第五种模式(DCDC_mode2为0电平，使用可充电锂电池)。图2电路由于使用100脚封装主芯片和锂电池供电模式，所以DCDC_mode2接地GND，即采用附表中的第五种供电模式(电路框图见上图)，这种模式的供电电压高于输出电压，故而仅用了芯片内的#1DC-DC变换器且工作于降压模式，输出电压为1.8V。另一个变换器关闭不工作。
图4
图4所示为主芯片外部的电源电路，是由USB供电电路、低待机电流电源电路、锂电池保护电路和锂电池等部分所组成。从USB插口来的USB-5V电压经过二极管D1和电阻R7(0Ω电阻，实际起连接作用)加到低待机电流电源电路和锂电池上(充电)；同时锂电池电压也加到低待机电流电源电路。使用锂电池时，3.6V电池电压加到P沟道MOS场效应管Q1(Si2305)的S(源)极。当按下电源(播放、暂停)按键开关SW1时，控制管Q3导通，使Q1也导通，锂电池3.6V电压通过Q1的D(漏)极输出，为VDD36电压。VDD36电压加到图2中3端稳压器U3的输入端，U3输出电压VDDIO一路供给相关的外部电路作为电源电压；另一路送到主芯片47脚(DE-DEVDDIO)，经内电源电路处理后，再输出相应的电压供给相关电路使用。采用低待机电流电源电路可明显减少待机消耗功率，延长电池使用时间。
集成电路Ul和U2等组成锂电池保护电路，用于保护锂电池，防止因过充(放)电而损坏或使寿命缩短。其中U1(R5421N139F)为锂电池保护集成电路，其过充动作电压为4.0V～4.4V，过放动作电压是2.0V～3.0V；U2(CEM9926)是最大耗散功率为2W的集成功率器件，内含两个N沟道MOS功率管，是配合U1调节电压电流的功率开关管。
3．闪存电路
图5
闪存电路如图5中下方所示。闪存(FlashMemory)是一种基于半导体介质的NVM(Non-VolatileMemory非易失性存储器)。常用闪存主要有NOR和N_AND(技术型)两类，NAND闪存具有快速读写循环、数据硬件保护、可擦除、I／O端口命令／地址／数据线复用和接口便利等特点，适合于高密度的数据和文件存储，是目前存储设备，包括MP3播放器应用最多的闪存种类。
上图中的闪存为U8，根据产品型号和容量不同，主要采用三星的K9F1G08U0M(容量128MB)、K9F2GO8U0M(256MB)、K9K1G08U0M(128MB)、K9K2G08U0M(256MB)、K9K4G08UOM(512MB)等。K9K和K9F‘系列闪存的主要性能如下：工作电压：2.7V～3.6V；擦写次数：100k(10万次)；数据保存：10年。图5中闪存U8的I／00～I／07(数据输入／输出端口)对应连接至图2主芯片STMP3420的总线端口d0～d7(30～37脚)，相互进行数据传输。图5中下方的4个小虚线框图表示相应端头连接的上拉(Pullup)电阻或下拉(Puudown)电阻，通过VDDIO或GND使相应端被置于高电平或低电平。
在MP3播放器中，常用的闪速存储器还有HY公司和东芝的产品，如HY27UF082G2M(128MB)、TC58NVGOS3AFT(128MB)和TCC58NVGlS3AFT(256M)等。
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