硬件設計框圖

　　整個系統可分為語音終端和音頻網關2個部分。井場藍牙語音通信系統硬件框圖如圖3所示。其中，語音終端以本文提出的藍牙語音終端為例加以說明。

　　藍牙語音終端包括藍牙模塊、電源管理、按鍵以及耳麥等器件。其中，藍牙模塊包括基帶、射頻、主機和PCM編解碼器。本設計中的藍牙基帶和射頻電路由CSR公司的BlueCore02芯片、Balum、功放、低噪放、收發切換開關、濾波器和一些外圍電路組成。CSRBC02藍牙芯片由射頻接收器、射頻發射器、射頻合成器、物理層DSP硬件引擎、猝發狀態控制器、微處理器、內存管理單元等部分組成。

　　CSRBC02藍牙芯片內置微處理器單元和RAM，只要擴展一個4Mbit的Flash存儲器，就可以充當主機的角色，從而直接在CSRBC02芯片上運行藍牙協議棧、按鍵掃描等工作，無需外擴專門的處理器。藍牙協議規定了用于藍牙的語音編碼為64kbit/s的PCM編碼（可以是A律、μ律或線性PCM編碼）或者64kbit/s的CVSD編碼。而CSRBC02藍牙芯片支持PCM編碼，并提供同步PCM接口。在本設計中采用Motorola的線性PCMCO2DECMC145483及其外圍芯片構成PCM編解碼電路。MC145483提供同步/異步PCM碼流接口，可以把話音信號采樣、量化、編碼成13bit線性PCM信號，也可把線性PCM信號轉換成模擬語音信號傳輸到語音終端的揚聲器。

　　電源管理包括了穩壓電路、電平轉換電路以及開關電路。由于藍牙芯片、Flash芯片工作在不同的電壓，所以要采用電平轉換電路。而藍牙的工作電流變化范圍很大，從休眠模式（deep sleep）的工作電流小于1mA到SCO鏈路建立的60mA，加上藍牙射頻端收發狀態頻繁切換，功率放大器頻繁開關，因此對穩壓芯片提出了較高的要求。另外，為了保證整個語音終端的正常工作，還必須對電源（電池）進行檢測，一旦發現電源供電不足，應直接向用戶報警并關機。

　　為了體現終端的便攜性和易操作性，本設計將按鍵設計成多功能單鍵，也就是說，一鍵實現接聽、掛機、調節音量和開關機等功能。區分用戶操作的工作盡量由軟件實現。

　　音頻網關由藍牙模塊和網關控制模塊2部分組成。由于網關相對于終端在設備體積、供電、移動性等方面要求都較寬裕。因此，為了增大通信距離，可以在網關端藍牙射頻電路的發射端加入增益20dB的功率放大器。相同地，在接收端加入高增益的低噪聲放大器，使得藍牙模塊的射頻參數符合藍牙class1的要求。

　　CSRBC02內置微處理器負責運行藍牙協議棧內的各層協議。在不影響藍牙主體協議運行的前提下，用戶可以根據需要編寫一些應用程序。如果只需實現功能簡單的系統，則系統內不需要外擴一個微處理器。但在本系統內，由于網關結構較為復雜，處理器負荷較大且控制引腳較多，所以本系統采用了一塊功能較強的處理器，用來控制藍牙模塊、液晶顯示、存儲器及鍵盤等。

　　本設計中，液晶顯示模塊選用以HD44780作為控制器的字符型液晶顯示模塊。鍵盤采用4×4矩陣譯碼鍵盤。為了節省I/O口資源，采用I2C接口的E2PROM來存儲語音終端的相關信息。圖4為本文所述語音通信系統的實物照片。