Meng Guang

话筒前置放大器的设计与制作

最近在研究语音信号的处理，用到了一款专用于话筒放大的运算放大器，感觉不错，于是专门DIY了一个可以独立使用的有源话筒，在此记录一下。

电子设备中常用的话筒一般都是Electret microphone，中文翻译为驻极体话筒，这种话筒需要有一定的偏置电压才能正常工作，而且输出信号极为微弱，一般都需要加前置放大器才可以连接有源音箱、ADC等设备。

玩过Arduino的同学们可能听说过Arduino as ISP，也就是说，用Arduino来当做编程器，给另外一个AVR MCU或者Arduino来编程。这里面使用了两种协议，一种是基于UART串口的STK500v1协议，一种是基于SPI的ISP协议。协议的具体内容可以参考文章底部的参考资料。

我根据这两种协议，独创了一个低成本的编程器：使用CH340作为USB-UART转换器，使用STM8S103F3作为STK500v1协议和SPI ISP协议的处理器。

之所以这样做，是因为CH340只要一块多钱，STM8S103只要两块多钱，总体比USBasp还便宜呢！

现在国产的芯片越来越强大，更重要的是，不仅强大，而且便宜，有时候能便宜到让你无法想象。今天我试用了一款超级便宜的2.4G无线串口模块，非常简单易用，性能也不错，样片的价格只要4块多钱。

这个模组只有6个引脚，串口两个引脚，电源两个引脚，还有一个EN（休眠）引脚和一个SET（设置）引脚。不需要仔细研究，接上电源和串口，EN拉低，SET拉高或悬空，两个模块就能直接双向通信。

FabISP使用了ATtiny44 MCU，电路更加简单，体积可以做的更小巧。可能是由于ATtiny44这款MCU在国内用的并不普遍，导致其价格比较贵，甚至超过ATmega48将近30%。好在我还有几颗存货，于是就DIY了一个。

FabISP也是用软件实现的USB协议，需要外置12MHz的晶振。我对电源进行了改造，全部使用3.3V电压。

有过ARM MCU开发经历的同学们，大多都用过或者听说过J-Link调试器。J-Link之所以在国内普及度这么高，我认为原因有两点：

1，确实好用，支持多个厂商的多种MCU，下载速度超快。

2，国内仿制版本很多，价格非常便宜。

AVR单片机在欧美非常流行，有非常丰富的开源软件和硬件，Atmel官方开发工具Atmel Studio 7.0的编译器，就是开源的avr-gcc。当然大名鼎鼎无人不知无人不晓的Arduino也是AVR的主场。

AVR单片机的系统也非常开放，有专门的文档讲述编程下载（ISP）协议，因此各种可以DIY的编程器也有很多，我参照USBasp制作了一个，感觉使用很方便，很好很强大。

USBasp本身使用的依然是AVR的单片机，Atmeag8、Atmega48或者Atmega88都可以。这几种单片机的硬件本身并不支持USB接口，但老外很厉害，愣是用软件实现了整套的USB协议，而且功能还很丰富，真是佩服啊。

实物图：

我的电脑桌上有无数的USB设备，包括STLink、逻辑分析仪、读卡器、AtmelICE调试器、串口转换器等等。我的电脑是Mac mini，后面的USB端口肯定是不够用的。于是就DIY一个USB HUB吧，把这些对速度要求不高的设备，都接到USB HUB上面。

这个USB HUB使用的主芯片是一家叫做汤铭科技的台湾公司出品的FE1.1s，非常便宜，一块多钱。但台湾厂商有个普遍的缺点，就是资料不全，Datasheet都是保密的，网站也很破旧，找个参考电路图都好费劲。以FE1.1s为例，慢如蜗牛的官网上只能找到一个Product Brief文档。

京东在物联网领域发力一九，凭借其平台优势，笼络了很多厂商将其产品接入到京东微联的平台。双十一我捡到一个京东微联SP mini智能插座，今天拆解分析一下。

逻辑分析仪是数字电子时代的示波器。

逻辑分析仪借助PC的强大的存储、计算和展示能力，提供非常方便的协议分析功能。我们可以使用逻辑分析仪来解析常见的SPI、I2C、UART等协议，在软硬件Debug过程中，是一个强有力的助手。

今天我们来研究的是一款国内厂家生产的逻辑分析仪，主要性能指标如下：

STM8和STM32 MCU就是性价比的典范，STLink是配套的调试器，也很好用，但外形比较丑陋，接口也有很多冗余，我一直想DIY一个，但经过研究发现，STLink的Firmware并不是开放的，让我郁闷了好久。

后来听说STLink被俄罗斯黑客破解了，已经拿到了完整的Firmware，并且可以通过官方工具升级到最新版，我又心动了。