bk4802玩具对讲机芯片硬件电路和程序反推

我是飞飞呀

2753人浏览 · 2025-06-04 23:46:08

我是飞飞呀 · 2025-06-04 23:46:08 发布

最近实验了一下之前买的玩具对讲机主板，当时价格1.5一个已经售罄。主控模块用的bk4802芯片，晶振用的21.7M。

可以查到相关的资料，但无法搜到具体频率的计算公式，可能订货量不大的厂商不会给具体例程。且网上找的例程也只是基于20多M发射频率的程序，且也没有晶振频率数据，这芯片的发射频率是基于晶振的频率计算的。

于是接出模块引脚，用逻辑分析仪对数据进行测量程序进行了反推，以下是手写记录下的iic通讯数据

bk4802芯片地址为16位组成(90xxh)，高八位90h，低八位xx为芯片寄存器地址。
在RX接收模式下，单片机先拉低TRX引脚电平，再通过iic数据线先写芯片04h-16h寄存器数据，最后再写入00h-02h跟频率合成相关的数据，之后的每隔10ms,查询一次1A地址的接收信号强度值，当达到阈值时，单片机再打开声音输出。
在TX发射模式下，单片机拉高TRX引脚电平，再通过iic数据线先写芯片04h-12h寄存器数据，最后再写入00h-02h跟频率合成相关的数据。
芯片分成16组频率范围，通过外部的B0,C0,C1,C2引脚高地平选择，再向芯片00h-02h地址写入相关数值微调输出频率。由于当前没有公式资料，无法计算出具体数值。以下是主板电路上的写入数值，主板用的21.7M晶振，频率409.75MHz.

通过外接单片机，调整00h地址的数值可以改变发射频率，以下是是发射实验程序，用STC32单片机软件模拟控制，由于时间关系目前并没有实验接收，大家有空可以更改实验。

#include <AI32G.H>
#include <intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int	

#define SDA_IN() {SDA=1; DELAY();}  // SDA设为输入模式
#define SDA_OUT() {SDA=0; DELAY();} // SDA设为输出模式

sbit LED0=P0^0;
sbit LED1=P0^3;
sbit LED2=P5^4;
sbit KEY=P3^2;

/*sbit SCL=P0^1;
sbit SDA=P0^4;
sbit XR=P2^1;*/

sbit SCL=P0^7;
sbit SDA=P0^6;
sbit XR=P0^5;


u16 txreg[]={//tx setting for register
0x7200,//04
0xb525,
0x08cc,
0x021d,
0xb888,
0x0000,
0x00cc,//0a
0x9d9a,
0x00e7,
0x7687,//0d
0x6740,
0x07a0,//0f
0x9e24,
0x1f00,//11
0xd1d1,	
};
void IIC_WriteByte(unsigned char addr, unsigned int dat);
void Delay1ms(uint time)		//11.0592MHz
{
	unsigned long edata i;
	for(;time>0;time--)
	{
		_nop_();
	i = 275UL;
	while (i) i--;
	}
}
void DELAY(void)	//@11.0592MHz 8us
{
	unsigned long edata i;

	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	i = 20UL;
	while (i) i--;
}

void IIC_Start() {//起始信号
  SDA_OUT();
  SDA = 1; DELAY();
  SCL = 1; DELAY();
  SDA = 0; DELAY(); // 下降沿触发起始
  SCL = 0; DELAY();
}
void IIC_Stop() {//停止信号
  SDA_OUT();
  SCL = 0; DELAY();
  SDA = 0; DELAY();
  SCL = 1; DELAY();
  SDA = 1; DELAY(); // 上升沿触发停止
}
bit IIC_WaitAck() {//等待应答
  bit ack;
  SDA_IN(); // 释放总线
  SCL = 1; DELAY();
  ack = SDA; // 读取应答信号
  SCL = 0; DELAY();
  return ack; // 0=应答，1=非应答
}
void IIC_SendAck(bit ack) {//发送应答/非应答
  SDA_OUT();
  SDA = ack; DELAY();
  SCL = 1; DELAY();
  SCL = 0; DELAY();
}
void IIC_SendByte(unsigned char dat) {//发送字节
  unsigned char i;
  SDA_OUT();
  for(i=0; i<8; i++) {
    SDA = (dat >> 7) & 0x01; DELAY(); // 发送最高位
    SCL = 1; DELAY();
    SCL = 0; DELAY();
    dat <<= 1;
  }
  IIC_WaitAck(); // 等待从机应答
}
unsigned char IIC_ReadByte(u8 ack) {//接收字节
  unsigned char i, dat=0;
  SDA_IN(); // 释放总线
  for(i=0; i<8; i++) {
    SCL = 1; DELAY();
    dat <<= 1;
    if(SDA) dat |= 0x01; // 读取数据
    SCL = 0; DELAY();
  }
  IIC_SendAck(!ack); // 发送应答/非应答
  return dat;
}
void IIC_WriteByte(unsigned char addr, unsigned int dat) {//写双字节
	u8 a=(u8)(dat>>8),b=(u8)dat;
  IIC_Start();
  IIC_SendByte(0x90); // 从机地址（写模式，如24C02为0xA0）
  IIC_SendByte(addr); // 寄存器地址
  IIC_SendByte(a); // 写入数据
	IIC_SendByte(b); // 写入数据
  IIC_Stop();
  Delay1ms(10); // 等待EEPROM写入完成
}
unsigned char IIC_Read_Byte(unsigned char addr) {//读单字节
  unsigned char dat;
  IIC_Start();
  IIC_SendByte(0xA0); // 写模式寻址
  IIC_SendByte(addr); // 寄存器地址
  IIC_Start(); // 重新起始
  IIC_SendByte(0xA1); // 从机地址（读模式）
  dat = IIC_ReadByte(0); // 读取数据，最后一个字节发非应答
  IIC_Stop();
  return dat;
}

void main ()
{
	u8 i=0;
	EAXFR = 1; //扩展寄存器(XFR)访问使能
	P0M0=0X00;P0M1=0X00;P1M0=0X00;P1M1=0X01;
	P2M0=0X00;P2M1=0X00;P3M0=0X00;P3M1=0X00;
	P4M0=0X20;P4M1=0X00;P5M0=0X00;P5M1=0X00;
	LED0=0;LED1=0;LED2=1;
	SCL=1;SDA=1;XR=0;
	KEY=1;
	Delay1ms(500);
	while(1)
	{	
		if(!KEY)
		{
			Delay1ms(50);
			if(!KEY)
			{
				LED0=1;LED1=0;LED2=0;
				for(i=0;i<15;i++)
				{
					XR=1;
					IIC_WriteByte((u8)(i+4),txreg[i]);//写双字节
				}
				IIC_WriteByte(0x02,0x0000);//写双字节
				IIC_WriteByte(0x01,0xAB0f);//写双字节
				IIC_WriteByte(0x00,0x4B89);//写双字节调节频率
			}
			while(!KEY);
		}
		else
		{
			XR=0;
			LED0=0;LED1=0;LED2=1;
		}
	}
}

最后总结:这些是个人理解，有什么错误大家可以指正。由于没有公式计算频率，实验时，发射状态最好接射频频率计或频谱仪观测具体频率，对于接收频率校准，可以配合信号源，微调芯片00-02h寄存器数值，并同时读取1A地址信号强度数值，定位到强度值最高时00-02h地址数值。
以下是BK4802N芯片部分寄存器地址功能介绍：

地址0

- 功能：Frac - N的高16位。Frac - N是小数分频器相关参数，用于设置芯片的工作频率等，通过配置这16位数据，可确定频率合成器相关频率参数。
- 读写属性：可读写（W/R）

地址1

- 功能：Frac - N的低16位。与地址0配合，共同完整设置Frac - N值，精准确定芯片工作频率等参数。
- 读写属性：可读写（W/R）

地址2

- 功能：B15 - B13设置从压控振荡器（VCO）到本振（LO）的分频比（Ndiv）；B04 - B00是TX Audio Expander设置，与Ndiv成反比。用于设置信号处理过程中的分频比例等参数，影响信号频率转换等处理。
- 读写属性：可读写（W/R）

地址3

- 功能：保留，暂未定义具体功能。
- 读写属性：可读写（W/R）

地址4

- 功能：包含多个使能控制位，如B15用于禁用/使能频率合成器；B14用于禁用/使能接收前端；B13用于禁用/使能接收中频；B12用于禁用/使能接收ADC等，控制芯片各关键模块的开启与关闭。
- 读写属性：只写（Write Only）

地址5

- 功能：TX晶振振荡器（TXAL Oscillator）和SAR ADC设置，建议使用默认值。用于配置与发射相关的晶振及模数转换相关参数。
- 读写属性：只写（Write Only）

地址6

- 功能：TX Audio和RX Audio设置，建议使用默认值。用于设置发射音频和接收音频相关参数。
- 读写属性：只写（Write Only）

地址7

- 功能：B15 - B13设置接收中频增益，以3dB/步长调节，范围是0 - 21dB；B07 - B05设置发射功率放大器功率电平。用于调节接收信号的增益和发射信号功率强度。
- 读写属性：只写（Write Only）

地址8

- 功能：B04用于使能/禁用ASK调制发射；B03设置低电流模式（16mA）或正常模式（21mA）；B13用于设置通过DSP控制发射/接收（T/R）还是通过寄存器控制等，控制发射的调制模式、工作电流模式及收发控制方式。
- 读写属性：只写（Write Only）

地址9

- 功能：B13用于设置通过DSP控制T/R还是通过寄存器控制；B12用于设置PLL在发射模式还是接收模式；B11用于设置发射模式下射频开关状态等，控制芯片收发模式下的关键功能模块。
- 读写属性：只写（Write Only）

地址10 - 13

- 功能：主要为PLL（锁相环）相关设置，大多建议使用默认值。用于配置锁相环工作参数，保障频率合成等功能稳定运行。
- 读写属性：只写（Write Only）

地址14

- 功能：B15 - B14设置发射音频路径中数字滤波器增益；B13 - B09设置发射音频音量等，调节发射音频信号处理过程中的增益和音量等参数。
- 读写属性：可读写（W/R）

地址15

- 功能：B15 - B00用于设置发射音频偏差限制器，控制发射音频信号的偏差范围。
- 读写属性：可读写（W/R）

地址16

- 功能：B15用于使能发射音频自动增益控制（AGC），控制发射音频信号的自动增益功能。
- 读写属性：可读写（W/R）

地址17

- 功能：设置发射音频AGC相关参数，建议使用默认值。
- 读写属性：可读写（W/R）

地址18

- 功能：B05 - B03设置扬声器在特定条件持续T秒后的开启时间；B02 - B00设置扬声器在特定条件持续T秒后的关闭时间，控制扬声器的开启和关闭时间参数。
- 读写属性：可读写（W/R）

以下是BK4802N芯片这部分寄存器地址的功能介绍：

地址19

- 功能：B15 - B14设置CIC滤波器增益（0dB、1dB、3.5dB、6dB ）；B13 - B12设置FM解调器输出幅度；B03 - B00设置接收音频音量。用于调节接收信号处理过程中的滤波增益、解调输出幅度和音频音量。
- 读写属性：可读写（W/R）

地址20

- 功能：B15用于使能/禁用自动频率控制（AFC）。控制芯片自动频率控制功能的开启与关闭。
- 读写属性：可读写（W/R）

地址21

- 功能：AFC相关设置，建议使用默认值。用于配置自动频率控制的具体参数。
- 读写属性：可读写（W/R）

地址22

- 功能：B11 - B10设置扬声器关闭条件下的外部噪声系数；B07 - B00设置扬声器开启条件下的接收信号强度指示（RSSI）阈值。用于设置与扬声器工作状态相关的噪声和信号强度阈值参数。
- 读写属性：可读写（W/R）

地址23

- 功能：B15用于使能/禁用省电模式；B14 - B13设置省电模式下接收活动周期；B12 - B11设置省电模式下睡眠周期；B08用于设置引脚功能（如PIN7为ASKIN、PIN24为ASKOUT等）。控制芯片的省电模式及相关参数，以及引脚功能设置。
- 读写属性：可读写（W/R）

地址24

- 功能：B07 - B00设置扬声器开启条件下的外部噪声阈值；B13 - B08设置信噪比（SNR）指示器；B06 - B00设置RSSI指示器。用于监测接收信号的信噪比和信号强度，以及设置扬声器开启相关的噪声阈值。
- 读写属性：只读（Read Only）

地址25

- 功能：B07 - B00设置AFC剩余频率。用于获取自动频率控制的剩余频率相关信息。
- 读写属性：只读（Read Only）

地址26

- 功能：B12 - B00设置外部噪声指示器。用于指示接收信号中的外部噪声情况。
- 读写属性：只读（Read Only）

地址27

- 功能：芯片ID 。用于标识芯片身份。
- 读写属性：只读（Read Only）

地址28 - 29

- 功能：分别为设备ID的高16位和低16位。共同组成设备的唯一识别编号。
- 读写属性：只读（Read Only）

地址30

- 功能：B15 - B08设置来自SAR ADC的接收音量指示器；B07 - B00设置扬声器关闭条件下的外部噪声阈值。用于指示接收音量和设置扬声器关闭时的噪声阈值。
- 读写属性：只读（Read Only）

地址31

- 功能：B07 - B00设置扬声器关闭条件下的RSSI阈值。用于设置扬声器关闭时接收信号强度的阈值。
- 读写属性：只读（Read Only）

地址32

- 功能：B14用于设置ASK数据判决方式（0为平均值、1为REG33 ）；B13设置平均速度（采样点数）；B12用于设置是否绕过低通滤波器；B08设置接收音量设置方式；B07 - B00设置接收音频音量。用于配置ASK数据处理、接收音量设置等相关参数。
- 读写属性：可读写（W/R）

地址33

- 功能：B15 - B00设置“0”“1”ASK数据判决阈值。用于确定ASK调制方式下数据判决的阈值。
- 读写属性：可读写（W/R）

视频演示

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