s3c2440IIS应用.doc

s3c2440的IIS应用放音与录音No Comments知识点, by lyping. | Tags: I2CIIS（Inter-IC Sound）由飞利浦公司开发，是一种常用的音频设备接口，主要用于CD、MD、MP3等设备。s3c2440一共有5个引脚用于IIS：IISDO、IISDI、IISSCLK、IISLRCK和CDCLK。前两个引脚用于数字音频信号的输出和输入，另外三个引脚都与音频信号的频率有关，可见要用好IIS，就要把信号频率设置正确。IISSCLK为串行时钟，每一个时钟信号传送一位音频信号，因此IISSCLK的频率声道数采样频率采样位数，如采样频率fs为44.1kHz，采样的位数为16位，声道数2个（左、右两个声道），则IISSCLK的频率32fs1411.2kHz。IISLRCK为帧时钟，用于切换左、右声道，如IISLRCK为高电平表示正在传输的是左声道数据，为低电平表示正在传输的是右声道数据，因此IISLRCK的频率应该正好等于采样频率。由于IIS只负责数字音频信号的传输，而要真正实现音频信号的放、录，还需要额外的处理芯片（在这里，我们使用的是UDA1341），CDCLK为该芯片提供系统同步时钟，即编解码时钟，主要用于音频的A/D、D/A采样时的采样时钟，一般CDCLK为256fs或384fs。通过以上分析可以发现，采样频率fs对频率的设置至关重要。而fs不是任意设置的，一般基于不同的应用场合和听觉效果，而设置不同的几个固定的值，如8kHz、16kHz、22.05kHz、44.1kHz、48kHz、96kHz等。为了使系统得到以fs为基数的各类时钟信号，就要重新调整系统时钟。s3c2440用于IIS的时钟源有PCLK和MPLLin，我们这里选择PCLK作为IIS的时钟源。PCLK经过两个预分频器处理后分别得到IISSCLK、IISLRCK和CDCLK（预分频器A得到IISSCLK、IISLRCK，预分频器B得到CDCLK）。寄存器IISPSR是IIS预分频器寄存器，59位是预分频器A，04位是预分频器B，一般来说，这两个预分频器的值N相等，即只要知道一个，另一个也就知道，而这里我们是通过CDCLK来计算预分频器B的值N的，即CDCLKPCLK / (N1)。PCLK与FCLK有一定的比例关系，而FCLK又是由输入频率Fin得到。在这里，我们为了简化计算，不改变PCLK与FCLK的比例关系（即维持在启动代码中定义的1:8的关系），那么由Fin而得到CDCLK一共涉及到四个参数：MDIV、PDIV、SDIV和前面公式中的N，涉及到的寄存器有MPLLCON和IISPSR。因此要得到这四个参数值，就需要一点耐心地计算，原则是误差最小，其中需要注意的是，计算的结果（包括中间过程的结果）不要溢出，即不要超过32位。例如Fin为12MHz，我们设置采样频率fs44.1kHz，而CDCLK384fs16.9344MHz，那么经过计算，最终得到N3，MDIV150，PDIV5，SDIV0，即IISPSR = (3 5) | 3;，MPLLCON = (15012) | (54) | 0;。s3c2440有关IIS的寄存器除了IISPSR外，还包括IIS控制寄存器IISCON，主要用于控制数据传输的方式、预分频器和IIS接口是否开启；IIS模式寄存器IISMOD，主要用于设置IIS的时钟源、主从方式、接收发送方式、串行接口方式、每个声道串行数据位数和各种频率值；IIS的FIFO接口寄存器IISFCON用于设置和判断数据传输的FIFO状态；而寄存器IISFIFO则用于音频数据的传输。由于s3c2440要实现IIS的录、放音，还需要UDA1341芯片，因此我们再简要介绍一下这个芯片的使用。s3c2440与UDA1341之间除了我们前面介绍过的IIS接口相连接外，还有一个称之为L3总线的连接，用于s3c2440配置UDA1341内部的寄存器。由于s3c2440不具备L3总线接口，因此我们是用三个通用IO口来模拟L3，从而实现L3总线的传输。UDA1341有两种模式：地址模式和数据传输模式。地址模式表示传输的是地址信息，它的高6位永远是000101，低两位表示的是传输的模式，是状态模式、数据0模式还是数据1模式，其中状态模式主要用于配置UDA1341的各类初始状态，数据模式主要用于改善音频输入、输出的效果。下面我们就给出具体的程序，在这里我们使用的是正常模式来实现数据的输入和输出的，即不使用DMA模式。首先是实现s3c2440对某一音频信号数据的输出，即放音。我们事先已知道该音频信号的各类特性，如采样频率、声道数、采样信号的位数等。 /L3接口#define L3C (14) /GPB4 = L3CLOCK#define L3D (13) /GPB3 = L3DATA#define L3M (12) /GPB2 = L3MODE/纯音频信号数据数组unsigned char music = 0xB8, 0xFF, 0xBA, 0xFF, 0xBF, 0xFF, 0xC0, 0xFF, 0xD4, 0xFF, 0xD3, 0xFF, 0xF2, 0xFF, 0xED, 0xFF,0x0E, 000, 005, 000, 0x1C, 000, 0x0F, 000, 015, 000, 006, 000, 0xFC, 0xFF, 0xEC, 0xFF, /L3总线接口的写函数/输入参数data为要写入的数据/输入参数address，为1表示地址模式，为0表示数据传输模式static void WriteL3(U8 data,U8 address)int i,j;if(address = 1)/地址模式；rGPBDAT = rGPBDAT & (L3D | L3M | L3C) | L3C; /L3D=L, L3M=L(地址模式), L3C=HElse/数据模式；rGPBDAT = rGPBDAT & (L3D | L3M | L3C) | (L3C | L3M); /L3M=H(数据传输模式)for(i=0;i10;i+); /等待一段时间/并行数据转串行数据输出，以低位在前、高位在后的顺序for(i=0;i8;i+)if(data & 01) / HrGPBDAT &= L3C; /L3C=LrGPBDAT |= L3D; /L3D=Hfor(j=0;j5;j+); /等待一段时间rGPBDAT |= L3C; /L3C=HrGPBDAT |= L3D; /L3D=Hfor(j=0;j5;j+); /等待一段时间else / LrGPBDAT &= L3C; /L3C=LrGPBDAT &= L3D; /L3D=Lfor(j=0;j5;j+); /等待一段时间rGPBDAT |= L3C; /L3C=H使CLOCK 为1；rGPBDAT &= L3D; /L3D=Lfor(j=0;j= 1;rGPBDAT = rGPBDAT & (L3D | L3M | L3C) | (L3C | L3M); /L3M=H,L3C=H/放音void playsound(unsigned char *buffer, int length)int count,i;char flag;rGPBDAT = rGPBDAT & (L3M|L3C|L3D) |(L3M|L3C); /L3开始传输：L3M=H, L3C=H/配置UDA1341WriteL3(014 + 2,1); /状态模式(000101xx+10)WriteL3(060,0); /0,1,10, 000,0 : 状态0,复位WriteL3(014 + 2,1); /状态模式 (000101xx+10)WriteL3(010,0); /0,0,01, 000,0 : 状态0, 384fs,IIS,no DC-filteringWriteL3(014 + 2,1); /状态模式 (000101xx+10)WriteL3(0xc1,0); /1,0,0,0, 0,0,01:状态1,/Gain of DAC 6 dB,Gain of ADC 0dB,ADC non-inverting,/DAC non-inverting,Single speed playback,ADC-Off DAC-On/配置s3c2440的IIS寄存器/预分频器为3，所以CDCLK=PCLK/(3+1)=16.928kHzrIISPSR = 3 5|3;/无效DMA，输入空闲，预分频器有效rIISCON = (05)|(04)|(03)|(12)|(11);/PCLK为时钟源，输出模式，IIS模式，每个声道16位，CODECLK=384fs，SCLK=32fsrIISMOD = (09)|(08)|(26)|(05)|(04)|(13)|(12)|(10);rIISFCON = (015)|(113); /输出FIFO正常模式，输出FIFO使能flag=1;count=0;/开启IISrIISCON |= 01;while(flag)if(rIISCON & (17)=0) /检查输出FIFO是否为空/FIFO中的数据为16位，深度为32/当输出FIFO为空时，一次性向FIFO写入32个16位数据for(i=0;i32;i+)rIISFIFO=(buffer2*i+count)+(buffer2*i+1+countlength)flag=0; /音频数据传输完，则退出rIISCON = 00; /关闭IISvoid Main(void)/配置MPLL/fs=44.1kHz,CODECLK=384fs=16.9344MHz/不改变CLKDIVN，所以PCLK=FCLK/8/MPLLCON:MDIV=150,PDIV=5,SDIV=0，所以FCLK=541.7143MHz,PCLK=67.714MHzrMPLLCON = (150 12) | (54) | 0;/配置L3接口总线，GPB2:L3MODE, GPB3:L3DATA, GPB4:L3CLOCKrGPBCON = 0015550; /输出rGPBUP = 0x7ff; /上拉无效rGPBDAT = 0x1e4;/配置IIS接口rGPEUP = rGPEUP & (0x1f) | 0x1f; /上拉无效，GPE4:0 1 1111rGPECON = rGPECON & (0x3ff) | 0x2aa;playsound(music,sizeof(music);while(1);上面的程序可以实现简单的播放内存中固有音频数据的功能，下面的程序实现了录制一段音频数据，然后再播出的功能。我们用UART来控制录、放音：当s3c2440接收到051时录音，接收到055时停止录音，接收到066时放音。 #define L3C (14) /GPB4 = L3CLOCK#define L3D (13) /GPB3 = L3DATA#define L3M (12) /GPB2 = L3MODEunsigned char record_buffer1000000; /用于存放录制的音频数据char stop,cmd;/UART中断void _irq uartISR(void)char ch;rSUBSRCPND |= 01;rSRCPND |= 0128;rINTPND |= 0128;ch=rURXH0;switch(ch)case 051: /开始录音cmd=001;break;case 055: /停止录音stop=1; /置退出录音标志break;case 066: /放音cmd=003;break;rUTXH0=ch; /录音/输入参数为数组，输出参数为所录制数据的字节长度int record(unsigned char * buffer)int count,i;unsigned short temp;rGPBDAT = rGPBDAT & (L3M|L3C|L3D) |(L3M|L3C); /L3开始传输: L3M=H, L3C=H/配置UDA1341WriteL3(014 + 2,1); /状态模式(000101xx+10)WriteL3(060,0); /0,1,10, 000,0 : 状态0,复位WriteL3(014 + 2,1); /状态模式 (000101xx+10)WriteL3(010,0); /0,0,01, 000,0 : 状态0, 384fs,IIS,no DC-filteringWriteL3(014 + 2,1); /状态模式 (000101xx+10)WriteL3(0xa2,0); /1,0,1,0, 0,0,10 状态1/Gain of DAC 0 dB,Gain of ADC 6dB,ADC non-inverting,/DAC non-inverting,Single speed playback,ADC-On DAC-OffWriteL3(014 + 0,1); /DATA0 (000101xx+00)WriteL3(0x7b,0); /01,11 10,11 : Data0, Bass Boost 1824dB, Treble 6dBWriteL3(0xc4,0); /1100 0,100 : Extended addr(3bits), 100WriteL3(0xf0,0); /111,1 00,00 : DATA0, Enable AGC, 00, input amplifier gain channel 2 (2bits)WriteL3(0xc0,0); /1100 0,000 : Extended addr(3bits), 000WriteL3(0xe0,0); /111, 00000 : MA = 0dBWriteL3(0xc1,0); /1100 0,001 : Extended addr(3bits), 001WriteL3(0xe0,0); /111, 00000 : MB = 0dBWriteL3(0xc2,0); /1100 0,010 : Extended addr(3bits), 010WriteL3(0xf9,0); /111,1 10,11 : DATA0, MIC Amplifier Gain 27dB, input 1 X MA + input 2 X MB/配置s3c2440的IIS寄存器/预分频器为3，所以CDCLK=PCLK/(3+1)=16.928kHzrIISPSR = 35|3;/无效DMA，输出空闲，预分频器有效rIISCON = (05)|(04)|(13)|(02)|(11);/PCLK为时钟源，输入模式，IIS模式，每个声道16位，CODECLK=384fs，SCLK=32fsrIISMOD = (09)|(08)|(16)|(05)|(04)|(13)|(12)|(10);rIISFCON = (014)|(112); /输入FIFO正常模式，输入FIFO使能count=0;/开启IISrIISCON |= 01;while(stop=0)if(rIISCON & (16)=0) /检查输入FIFO是否为满/FIFO中的数据为16位，深度为32/当输入FIFO为满时，一次性读取FIFO中的32个16位数据for(i=0;i8);count+=64;if(count1000000)stop=1; /当录制的数据超过数组长度时，退出rIISCO