毕业论文GPS公交报站

1、毕业设计说明书（论文）作 者:学 号：学 院:专业:题 目:基于GPS的汽车报站器设计指导者：（姓 名） （专业技术职务）评阅者：（姓 名） （专业技术职务）2012年5月38 / 42毕业设计说明书（论文）中文摘要随着经济的增长，城市人口逐渐增多，城市的车辆也是逐年递增，城市道路变得越来越拥挤。公共交通由于具有效率高、方便、快捷、价格低廉的特点，已经成为了人们出行时普遍的选择。在全球定位系统(GPS)应用于车辆导航的发展趋势之下，GPS技术日益发展成熟，GPS产品成本逐渐下降。因而具有定位精度高，语音自动播报等特点的GPS语音报站系统的提出具有必然性。本文设计了一种基于GPS的汽车报站系统，

2、系统主要由ARM9、GPS、SD卡、LCD和键盘组成。采用自动报站的方式可以大大减轻驾驶员的工作量，促进公交系统的现代化进程，能够使驾驶员从手动报站的模式中解脱出来，从而更加专心于行驶，减少了安全隐患。关键词 GPS，IIS，S3C2440，UDA1341，报站器，音频解码毕业设计说明书（论文）外文摘要Title The Design of Auto-Stop Device based on GPS-Newspaper Station Voice Playback and Overall DesignAbstractWith the growth of economy, and city po

3、pulation gradually increased, the vehicle of city also is increasing year after year, The roads of citybecome more and more crowded. Due to its high efficiency, convenience, fast, low prices , Public transport has become a popular choice when people travel. In the trend of development of the global

4、positioning system (GPS) applied in vehicle navigation ,the GPS technology is growing maturity, GPS product cost decreased gradually. It has high positioning accuracy, automatic speech broadcast features .So Auto-Stop Device based on GPS presented has inevitability. This paper introduces a design of

5、 newspaper station system based on GPS , the system is mainly composed of ARM9, GPS, LCD and SD card, keyboard.The newspaper station can greatly reduce the driver 's workload, promote the modernization of public transportation system, can make the driver from the manual station pattern in relief

6、, thus driver can put more concentrate on driving, reduces potential safety hazards.Keywords gps,iis,s3c2440,udal341,newspaper station device,audio decoder（空2行） 目 录 （4号黑体，居中）1 引言随着国民经济的不断发展和城市人口的不断增长，城市中的公交车日益凸显出了其特有的优势：方便、快捷、价格低廉、运载量大、能耗低、低污染，因此公交车逐渐成为了广大人民出行首选的交通工具。近些年来手动按键报站方式仍然是公交车上比较普遍采用的报站方式，但

7、其报站不准确，并且报站时需要由驾驶员进行手动操作，这给行驶中的车辆带来了一定的安全隐患。现阶段虽然国已经有些大中城市的公交车上已经采用了基于GPS定位系统的自动报站方式，但其昂贵的成本，目前难以实现普与。本设计主要目的是针对目前公交车常见报站方式的主要缺陷，探索设计出一种物美价廉的公交报站器。1.1 课题的研究意义近年来，交通需求迅速扩大，公交车的需求在日益增加。1997年，我国城市公共汽车拥有量约17万辆，其中型城市公共客车约为9万辆，年客运总量达280万亿人次。人民日报曾开展了“明天我们怎样出行”的讨论，结果公众提出的第一途径就是公共汽车。和其他出行方式相比，公交客车更能发挥快捷、方便、安

8、全、集中、效率高、道路占有率低、耗能低廉的优势，是有效解决城市交通拥堵的最好方式，因此在许多集中型城市和汽车化程度不高的国家，特别是交通状况欠佳的发展中国家的城市，公共交通处于优先发展的地位。一些私人轿车占有率较高的国家也提出要恢复和发展公共交通。如美国纽约上下班时利用公共交通工具的人数超过半数。法国巴黎早晚高峰时，公共交通车辆出行比达85%，平时为56%60%。随着城市公交事业的迅速发展，国公交车的质量已经有了很大的改善，就报站方式来说，国公交车报站方式已经有了很大改善，已经由传统的喊话报站变为了手动按键报站的方式。虽然按键式报站器使用比较方便，但是由于驾驶员需要在保证安全驾驶的前提下进行报

9、站，所以经常出现报站不与时，甚至错报、漏报的现象，而且驾驶员在驾驶过程中进行报站也存在一定的安全隐患。而采用GPS定位自动报站的方式可以大大减轻驾驶员的工作量，更能促进公交系统的现代化进程。利用GPS可以确定公交车的地理位置，只需把当前位置同公交站点的位置数据相比较，就可以知道公交车是否到达站点，使得报站系统具有一定的智能性、准确性，这种基于GPS的智能报站系统能够杜绝驾驶员在驾驶过程中因兼顾报站器而带来的隐患， 同时也大大方便了乘客，特别适合因汽车行业高速发展而导致交通问题日益严峻的中国国情。该系统在GPS导航领域和商业领域都有着非常大的潜力，具有广阔的发展前景。传统的公交车的系统装备和管理

10、模式还存在着很多缺点和不足。而城市公共交通是城市建设和发展的重要组成部分，体现了一个城市的形象与风貌，同时，好的公交运营系统能为城市公共交通事业的发展创造良好条件与环境，从而创造良好的社会效益与经济效益。近年来随着GPS技术日益发展成熟和GPS产品成本的降低，具有定位精度高、自动语音播报等特点的GPS语音报站系统的提出具有必然性。1.2 课题的研究现状在现阶段对于智能交通系统的研究许多国家都已经投入了巨大的人力和物力，并成为继航空航天、军事领域之后高新技术应用最集中的领域。目前已形成以美国、日本、欧洲为代表的三大研究中心。据欧美国家的ITS应用统计，以GPS为基础的道路引导、车辆导航系统已成为

11、当前最大的ITS用户市场，并占据了全部ITS用户支出的29。对于国的车载GPS产品在过去的几年里得到了长足的发展，2011年中国GPS市场销售量达到122.3万套，销售额为78.9亿元，与2010年相比，销量和销售额增长率分别为50.1%和88.3%。在美国，对智能交通系统（ITS）的研究虽然起步最晚，但由于投入较多，目前已处于该领域的领先水平。美国建立有结合救助服务的辅助导航系统，该系统即为一个监控中心，由较为完善的功能强大的计算机管理系统并配有电子地图与通信连接设备组成，能为装有GPS设备的车辆提供定位跟踪管理、报警服务受理、求助服务受理、紧急救援提供、在线语音导航以与安全防盗服务等。另外

12、，美国为了防止交通堵塞、提高公路运输能力，利用GPS、城市交通地理信息和移动通信，与交通管理中心联络，为司机提供实时的交通信息，指引车辆选择最佳的行车路线，避开交通堵塞路段，还可以为司机与时调整车距避免撞车提供信息。欧洲在ITS的研究方面采取整个欧洲一体化的方针，由政府、企业和个人三方面共同出资进行智能运输系统的研究，著名的项目有PROMETHEUS和DRIVE等，其中DRIVE工程是目前世界上交通运输界规模最大的合作研究计划，共有12个国家的700多个单位参加，经费达5亿欧元。欧洲许多国家同中国一样具有悠久的历史，城市街道一般都比较狭窄。但是，它们通过实施公交优先政策，设立公交专用道，为公交

13、车提供优先通行信号，布设智能公交监控与调度系统等措施，提高公交车辆运行速度和公交服务质量以吸引公众乘坐公交车出行，从而有效地缓解了城市交通压力，有效解决了城市交通问题，并取得了明显的社会经济效益，这些经验值得中国许多大中城市借鉴。虽然现阶段我国许多城市公交企业已经逐步启动了公交智能化建设，但是成规模的不多，目前比较有规模的城市有：公交、公交、公交、公交，主要技术有GPS技术和GIS技术。目前，国大部分公交车基本上是采用人工手动报站的方式，部分城市已经采用了GPS语音自动报站系统，如、等城市。由于GPS语音自动报站器成本还比较昂贵，现阶段还未普与。据了解，市25辆从龙口西到八路的133路公交车上

14、全部安装了这种GPS系统。市284路公交车率先正式安装全国最先进的GPS导航系统和车载电子地图。公交GPS智能报站器正全面铺开，目前K1、19等多条线路已经开始试用。2 需求分析基于GPS的报站器就是应用GPS定位技术实现公交车辆无触摸全自动播报进出站服务用语、温馨提示、自动拐弯安全乘车提示等诸多自动化服务功能。GPS报站器在运行前需要进行站点信息采集，存储需要报站地点的经纬度信息到SD卡。同时站点信息、报站语音文件在运行钱也需要按照一定的规则存放在SD卡中。运行期间，GPS模块不断读取GPS数据，经过处理后按照预先指定的规则与存储在SD卡中的站点GPS信息比对，当接收的经纬度信息与存储的某站

15、点经纬度信息一致时，表明公交车已行驶到某需要播报语音的地点，这时就可以自动播报相应站点的提示语。该系统主要由GPS接收模块，ARM处理器，语音处理模块，SD卡读写模块，显示，人机接口等主要部分组成。基于GPS的报站器设计的要求与技术指标：采用S3C2440处理器控制公交车语音报站器；公共汽车车到达A站时扬声器发出“A站到了，请从后门下车”的语音信号，当监测到汽车启动信号时，扬声器发出“车辆启动，请站稳扶好，下一站B站”的语音信号，运行期间对于上下桥、转弯等路况给出相应的语音提示；报站点个数至少100个；根据实际需要显示站点提示和友情提示信息；能够自动切换上行下行线路；整个系统应具有声音清晰自然

16、，体积小、成本低，可靠性高，安装、调试、使用都很方便的特点；系统应具有：自动报站，信息显示，数据采集等主要功能。3总体设计3.1 系统概述基于GPS的自动报站系统的主要原理是通过GPS模块接收导航信息，计算出车辆当前的经纬度坐标信息，然后将此坐标信息与事先存储在SD卡中的车站的经纬度坐标信息进行比对，根据预先设定的误差距离和规则就可查得车站站名等信息。最后由语音模块和显示模块分别向乘客播报车站语音和显示站点信息。图3.1为基于GPS的报站器基本原理框图。GPS M-87 模块UDA1341模块S3C24400处理器图3.1 基于GPS报站器原理框图SD卡模块12864液晶模块GPS数据语音数据

17、语音播报信息显示GPS数据该系统运行前需要进行站点的GPS信息采集，将站点的经纬度信息存储到SD卡中。站点GPS信息采集过程中，当公交车辆到达需要播报的地点时，通过按下按键，GPS接收模块接收GPS卫星发送的定位数据，然后将这些经纬度信息通过串口发送给S3C2440控制器进行处理，经简单的字符串提取操作可分别找出GPS信号中的经度、纬度等定位信息，然后按照预设的格式将得到的站点GPS信息存储到SD卡上指定的文件中。运行前相应的播报语音文件也需要按照一定的规则存储到SD卡中。运行过程，当不断接收到的GPS信息与SD卡中的某站点经纬度信息比对结果一致时，表示公交车行驶到达某需要播报的地点，此时S3

18、C2440控制器从SD卡上读取相应的音频文件数据，送至UDA1341进行语音解码，播报相应语音文件，于此同时12864液晶模块根据需要显示相应的提示。系统运行时的总体流程图如图3.2所示。Y图3.2 系统总体流程图开始YNY系统初始化运行模式接受GPS信息到 站放音模块初始化读取语音数据放音站点坐标写入SD卡结束N按键按下N站点信息显示Y采集数据N接受GPS信息GPS数据处理Y与上一站点一样NYGPS信息处理比对结束N3.2 系统设计本系统以Samsung公司的S3C2440处理器是为控制核心，通过长天科技公司的HOLUXM-87GPS模块接收GPS数据，通过LCD12864液晶显示站点名称和

19、提示等信息，飞利浦公司的数字音频芯片UDA1341用于音频数据的解码与播放，SD卡模块负责组织管理系统所使用的文件以与文件的读写操作，另外系统还包括键盘输入模块用于GPS信息采集。系统的整体框架图如图3.3所示。图3.3 总体设计框图S3C2440处理器电源、复位等基本电路GPS模块键盘输入UDA1341模块12864模块放音SD卡模块根据以上总体设计框图，整个系统可以分为以下几个模块：S3C2440主控模块、按键模块、GPS模块、SD卡模块、音频播放模块、LCD显示模块，系统模块设计框图如图3.4所示。S3C2440处理器按键 模块LCD 模块音频播放 模块SD卡模块GPS 模块图3.4 模

20、块设计框图根据系统的需求以与功能模块的划分，具体需要完成以下任务：1硬件设计：设计S3C2440处理器的最小系统电路。设计SD卡的模块电路。设计语音解码器的接口电路。设计LCD12864的接口电路。设计GPS的接口电路。设计按键的接口电路。2软件设计：设计SD卡读写程序。设计LCD12864液晶显示程序。设计语音解码器基本控制程序。设计GPS的控制程序。设计按键的控制程序。设计系统的主控程序。本课题是由四位同学共同完成。我主要完成的任务：根据语音解码器的通信协议编写语音解码器的控制程序。设计系统主控程序。设计语音解码器的接口电路。4系统硬件设计4.1语音解码器在智能语音产品需求的驱动下，越来越

21、多的生产厂商相继推出了具有各种功能和标准的语音处理接口协议。其中IIS是SONY、PHILIPS等公司共同推出的一种主要针对数字音频处理技术和设备的标准接口，它将音频数据和时钟信号进行分离。随着该标准的广泛应用，许多厂家纷纷开发了支持该标准的语音芯片，但大多数由于功能单一、操作复杂，没有得到广泛应用。PHILIPS公司生产了一种支持IIS总线的音频编解码芯片UDA1341，由于其功能强大、低功耗、低电压与其具有DSP语音功能等特征，目前已被广泛应用到了各种嵌人式语音系统中。PHILIPS公司的UDA1341是一块功能强大、物美价廉的专用语音处理芯片。该芯片集语音放大、滤波、采样、A/D和D/A

22、转换等功能于一体，并且能进行DSP数字语音处理。UDA1341的管脚如图4.1所示。图4.1 UDA1341芯片管脚根据串行音频数据输入的格式和每个声道字长的不同，UDA1341支持4中操作模式，分别是：字长不超过20位的IIS总线模式；字长不超过20位的最高位对齐（MSB-justified）模式；字长为16，18，或20位的最低位对齐（LSB-justified）模式；输出采用最高位对齐，输入采用字长为16，18或20位的最低位对齐模式。四种模式下左右声道的数据采用时间复用的方式。本系统采用IIS总线模式，该模式下的时序图如图4.3所示。图4.3 IIS总线模式时序图4.2 IIS总线在I

23、IS传输协议中，其音频信号、时钟信号以与控制信号是分开传输的。为了减少所需管脚和传输线数目以保持传输的简单，IIS只使用了三条线传输：数据传输同步时钟（SCK）：SCK是模块的同步信号，从模式时由外部提供，主模式时由模块部自己产生。声道选择（WS）：WS是声道选择信号，用于表明数据发送端所选择的声道，当WS0，表示选择左声道：WS1，表示选择右声道。串行数据传输线（SD）：串行数据在IIS中以二进制补码的形式在数据线中传输，首先传输最高位。这是因为数据发送端和数据接收端可能是不同的字长，这样就没有必要让数据发送端知道数据接收端能够接收多少位数据或者使数据接收端知道数据发送端要发送多少位数据。当

24、系统字长比数据发送端字长长的时候，数据传输的时候就会出现截取现象，即如果数据接收端接收的数据位比它规定的字长长的话，那么规定字长最低位（LSB）以后的所有位将会被忽略。 另一种情况，如果接收的字长比它规定的字长短的话，那么空余出来的位将会以 0 填补。因此最高位的数字有一个固定的位置，然而最低位（LSB）的数字却依据它所接收的字长来确定。在下一个字的时钟周期到来的时候，数据传输端将会发送该字的最高位。通过这种方式可以使音频信号的最有效位得到传输从而保证正确的听觉效果。从数据的接收和发送的角度来说，可以分为数据接收端（Transmitter）和数据发送端（Receiver），从时钟信号和声道选择

25、信号的产生的角度来说，可以分为主机（Master）和从机（Slaver）。在数据发送端和数据接收端之间，使用了一样的时钟信号，产生时钟信号和声道选择信号的是主机（Master）。因此IIS就存在三种不同的模式：数据发送端产生SCK，WS信号，数据发送端为主机，数据接收端成为从机，如图4.5所示：WSSD传输断接收端SCK图4.5 传输端为主机数据接收端产生SCK，WS信号，数据接收端为主机，数据发送端成为从机，如图4.6所示：图4.6 接收端为主机WSSD传输断接收端SCK当有多个数据接收端和多个数据发送端的时候，很难确定谁作为主机，因此出现了另一种模式，即设计一个控制器专门负责产生时钟和声道

26、选择信号，如图4.7所示：图4.7 控制端为主机WSSD传输断接收端SCK控制端本系统采用的是第三种模式，由系统的处理器S3C2440提供时钟信号WS和SCK用来控制数字音频数据在各个IC之间的流向。4.3 S3C2440和UDA1341接口电路本系统放音模块的硬件部分主要是主控芯片与音频解码芯片之间的电路设计与硬件线路连接。由于S3C2440置IIS总线接口，而且UDA1341支持IIS总线格式，因此UDA1341与S3C2440处理器的电路连接比较简单，S3C2440处理器通过IIS总线可直接外接UDA1341芯片。S3C2440与UDA1341之间除了IIS接口相连接外，还有一个称之为L

27、3总线的连接，L3总线主要用于S3C2440配置UDA1341部的寄存器。由于S3C2440不具备L3总线接口，因此本系统是使用S3C2440的三个通用IO口来模拟L3总线，从而实现L3总线的传输。UDA1341和微控制器之间数据和控制信息的交换是通过L3硬件接口实现的。该接口包含3根信号线， 分别是串行数据线L3DATA、模式选择线L3MODE和串行时钟线L3CLOCK。L3接口操作有两种模式：地址模式和数据传输模式。L3MODE为低电平时的操作为地址模式，高电平时的操作为数据传输模式。地址模式用于选中后续操作所要访问的芯片部寄存器，被地址模式选中的寄存器会一直保持有效，直到UDA1341收

28、到新的地址模式命令。数据传输模式用于将音频处理和系统控制参数写入UDA1341并可以读取回放的音频数据的峰值电平。S3C2440的IIS总线信号与UDA1341的IIS信号直接相连。L3接口的引脚L3MODE、L3CLOCK和L3DATA分别连接到S3C2440的GPB2、GPB3和GPB4通用IO引脚，利用这3个IO口模拟L3总线的全部时序和协议。L3总线的时钟不是连续时钟，它只在数据线上有数据时才发出8个周期的时钟信号，其他情况下时钟线始终保持高电平。S3C2440和UDA1341接口电路如图4.8所示。图4.8S3C2440和UDA1341接口电路5系统软件设计5.1 程序流程开机后主程

29、序首先会对整个系统进行初始化，包括IO口、中断、系统时钟等相关的初始化。然后不停的监测键盘操作输入，如果接收到键盘返回的操作信息，主程序就会做出相应的操作响应。系统运行后有两种情况：信息采集和运行模式。信息采集时，当到达需要报站的地点时，通过按动按键将当前地点的GPS信息记录到SD卡中。运行模式时，不断从GPS模块获取定位信息，按照一定的规则与SD卡中存储的GPS信息进行比对，当比对成功后说明到达了报站地点，此时还需要判断是不是上一个已报站的站点，如果是上一报站点则不再报站，否则初始化UDA1341，读取去语音数据进行站点信息播报，并且通过LCD显示相应的站点信息。主程序流程图如图5.1所示：

30、图5.1 程序流程图YNYY开始系统初始化运行模式接受GPS信息GPS信息比对到站放音模块初始化读取语音数据放音GPS信息采集结束N按键按下N与上一站点一样NY5.2IIS接口编程5.2.1 S3C2440的IIS接口介绍S3C2440的IIS总线接口作为一个编解码接口可连接外部8/16位立体声音频解码IC。S3C2440的IIS接口结构图如图5.2所示。BRFCTxFIFORxFIFOSCLKGCHNCSFTRIPSR_AIPSR_BADDRDATACNTLPCLKMPLLinSDSCLKLRCKCDCLK图5.2 IIS总线结构图功能描述：总线接口、寄存器组和状态机（BRFC）：总线接口逻

31、辑和FIFO访问由状态机控制。5位双预定标器（IPSR）：一个预定标器用于IIS总线接口的主时钟发生器，另外一个用作外部编解码时钟发生器。64位FIFO（TxFIFO和RxFIFO）：在发送数据传输时，数据写到TxFIFO；在接收数据传输时，从RxFIFO读取数据。主IISCLK发生器（SCLKG）：在主设备模式，串行位时钟是从主时钟生成。 通道发生器和状态机（CHNC）：IISCLK和IISLRCK是由通道状态机生成并控制。15位移位寄存器（SFTR）：在发送模式下并行数据移位成串行数据输出，在接收模式下串行数据输入移位成并行数据。5.2.2IIS接口特殊寄存器在S3C2440下IIS接口的

32、配置都是通过设置相关的寄存器来完成的。下面详细叙述S3C2440使用IIS接口需要做的配置工作。S3C2440处理器与IIS总线相关的寄存器共有5个，包括IIS控制寄存器IISCON、IIS模式寄存器IISMOD、IIS预定标器寄存器IISPSR、FIFO控制寄存器IISFCON和FIFO寄存器IISFIFO。IIS控制寄存器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。IISCON 寄存器对每个字节都是可访问的。IISCON各位的作用如表5.1和表5.2所示。表5.1IIS控制寄存器（IISCON）寄存器地址读写描述复位值IISCON 0x55000

33、000（Li/HW，Li/W，Bi/W）0x55000002（Bi/HW）R/W IIS控制寄存器0x100表5.2 IISCON各位描述IISCON位描述初始值左右声道标记80：左声道 1：右声道1发送FIFO就绪标记70：没有就绪 1：就绪0接收FIFO就绪标记60：没有就绪 1：就绪0发送DMA请求使能50：请求禁止 1：请求使能0接收DMA请求使能40：请求禁止 1：请求使能0发送通道空闲命令3在空闲模式下IISLRCK是不激活的（暂停传输）0表示IISLRCK产生，1表示不产生0接收通道空闲命令2在空闲模式下IISLRCK是不激活的（暂停传输）0表示IISLRCK产生，1表示不产生0

34、预定标器寄存器使能10：禁止 1：使能0IIS接口使能00：禁止 1：使能0IIS模式寄存器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。IISMOD各位的作用如表5.3和表5.4所示。表5.3 IIS模式寄存器（IISMOD）寄存器地址读写描述复位值IISMOD0x55000004（Li/HW， Li/W， Bi/W）0x55000006（Bi/HW）R/W IIS模式寄存器0x0表5.4 IISMOD各位描述IISMOD位描述初始值主设备时钟选择90：PCLK 1：MPLLin0主从模式选择80= 主设备模

35、式（IISLRCK 和IISCLK输出模式）1= 从设备模式（IISLRCK 和IISCLK输入模式）0发送/接收模式选择7:600=无 01=接收模式 10=发送模式 11=收发模式00左右通道优先级50：右通道高左通道低，1：右通道低左通道高0串行接口格式40：IIS总线格式，1：MSB可调格式0每通道串行数据位30：8位 1：16位0主时钟频率选择20：256fs1：384fs（fs:采样频率）0串行位时钟频率选择1:000= 16fs，01= 32fs，10= 48fs，11=未定义。0IIS预定标器寄存器寄存器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

36、。IISPSR各位的作用如表5.5和表5.6所示。表5.5 IIS预定标器寄存器（IISPSR）寄存器地址读写描述复位值IISPSR0x55000008 （Li/HW， Li/W， Bi/W）0x5500000A （Bi/HW）R/W IIS预定标器寄存器0x0表5.6 IISPSR各位描述IISPSR位描述初始值A预分频值9:5数据值:031预定标器A生成用于部模块的主设备时钟且除数因子是N+100000B预分频值4:0数据值:031预定标器B生成用于部模块的主设备时钟且除数因子是N+1 00000IISFIFO控制寄存器IIS的FIFO控制寄存器IISFCON用于设置和判断数据传输的状态。

37、IISFCON各位的作用如表5.7和表5.8所示。表5.7IIS FIFO控制寄存器（IISFCON）寄存器地址读写描述复位值IISFCON0x5500000C（Li/HW， Li/W， Bi/W）0x5500000E（Bi/HW）R/W IIS模式寄存器0x0表5.8 IISFCON各位描述IISFCON位描述初始值发送FIFO模式选择150：普通模式 1：DMA模式0接收FIFO模式选择140：普通模式 1：DMA模式0控制发送FIFO使能130：禁止1：使能0控制接收FIFO使能120：禁止 1：使能0发送端FIFO数据计数11:6计数值032000000接收端FIFO数据计数5:0计数

38、值032000000IIS FIFO寄存器IISFIFO寄存器IISFIFO用于音频数据的传输。IIS总线接口在发送、接收模式有两个64字节的FIFO，每个FIFO由宽16、深32的表组成，并且每个FIFO单元可以分别操作高字节或低字节。IISFIFO各位的作用如表5.9和表5.10所示。表5.9IIS FIFO寄存器（IISFIFO）寄存器地址读写描述复位值IISFIFO0x55000010（Li/HW， Li/W， Bi/W）0x55000012（Bi/HW）R/W IISFIFO寄存器0x0表5.10 IISFIFO各位描述IISFIFO位描述初始值发送FIFO模式选择15:0IIS的发

39、送/接受数据0x05.2.3IIS控制IIS接口的IO端口初始化S3C2440用于IIS接口的引脚有5个，分别是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，另外三个引脚与音频信号的频率有关。在使用IIS接口之前需要设置IIS有关的端口。rGPBUP=rGPBUP&（0x7<<2）|（0x7<<2）; rGPBCON=rGPBCON&（0x3f<<4）|（0x15<<4）;rGPEUP = rGPEUP & （0x1f） | 0x1f; rGPECON=rGPE

40、CON&（0x3ff）|0x2aa; 以上程序执行后，rGPBUP2:4=111，表示设置GPB2:4上拉电阻；rGPBCON9:4 =010101，表示GPB2:4设置为输出；rGPEUP0:4=11111，表示GPE0:4上拉电阻；rGPECON0:9=1010101010，表示GPE4设置为IISDO，GPE3设置为IISDI，GPE2设置为CDCLK，GPE1设置为IISSCLK，GPE0设置为IISLRCK。IIS时钟设置IIS信号频率设置的正确与否对于音频的播放至关重要。其中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×

41、采样频率×采样位数，在本系统中采样频率fs为44.1kHz，采样的位数为16位，声道数2，所以IISSCLK的频率32fs1411.2kHz。IISLRCK为帧时钟，用于切换左、右声道，IISLRCK为高电平时表示正在传输的是左声道数据，为低电平时表示正在传输的是右声道数据，因此IISLRCK的频率应该等于采样频率即IISLRCK=44.1kHz。CDCLK为该芯片提供系统编解码时钟，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，本系统中取384fs。S3C2440用于IIS的时钟源有PCLK和MPLLin，这里选择PCLK作为IIS的时钟源。

42、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，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。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，保持PCLK:FCLK=1:8的关系不变，那么由Fin而得到CDCLK一共涉与到四个参数：MDIV、PDIV、SDIV和前面公式中的N，涉与到的寄存器有

43、MPLLCON和IISPSR。Fin为12MHz，我们设置采样频率fs44.1kHz，而CDCLK384fs16.9344MHz，MPLLCON=（229<<12）|（5<<4）|1，那么经过计算，最终得到N2，即IISPSR=（2<<5）| 2。IIS主设备时钟频率可以通过采样率来选择，如表5.11所示的采样频率中选择。 串行位时钟频率类型可以由每个通道的串行位和如表5.12所示的主设备时钟中来选择。表5.11 采样频率选择IISLRCK（fs）8.000 KHz11.025 KHz16.000 KHz22.050 KHz32.000KHz44.

44、100KHz48.000KHz64.000KHz88.200KHz96.000KHzCDCLK（MHz）256fs2.04802.82244.09605.64488.192011.289612.288016.384022.579224.5760384fs3.07204.23366.14408.467212.288016.934418.432024.576033.868836.8640表5.12 可用串行位时钟频率（IISCLK=16或32或48fs）每通道的数据位8bit16bitIISCLKCODECLK = 256fs16fs 32fs 32fsCODECLK = 384fs 16fs 3

45、2fs48fs32fs48fs设置IIS控制寄存器IISCON通过IISCON可以控制IIS的DMA传输使能、IIS预分频器的使能等。rIISCON=（1<<5）+（0<<4）+（0<<3）+（1<<2）+（1<<1）DMA发送请求使能，DMA接收禁止，发送通道空闲命令IISLRCK产生，接收通道空闲命令IISLRCK产生，预定标器寄存器使能，IIS接口使能。另外，IIS接口的启动也由该寄存器控制，如下： rIISCON |= 0x1; /IIS使能rIISCON = 0x0; /IIS禁止设置IIS模式寄存器IISMODrIISMO

46、D=（0<<8）+（2<<6）+（0<<5）+（0<<4）+（1<<3）+（1<<2）+（1<<0） 上述设置：主模式，发送模式，左通道低，右通道高，IIS总线格式，每通道串行数据位为16位；主系统时钟频率（CDCLK）为384fs；串行位时钟频率为32fs。 设置FIFO控制寄存器IISFCONrIISFCON=（1<<15）+（1<<13） 上述设置FIFO访问为DMA模式，FIFO使能。5.3DMA控制5.3.1DMA介绍计算机系统中各种数据输入和输出常用的方法有查询方式和中断方式

47、，这些方式适用于CPU与慢速与中速外设之间的数据交换。但当高速外设要与系统存或者要在系统存的不同区域之间进行大量数据的快速传送时，就在一定程度上限制了数据传送的速率。直接存储器存取（DMA）就是为解决这个问题而提出的。采用DMA方式，在一定时间段，由DMA控制器取代CPU获得总线控制权，来控制存与外设或者存的不同区域之间大量数据的快速传送。DMA的主要优点就是其传输数据不需要CPU的干涉，这样可以大大提高CPU的利用率。 5.3.2S3C2440的DMA控制本设计所使用的S3C2440处理器具有IIS音频接口，此接口采用 DMA方式传输数据。用DMA接口传输数据，不仅可以降低CPU负担，还可以

48、节省系统的软件设计时间，降低编程难度。本系统所使用的处理器S3C2440支持位于系统总线和外设总线之间的4个通道的DMA控制器。每个DMA控制器通道无限制地执行系统总线上的设备或外设总线上的设备之间数据传输。每个通道都可以操作以下四种情况的DMA数据传输：源和目的设备都在系统总线上源设备在系统总线上，目的设备在外设总线上源设备在外设总线上，目的设备在系统总线上源设备和目的设备都在外设总线上通过DMA控制寄存器DCON可以进行各个通道DMA请求源的选择，如果H/W的请求模式被选择，那么每个DMA控制器可以从四种DMA源中选择一种（如果S/W请求模式被选中，DMA请求源就完全没有任何意义）。S3C

49、2440的每个通道的DMA源如表5.13所示：表5.13 DMA请求源Source0Source1Source2Source3Source4Source5Source6Ch-0nXDREQ0UART0SDITimerUSB device EP12SSDOPCMINCh-1nXDREQ1UART1I2SSDISPI0USB device EP2PCMOUTSDICh-2I2SSDOI2SSDISDITimerUSB device EP3PCMINMICINCh-3UART2SDISPI1TimerUSB device EP4MICINPCMOUT要用好S3C2440的DMA，关键是配置好它的源、

50、目的寄存器，和必要的控制寄存器。每个DMA通道都有9个控制寄存器。其中6个寄存器用来控制DMA传输，其他三个用来监控DMA控制器的状态，并且这三个寄存器为只读寄存器。这些寄存器的详细情况如下：DMA初始源寄存器（DISRC） DMA初始源控制寄存器（DISRCC） DMA初始目的寄存器（DIDST） DMA初始目的控制寄存器（DIDSTC）DMA控制寄存器（DCON） DMA状态寄存器（DSTAT）DMA当前源寄存器（DCSRC）DMA当前目的寄存器（DCDST）DMA屏蔽触发寄存器（DMASKTRIG）DMA控制寄存器DCONn用于控制数据的DMA传输，下面主要介绍以下DMA控制寄存器（DC

51、ON），该寄存器的具体描述如表5.14所示。表5.14 DMA控制寄存器（DCON）DISRCCn位描述初始值DMD_HS310:选择请求模式1:选择握手模式在两种模式下，DMA控制器开始传输且对于一个DREQ有效，使得DACK有效。两种模式的差异其是否等待DACK 无效。在握手模式下，DMA控制器在开始一个新传输前等待无效DREQ 。如果DREQ 无效，其使得DACK 无效并等待另外有效的DREQ 。相对比，在请求模式下，DMA控制器不会等到DREQ 无效，其仅将DACK 置无效且如果DREQ 有效则开始另外一个传输。我们推荐对于外部 DMA请求源使用握手模式以避免不经意的开始新的传输。0S

52、YNC30选择 DREQ/DACK 同步。0:DREQ and DACK与PCLK（APB时钟 ）同步。1:DREQ and DACK与HCLK（AHB时钟）同步。因此对于连接在AHB总线上的设备，该位应该置1；对于连接在 APB 总线上的设备，该位应该置0对于连接在外部系统上的设备，该位的设置应该取决于其外部系统同步于 AHB系统还是APB 系统。0INT29对于CURR_TC中断设置使能或无效0:CURR_TC中断无效.用户必须查看状态寄存器中的传输计数器（例如轮询）。1: 当所有的传输结束，中断请求生成（CURR_TC 变为 0 ）。0TSZ28选择原子传输的传输大小（例如在释放总线之前

53、，一旦DMA拥有总线控制权，传输被执行）。0: 执行单元传输1: 执行四数据长度的突发传输0SERVMODE27在单服务模式和全服务模式中选择服务模式0: 单服务模式被选定，在此模式下每个原子传输（单数据或4数据长度的突发传输）后 DMA停止且等待其他的DMA请求。1: 全服务模式被选定，在此模式下，DMA请求引起原子传输一直重复，直到传输计数器为0 。此模式下不需要附加的请求。注意：在全模式下 ，在每个原子传输后DMA释放总线，又试图重新得到总线以避免其他总线主设备得到总线控制。0HWSRCSEL26:24各DMA通道请求源选择：DCON0: 000:nXDREQ0 001:UART0010

54、:SDI 011:Timer 100:USB device EP1DCON1: 000:nXDREQ1 001:UART1010:I2SSDI 011:SPI 100:USB device EP2DCON2: 000:I2SSDO 001:I2SSDI010:SDI 011:Timer 100:USB device EP3DCON3: 000:UART2 001:SDI010:SPI 011:Timer 100:USB device EP4DCON0: 101:I2SSDO 110:PCMINDCON1: 101:PCMOUT 110:SDIDCON2: 101:PCMIN 110:MICINDCON3: 101:MICIN 110:PCMOUT这些位控制一个四选一的多路器来为每个DMA选择请求源。如果硬件请求模式通过DCONn23被选定，这些位才有意义。00SWHW_SEL23在软件（软件请求模式）和硬件（硬