STC89C58RD+單片機(jī)在MP3播放器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

　　音頻解碼模塊

　　VS1011E解碼芯片

　　系統(tǒng)采用VS1011E芯片對(duì)MP3音頻進(jìn)行解碼。VS1011E音頻解碼芯片為VS10XX系列的第三代產(chǎn)品，是芬蘭VLSI Solution Oy公司生產(chǎn)的單片MP3/WMA/MIDI音頻解碼芯片，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。它包含一個(gè)高性能、低功耗的DSP處理核(VSDSP)，5KB的指令RAM，0.5KB的數(shù)據(jù)RAM，串行的控制和數(shù)據(jù)輸入接口，四個(gè)通用I/O口，一個(gè)UART口，一個(gè)可變采樣率的ADC，一個(gè)立體聲DAC以及音頻耳機(jī)放大器。芯片可工作于12.288~14MHz或24.576~28MHz時(shí)鐘下。可用于解碼MPEG1&2Layer1,2,3以及MPEG2.5Layer3格式、和WAV等格式文件^[6]。

　　VS1011E芯片工作流程

　　VS1011E芯片工作時(shí)，首先將MP3或WAV格式音頻文件通過(guò)SDI總線送入芯片內(nèi)部并解碼。解碼后，如果SCL_AIADDR!=0，則執(zhí)行應(yīng)用區(qū)代碼(代碼地址由相應(yīng)的地址寄存器提供)，然后再按照SCL_BASS寄存器(SB_AMPLITUDE位和ST_AMPLITUDE位)的設(shè)置，將數(shù)據(jù)送到低音和高音優(yōu)化器進(jìn)行音效處理，之后再將數(shù)據(jù)通過(guò)音量控制單元備份到音頻FIFO中。音頻FIFO用于保持?jǐn)?shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)作為采樣率轉(zhuǎn)換器和DAC的輸入。采樣率轉(zhuǎn)換器可將所有不同采樣率轉(zhuǎn)換成CLKI/512信號(hào)送給DAC，再由DAC按位依次產(chǎn)生立體聲模擬信號(hào)，然后由系統(tǒng)將這些信號(hào)送到耳機(jī)功放。VS1011E的工作流程如圖4所示?！　?/p>

 

　　實(shí)現(xiàn)VS1011E芯片控制協(xié)議

　　VS1011E芯片與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制信息的通信需要利用工作于從模式的SPI串行總線，通過(guò)串行數(shù)據(jù)接口(SDI)傳送音頻數(shù)據(jù)，通過(guò)串行控制接口(SCI)傳送控制數(shù)據(jù)。VS1011E的SPI接口具有VS1002新模式(SM_SDINEW=1)和VS1001兼容模式(SM_SDINEW=0)兩種工作模式。當(dāng)SM_SDISHARED=1時(shí)，數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)的傳送共用xCS作同步信號(hào);SM_SDISHARED=0時(shí)，則分別采用xDCS和xCS為同步信號(hào)。作為從機(jī)工作模式，VS1011E可通過(guò)一個(gè)信號(hào)線DREQ指示是否允許主機(jī)傳送數(shù)據(jù)。當(dāng)DREQ為高時(shí)，VS1011E至少可以接收32KB的SDI數(shù)據(jù)或SCI控制命令。下面以VS1002模式簡(jiǎn)單分析SPI協(xié)議：

　　(1)SDI數(shù)據(jù)協(xié)議線

　　xDCS為同步控制線，低電平時(shí)激活，可輸入數(shù)據(jù)，高電平時(shí)結(jié)束當(dāng)前操作，以使串行接口處于等待狀態(tài)，當(dāng)SM_SDISHARED=1時(shí)，由xCS替換該引腳。SCK為時(shí)鐘線，由主控芯片提供時(shí)鐘。SI為數(shù)據(jù)輸入線，可在SCK上升沿采樣輸入SI數(shù)據(jù)。

　　(2)SCI控制命令線

　　xCS為同步控制線，低電平時(shí)激活，高電平結(jié)束當(dāng)前操作，以使串口處于等待狀態(tài)，同時(shí)使SO輸出線為高阻態(tài)。SCK(復(fù)用)為時(shí)鐘線。SI(復(fù)用)為控制命令輸入，可在SCK上升沿采樣輸入SI數(shù)據(jù)，若xCS被拉低，則在SCK的第一個(gè)上升沿寫(xiě)入數(shù)據(jù)線的第一個(gè)數(shù)據(jù)位。SO為數(shù)據(jù)輸出線，當(dāng)主控制器讀VS1011E內(nèi)部控制寄存器狀態(tài)時(shí)，可在SCK下降沿輸出數(shù)據(jù)，如果當(dāng)前為寫(xiě)操作，MJH SO為高阻態(tài)。