利用LPC2300系列ARM芯片的I2S实现WAV文件播放
应用大容量STM32F103xx通过外部I2S音频解码器播放音频文件
Throughout this document, and unless otherwise specified, the term of I2S will be used to refer to the I2S feature of the SPI peripheral that is implemented in high-density STM32F103xx microcontrollers.
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List of figures
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AN2739
Figure 1. Figure 2. Figure 3. Figure 4. Figure 5. Figure 6. Figure 7. Figure 8.
I2S Phillips protocol waveforms 16/32-bit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 I2S protocol signal description and configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Typical implementation design description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Audio codec hardware implementation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Driver’s functional flowchart 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Driver’s functional flowchart 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Demo’s functional flowchart 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Demo’s functional flowchart 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
单片机 wav原理
单片机 wav原理
单片机 wav原理是指利用单片机实现wav音频文件的播放和录制功能。
wav是一种无损音频编码格式，广泛应用于音频文件的存储和传输。
通过单片机可以实现对wav文件的读取、解码和输出，从而实现音频的播放。
单片机 wav原理的实现主要包括以下几个步骤：
1. 文件读取：单片机需要通过外部存储介质（如SD卡）读取wav 文件。
通过SPI或I2C等通信协议，单片机可以与外部存储介质进行数据交互，读取wav文件的音频数据和相关信息。
2. 解码处理：单片机读取到wav文件后，需要对文件进行解码处理。
解码过程将音频数据从数字形式转换为模拟形式，以便于音频信号的输出。
3. 数字模拟转换：单片机通过DAC芯片将数字音频数据转换为模拟信号。
DAC芯片将数字信号转换为模拟电压或电流输出，通过耳机、扬声器等输出设备播放音频。
4. 输出控制：单片机可以通过PWM技术调节输出音频信号的幅度和频率，实现音量和音调的控制。
通过PWM输出，可以驱动功放芯片或者直接驱动扬声器，使音频以合适的音量输出。
单片机wav原理的实现需要充分利用单片机的计算和IO控制能力，
对音频数据进行处理和输出。
同时，为了提高音质和播放效果，还需要对音频数据进行滤波、均衡等处理，以达到更好的效果。
总结：单片机 wav原理是通过单片机实现对wav音频文件的读取、解码和输出，实现音频的播放功能。
通过合理的硬件设计和软件编程，可以实现高质量的音频输出效果。
单片机wav原理的实现对于嵌入式音频应用具有重要意义，广泛应用于音频播放器、语音识别、语音合成等领域。
【培训文档010】LPC2300系列ARM-GPIO
GPIO | LPC2300系列ARM
GPIO输入/输出
注意
4 GPIO端口管脚值寄存器——IOPIN/FIOPIN 如果管脚配置为模拟功能（如ADC输入）时，从IOPIN/FIOPIN寄存器中
读出的管脚值无效。 无论引脚被设置为输入还是输出模式，都不影响引脚状态的读出。
vcc
PINMODEx
GPIO
读取该寄存器无效，不能读回该寄存器的值。
vcc
PINMODEx
GPIO
PINSELx
IOxSET FIOxSET
1 1 OUT
0
0I
N
IOxDIR
输IO出xC清L零R
FIOxCLR
FIOxDIR
引脚状态
当引脚设置为GPIO输出模式时，该两个寄存器控制引脚 输出低电平；向某位写入1使对应引脚输出低电平，写入0无 效。
PINSELx
IOxSET FIOxSET
1 1 OUT
0
0I
N
IOxDIR
IOxCLR FIOxCLR
FIOxDIR
IOxPIN F引I脚Ox状PI态N
这两个寄存器反映了当前引脚的状态。
GPIO | LPC2300系列ARM
GPIO输入/输出
5 高速GPIO端口屏蔽值寄存器——FIOMASK
该寄存器用来屏蔽端口管脚，被屏蔽的管脚将无法通过FIOPIN、 FIOSET和FIOCLR寄存器访问。向某位写入1时，屏蔽对应管脚；写入0 时，对应管脚正常。
复位后默认所有GPIO为输入模式。
通用输入/输出（GPIO）
LPC2300系列ARM
1
2
3
4
GPIO 简介
GPIO 特性
单片机 wav原理
单片机 wav原理
单片机是一种集成电路，它将微处理器、存储器和输入输出设备等电子元件集成在一个芯片上。
它的出现极大地简化了电子产品的设计与制造过程，并且在各个领域都有广泛的应用。
wav是一种常见的音频文件格式，它可以存储音频信号的数字化数据。
在单片机中实现wav播放的原理主要包括音频采集、数字信号处理和音频输出等几个关键步骤。
单片机需要通过外部的音频采集电路来获取声音信号。
这个电路通常由麦克风和放大器组成，它能将声音转换为电压信号，并放大到适合单片机输入的范围。
接下来，单片机需要对采集到的声音信号进行数字信号处理。
这一步骤包括模数转换和数据压缩两个主要过程。
模数转换将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，使得单片机能够对其进行处理。
数据压缩则是为了减小音频文件的大小，提高存储和传输效率。
单片机将处理后的数字信号通过音频输出电路输出到扬声器或耳机等设备上。
这个电路通常由数字模拟转换器和放大器组成，它能将数字信号转换为模拟信号，并放大到足够驱动扬声器的功率。
通过以上的步骤，单片机就能够实现对wav音频文件的播放。
这种实现方式不仅能够节省成本和空间，还能够灵活地控制音频播放的
各个参数，如音量、音调等。
单片机wav播放的原理是通过音频采集、数字信号处理和音频输出等步骤来实现的。
它广泛应用于各个领域，如音乐播放器、语音识别等。
通过对wav原理的深入了解，我们可以更好地理解和应用单片机技术。
利用LPC2300系列ARM芯片实现SPI通讯
一
ｕ ｎｔ ２ ｔ ｍ ｐ ＝ ０； ｉ ３ ｅ
Ｃ — ｏ （； Ｅ Ｌｗ ）
ＳＯ ＤＲ ＝ ｄ ｔ ＳＰ ａ ａ；
ｗｈｌ （０＝ （Ｏ Ｐ Ｒ ＆ ０ ８ ）； ｉ ｅ ： ＳＳ Ｓ ｘ ０） ／ ／ 等待 Ｓ Ｉ Ｐ Ｆ置位 ，即等 待数据发送完 毕
I2S总线原理及应用实例
I2S总线原理及应用实例I2S（Inter-IC Sound）是一种音频数字接口标准，主要用于在集成电路之间传输音频数据。
I2S总线由三根线组成，即数据线（Data Line）、时钟线（Clock Line）和帧同步线（Frame Sync Line）。
其中，数据线用于传输音频数据，时钟线用于同步数据传输，帧同步线用于标识数据的起始和结束。
I2S总线通过时钟线和帧同步线实现数据的同步传输。
时钟线的频率可以灵活选择，在典型的应用中一般选择44.1kHz或48kHz。
帧同步线在时钟的基础上确定了数据的起始和结束时刻，每个数据帧由一个或多个字节组成。
数据线可以是单声道或双声道，每个声道可以是16位或者24位。
I2S总线主要用于音频数字信号处理器（DSP）、音频编解码器、数字信号处理器（DSP）和音频AD/DA转换器等集成电路之间的连接。
它是一种传输高保真音频数据的有效方式，被广泛用于消费电子产品、汽车音响和专业音频设备等领域。
下面将介绍几个常见的I2S应用实例。
1.音频编解码器音频编解码器常常使用I2S总线进行音频数据的传输。
例如，MP3播放器可以使用I2S接口将音频数据从存储器传送到音频解码器，然后再输出到扬声器。
这种方式可以确保音频数据的高保真传输，使用户能够享受高质量的音乐。
2.语音识别系统语音识别系统通常需要将音频流传输到语音处理芯片进行处理。
I2S总线可以提供高品质的音频数据传输，满足语音识别系统对音频数据的高保真需求。
例如，智能音箱中的麦克风阵列可以通过I2S接口将音频数据传输到语音处理芯片，实现语音识别功能。
3.汽车音响系统汽车音响系统需要将音频信号从车载媒体设备传输到音响放大器和扬声器。
I2S总线可以提供高质量、低延迟的音频数据传输，使车内乘客能够获得清晰、逼真的音乐体验。
在汽车音响系统中，I2S总线通常将音频信号传输到DSP芯片，再经过放大器芯片放大，最终通过扬声器播放。
4.专业音频设备专业音频设备，如音频录音设备和混音台，通常需要实现多个音频通道的数据传输和处理。
stm32h7 i2s例子
stm32h7 i2s例子STM32H7的I2S（Inter-IC Sound）接口是一个数字音频接口，它允许音频数据在微控制器和音频设备之间传输。
下面是一个简单的STM32H7 I2S 接口的例子，用于传输音频数据。
首先，确保你已经配置了STM32CubeMX或其他STM32配置工具，并且已经启用了I2S接口。
```cinclude ""include ""uint8_t audioBuffer[256]; // 用于存储音频数据的缓冲区uint32_t bufferIndex = 0; // 缓冲区索引int main(void){HAL_Init();SystemClock_Config();MX_I2S_Init(); // 初始化I2S接口while (1){// 在这里添加代码以生成或获取音频数据，并将其存储在audioBuffer 中// 通过I2S接口发送音频数据HAL_I2S_Transmit(&hi2s1, audioBuffer, 256, HAL_MAX_DELAY);HAL_Delay(100); // 等待一段时间，然后再次发送数据}}```在上面的代码中，我们首先初始化了HAL库和系统时钟。
然后，我们调用了`MX_I2S_Init()`函数来初始化I2S接口。
在无限循环中，我们生成或获取音频数据，并将其存储在`audioBuffer`缓冲区中。
然后，我们使用`HAL_I2S_Transmit()`函数通过I2S接口发送音频数据。
最后，我们等待一段时间，然后再次发送数据。
请注意，这只是一个简单的例子，你需要根据你的具体需求进行修改和扩展。
例如，你可能需要添加更多的代码来生成或获取音频数据，或者配置I2S接口的更多参数。
单片机 wav原理
单片机 wav原理
单片机是一种集成了微处理器核心、存储器和各种输入/输出设
备的微型计算机系统。
而WAV是一种音频文件格式，它是一种无损
压缩的音频格式，通常用于存储音频数据。
单片机可以通过外部的
数字模拟转换器（DAC）或者脉冲宽度调制（PWM）等方式来控制音
频输出，从而实现WAV音频文件的播放。
在单片机中实现WAV音频文件的播放，首先需要将WAV文件存
储在单片机的存储器中，比如闪存或者SD卡等。
然后，单片机需要
通过相应的程序读取WAV文件的音频数据，并将其转换为模拟信号
输出到音频输出端口。
这通常需要使用专门的音频解码器或者DAC
芯片，以确保音频数据能够以正确的格式和采样率输出。
另外，单片机需要具备足够的计算能力和存储能力来处理WAV
文件的音频数据，以及实现音频数据的解码和输出。
在实际应用中，可能还需要考虑音频数据的缓存和解码算法的优化，以确保音频播
放的流畅性和音质。
总的来说，单片机实现WAV音频文件的播放需要考虑存储、解码、输出等多个方面的问题，涉及到硬件和软件的设计与开发。
这
需要工程师综合考虑单片机的性能、外围设备的选择和音频处理算法的优化等多个方面因素，以实现稳定、高质量的音频播放功能。
I2S（Inter—ICSound）总线
I2S（Inter—ICSound）总线I2SI2S(Inter—IC Sound)总线, 又称集成电路内置音频总线，是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准，该总线专责于音频设备之间的数据传输，广泛应用于各种多媒体系统。
它采用了沿独立的导线传输时钟与数据信号的设计，通过将数据和时钟信号分离，避免了因时差诱发的失真，为用户节省了购买抵抗音频抖动的专业设备的费用。
中文名 I2S外文名 Inter—IC Sound别名集成电路内置音频总线发明公司飞利浦公司目录1.1 简介2.2 I2S总线概述3.3 I2S总线规范1.▪ I2S有3个主要信号2.▪串行数据（SD）3.▪字段（声道）选择（WS）4.▪时序要求1.4 I2S总线结构配置简介I2S（Inter-IC Sound）是飞利浦公司针对数字音频设备（如CD 播放器、数码音效处理器、数字电视音响系统）之间的音频数据传输而制定的一种总线标准。
它采用了沿独立的导线传输时钟与数据信号的设计，通过将数据和时钟信号分离，避免了因时差诱发的失真，为用户节省了购买抵抗音频抖动的专业设备的费用。
标准的I2S总线电缆是由3根串行导线组成的：1根是时分多路复用（简称TDM）数据线；1根是字选择线；1根是时钟线。
[1]I2S总线概述音响数据的采集、处理和传输是多媒体技术的重要组成部分。
众多的数字音频系统已经进入消费市场，例如数字音频录音带、数字声音处理器。
对于设备和生产厂家来说，标准化的信息传输结构可以提高系统的适应性。
I2S(Inter—IC Sound)总线是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准，该总线专责于音频设备之间的数据传输，广泛应用于各种多媒体系统。
它采用了沿独立的导线传输时钟与数据信号的设计，通过将数据和时钟信号分离，避免了因时差诱发的失真，为用户节省了购买抵抗音频抖动的专业设备的费用。
I2S总线规范在飞利浦公司的I2S标准中，既规定了硬件接口规范，也规定了数字音频数据的格式。
I2S总线介绍范文
I2S总线介绍范文I2S（Inter-IC Sound）是一种用于音频传输的串行接口协议。
它是由飞思卡尔公司（现在的恩智浦半导体）首先引入的，并在很多音频处理器和设备中得到广泛应用。
I2S总线在音频设备中起到了重要的作用，可以实现高质量的音频数据传输。
I2S总线由三条线组成：SCK（Serial Clock）、WS（Word Select）和SD（Serial Data）。
SCK是时钟线，用于同步数据传输。
WS是字选择线，用于指示当前传输的是左声道还是右声道的数据。
SD是数据线，用于传输音频数据。
在I2S总线中，数据按照每个声道的采样值一位一位地传输。
数据传输的时钟由SCK产生，每次时钟上升沿，SD线上的数据就会更新，直到所有数据位传输完毕。
当WS从低电平跳变为高电平时，表示当前传输的是左声道数据，当WS从高电平跳变为低电平时，表示当前传输的是右声道数据。
数据的位数可以根据应用需求进行灵活设置。
I2S总线的主要优点之一是高质量的音频传输。
由于音频数据采用串行传输，并且使用同步时钟进行同步，因此可以减小传输过程中的噪声和干扰。
此外，I2S总线还支持高分辨率的音频数据传输，可以实现更真实、更清晰的音频效果。
除了高质量的音频传输，I2S总线还具有灵活性和可扩展性。
它可以适用于不同的应用场景，包括音频编解码器、音频接口模块、音频放大器等。
此外，I2S总线还可以通过外部控制信号进行扩展，以适应不同的接口要求和数据传输速率。
I2S总线的应用非常广泛。
在消费电子产品中，如音频设备、手机、平板电脑和电视等设备中都广泛采用了I2S总线。
在汽车音频系统中，I2S总线也是不可或缺的一部分，可以实现车载音乐播放和无线通话功能。
此外，在工业领域，I2S总线也可以用于实时音频信号处理和通信控制。
总之，I2S总线是一种高质量、灵活性强的音频传输接口协议。
它通过串行传输和同步时钟来实现音频数据的传输，可以适用于各种应用场景。
在现代的音频设备中，I2S总线已经成为不可或缺的一部分，为用户带来了更好的音频体验。
I2S音频总线学习（一）数字音频技术
I2S音频总线学习（一）数字音频技术一、声音的基本概念声音是通过一定介质传播的连续的波。
图1 声波重要指标：1.振幅：音量的大小2.周期：重复出现的时间间隔3.频率：指信号每秒钟变化的次数声音按频率分类：图2 声音的频率(语音信号频率范围：300Hz-3kHz)声音的传播携带了信息，它是人类传播信息的一种主要媒体。
声音的三种类型：1.波形声音：包含了所有声音形式2.语音：不仅是波形声音，而且还有丰富的语言内涵(抽象→提取特征→意义理解)3.音乐：与语音相比，形式更规范。
音乐是符号化的声音。
二、声音的数字化1.声音信号的类型•模拟信号(自然界、物理)•数字信号(计算机)2.声音数字化过程图3 声音数字化过程3.声音数字化过程示意图图4 声音数字化过程示意图4.声音数字化三要素5.声音数字化的数据量音频数据量＝采样频率×量化位数×声道数/8(字节/秒)三、音频的文件格式1.WAV文件WAV是Microsoft/IBM共同开发的PC波形文件。
因未经压缩，文件数据量很大。
特点：声音层次丰富，还原音质好2.MP3文件MP3(MPEG Audio layer3)是一种按MPEG标准的音频压缩技术制作的音频文件。
特点：高压缩比(11:1)，优美音质3.WMA文件WMA(Windows Media Audio)是Windows Media格式中的一个子集(音频格式)。
特点：压缩到MP3一半4.MIDI文件MIDI(乐器数字接口)是由一组声音或乐器符号的集合。
特点：数据量很小，缺乏重现自然音四、数字音频压缩标准1.音频压缩方法概述图5压缩编码技术是指用某种方法使数字化信息的编码率降低的技术音频信号能压缩的基本依据：①声音信号中存在大量的冗余度；②人的听觉具有强音能抑制同时存在的弱音现象。
音频信号压缩编码的分类：①无损压缩(熵编码)霍夫曼编码、算术编码、行程编码②有损压缩波形编码--PCM、DPCM、ADPCM 、子带编码、矢量量化参数编码--LPC混合编码--MPLPC、CELP2.音频压缩技术标准五、声卡1.声卡的主要功能声卡是负责录音、播音和声音合成的一种多媒体板卡。
基于I2S总线实现嵌入式语音采集与回放
基于I2S总线实现嵌入式语音采集与回放
邵富杰;张国利;周勇
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2011(027)006
【摘要】提出了基于128总线,使用嵌入式微处理器LPC2478和立体声编解码器UDA1380实现嵌入式语音采集与回放的方法:在简要介绍I2S总线原理、
LPC2478的I2S总线接口特点和立体声编解码器UDA1380的基础上,详细描述了LPC2478与U-DA1380之间的硬件接口设计:语音数据传输采用I2S总线,控制命令传输采用L3总线,也详细说明了系统软件设计:使用LPC2478的I/O引脚模拟L3总线实现对编解码器UDA1380的初始化,将LPC2478的12S总线输入、输出通道均初始化为主模式,并连接至GPDMA,设计了用于I2S数据处理的GPDMA驱动程序,最后说明了语音采集和回放程序的实现流程.
【总页数】3页(P72-74)
【作者】邵富杰;张国利;周勇
【作者单位】100094,北京,北京跟踪与通信技术研究所;100094,北京,北京跟踪与通信技术研究所;100094,北京,北京跟踪与通信技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TP361.2
【相关文献】
1.基于DSP的语音采集回放处理系统的设计 [J], 代淑芬
2.基于DSP的语音采集和回放系统的实现 [J], 王丽琴;史航;
3.嵌入式系统中I2S总线数据通信的软件模拟 [J], 闫红超
4.基于DSP的语音采集和回放系统的实现 [J], 王丽琴;史航
5.基于单片机控制的语音采集与回放系统设计研究 [J], 崔浩斌; 刘伟
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I2S总线原理及应用实例
I2S总线原理及应用实例I2S总线是一种数字音频传输协议，用于在数字音频设备之间传输高质量的音频数据。
这种总线常用于音频编解码器、音频数字转换器、CD/DVD播放器等设备之间的数据传输。
本文将详细介绍I2S总线的原理和几个应用实例。
I2S（Inter-IC Sound）总线由飞利浦公司在1986年首次提出，并成为了一种标准的接口协议。
它通过同步时钟信号（SCK，Serial Clock）、左通道数据信号（SD，Serial Data）和右通道数据信号（WS，Word Select）来传输音频数据。
具体的传输流程如下：1.传输开始时，SCK信号开始产生，为系统提供时钟信号。
2.WS信号决定了传输的数据是左通道还是右通道。
3.根据WS信号的状态，SD信号将输出对应通道的数据。
4. SCK信号从高电平切换到低电平并且再次切换到高电平，传输一个bit的数据。
5.一帧数据的传输结束后，系统可以启动下一帧的传输。
1.音频编解码器：音频编解码器是一种能够将模拟音频信号转换为数字音频信号（AD转换）或将数字音频信号转换为模拟音频信号（DA转换）的设备。
I2S总线作为一种常用的音频传输协议，通常被用于音频编解码器与其他音频设备之间的数据传输。
例如，将一个模拟音频信号连接到编解码器的模拟输入，然后通过I2S总线将数字音频数据传输到其他设备，如功放或扬声器。
2.CD/DVD播放器：在CD/DVD播放器中，I2S总线通常用于数字音频输出。
当CD/DVD播放器需要将数字音频数据传输到其他设备时，可以使用I2S总线来实现。
例如，通过I2S总线将CD/DVD读取到的数字音频数据传输到DAC （Digital-to-Analog Converter）芯片，然后通过模拟输出接口将音频信号发送到扬声器，实现音频的播放。
3.音频数字转换器（ADC/DAC）：音频数字转换器（ADC/DAC）是用于将模拟音频信号转换为数字音频信号或将数字音频信号转换为模拟音频信号的设备。
i2s驱动实验
实验二十三音频接口I2S实验23.1 实验目的1．掌握有关音频处理的实验原理及说明；2．通过实验了解I2S（Inter –IC Sound）音频接口的工作原理；3．通过实验掌握对处理器S3C2410中I2S模块电路的控制方法；4．通过实验掌握对常用I2S接口音频芯片的控制方法。
23.2 实验内容编写程序播放一段wav文件保存的录音。
23.3 预备知识1．熟悉ADS集成开发环境的基本功能；2．了解S3C2410的音频模块的使用。
123.4 实验设备硬件： S3C2410RP实验箱一套，JTAG仿真器一个。
软件：PC机操作系统Win98、Win2000或WinXP，ADS1.2集成开发环境，仿真器驱动程序，超级终端通讯程序。
23.5 实验原理及说明1．数字音频基础（1）采样频率和采样精度在数字音频系统中，通过将声波波形转换成一连串二进制数据再现原始声音。
这个过程中使用的设备是A/D转换器，即ADC。
ADC以上万次每秒的速率对声波进行采样，每次采样都记录下了始声波在某一时刻的状态，称之为样本。
每秒采样的数目称为采样频率，单位为Hz。
采样频率越高，所能描述的声波频率就越高。
系统对于每个样本均会分配一定的存储位（Bit 数）来表达声波的声波振幅状态，称之为采样精度。
采样频率和精度共同决定声音还原的质量。
人耳的听觉范围通常是20Hz ~ 20kHz。
根据奈奎斯特采样定理，用两倍于一个正弦波的频率进行采样能够真实的还原该波形；因此，当采样频率高于40kHz时，可以保证不产生失真。
CD音频的采样规格为16位、44kHz，就是根据以上原理制定的。
（2）音频编码脉冲编码调制PCM（Pulse Code Modulation）编码的方法是对语言信号进行采样，然后对每个样值进行量化编码。
对语音量化和编码就是一个PCM编码过程。
ITU-T的64kb/s 语音编码标准G．711采用 PCM编码方式，采样频率为8kHz。
每个样值用8位非线性的μ律或A律进行编码，总速率为64kb/s。
i2s方法
i2s方法I2S方法I2S（Inter-IC Sound）是一种用于数字音频传输的接口标准。
它通常用于将音频数据从一个设备传输到另一个设备，如从音频编解码器传输到数字信号处理器或从音频设备传输到扬声器。
I2S方法采用了一种串行数据传输的方式，可以有效地传输音频信号，同时保持数据的准确性和完整性。
I2S方法的核心是同步时钟，它用于同步发送方和接收方的数据传输。
I2S接口通常由三根线组成：位时钟（BCLK）、帧时钟（LRCLK）和数据线（DATA）。
位时钟用于同步数据位的传输，帧时钟用于指示数据帧的开始和结束，数据线用于传输音频数据。
通过这三根线的协调工作，I2S方法可以实现高质量的音频传输。
在I2S方法中，音频数据被分为左声道和右声道，每个声道的数据都以位时钟为单位进行传输。
每当帧时钟的边沿触发时，一个新的数据帧就开始传输。
数据帧的格式通常是一个左声道数据位，接着是一个右声道数据位，然后是一些保留位和校验位。
通过按照这个格式传输数据，接收方可以准确地还原出原始的音频信号。
I2S方法的优点之一是它可以提供高保真度的音频传输。
由于音频数据以原始的数字形式传输，不需要进行数字到模拟的转换，因此可以避免模拟转换带来的失真。
此外，I2S方法还支持高位深度的音频数据传输，可以传输更丰富、更精细的音频信号。
除了高保真度，I2S方法还具有低延迟和高传输速率的特点。
由于数据是以串行方式传输，可以在短时间内传输大量的音频数据。
这在需要实时处理的音频应用中非常重要，如音频会议、音频编解码等。
同时，I2S方法还支持多路音频传输，可以同时传输多个声道的音频数据，满足多声道音频处理的需求。
然而，I2S方法也存在一些局限性。
首先，它对于电磁干扰比较敏感，传输线路的长度和质量都会对音频传输的质量产生影响。
其次，I2S方法需要使用额外的线路进行时钟同步，这增加了硬件设计的复杂性。
此外，I2S方法通常需要使用专用的硬件接口，这限制了其在某些应用中的使用范围。
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Ｌ３
接ｕ
简１７ｓ总线发送ＷＡＶ丈件的 ｗ初始８个字节音频数据
位ＡＲＭ微控制器ＬＰＣ２３００系列微控制器作为主 控芯片，为突出１２Ｓ本身，本系统直接将已知的 ＷＡＶ音频数据送人声卡进行播放，ｗＡＶ文件的 音频数据从ｗＡＶ文件的第４５个字节开始。 要播放ＷＡＶ文件，首先需解决ＷＡＶ文件的 存储问题。因为ＷＡＶ文件体积太大，不可能放到 ＬＰＣ２３００系列ＡＲＭ的内存里，可以利用 ＬＰＣ２３００系列ＡＲＭ普遍的大容量内部Ｆｌａｓｈ，而 将它放入内部Ｆｌａｓｈ中，读取速度也很快。利用相 关Ｔ具，可以将ＷＡＶ文件转换成数组，以Ｃ文件 的形式和代码一起烧写到Ｉ．ＰＣ２３００系列ＡＲＭ的 内部Ｆｌａｓｈ上。 ＷＡＶ文件的播放示意图请看图１，该图示描 述了程序的流程，同时也直观地显示了程序运行的 效果，下面按图号分别作了说明： ・①号图说明 首先需要根据输出的音频数据的三大要素设 置好１２Ｓ输出通道；同时，通过１．３总线完成对声卡 的初始化，所以可以看到图中的Ｌ３接口上出现了 信号。 ・②号图说明 类似于ＵＡＲＴ的中断方式发送，首先需将音 频数据送入发送ＦＩＦＯ，以触发发送中断。此时，输 出通道上开始出现信号，声音也开始播放。 ・③号图说明 在发送中断里完成对发送ＦＩＦＯ的数据填充。 当发送ＦＩＦＯ有一半为空，则触发发送中断填充 ＦＩＦＯ。如此周而复始，音频数据源源不断地“流” 人声卡。 ・末图说明 当ＷＡＶ提供的音频数据全部发送完后，播 放停止。此时，需中止输出通道、并设置声卡为静 音。 ３
参考文献
频数据起始位置。 将１２Ｓ音频ＰＡＣＫ板和系统开发平台连接，并 将耳机或音箱连接到１２Ｓ音频ＰＡＣＫ板。选择 ＤｅｂｕｇＩｎＦｌａｓｈ生成目标，在ＡＸＤ里全速运行程 序，用户将听到Ｗａｖ文件的声音。
［１］周立功等．ＡＲＭ位控制器基础与实战ＥＭ］．北京：
４
结语
本文提出的设计方案，通过使用软硬件结合的
度１６位；０ｘ０２：保留；０ｘ０３：３２位 １２ＳＤＡＯ＆＝～ＴＲＡＣＫＮＳＥＬ—ＭＡＳＫ；／／配置
该图表述了发送数据宽度为１６位时，发送 ＦＩＦＯ内部的４个字节数据，出现在１２Ｓ总线上的
声道模式
１２ＳＤＡｏ
Ｉ一０ｘ００；／／０ｘ０４：单声道；０ｘ０：立体声
ｌＺＳＤＡＯ＆一～ＷＳＨＡＩ。ＦＭＡＳＫ：
３．１
塑甄盈］瓜面
——．１・，¨斗ｍｎｒｌｌ Ｓ扳Ｉ占Ｉ岜ｌ且
③
ｌ系Ｉ，Ｐ２３（Ｘ
Ｉ系Ｆ剥：：
Ｌ３接１３ 图１ １２Ｓ总线播放ＷＡＶ示意 １２ Ｓ和声卡初始化
在１２Ｓ接口的应用里，１２Ｓ的初始化需根据传 输的音频数据的音频特征来进行，否则会导致音频 数据不能正确播放。在本系统中，音频数据的音频 特征和１２ Ｓ输出通道初始化之间的关系可用图２ 来表述。
Ｖｏｌｕｍｅ
１：
［１］黎致斌．ＩＰＴＶ视频传输质量测试标准一ＲＦＣ４４４５ ＭＤＩ（ＭＤＩ）媒体传输质量指标详解［Ｍ］．ＩｎｅｏＱｕｅｓｔ公司 ［２］Ｊ．Ｗｅｌｃｈ，Ｊ．Ｃｌａｒｋ．ＲＦＣ４４４５：Ａ
Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｐｒｏｐｏｓｅｄ
Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ［Ｍ３．Ａｄｄｉｓｏｎ Ｗｅｓｌｅｙ／Ｐｅａｒｓｏｎ，２００２，１ ［６］ｗ．Ｒｉｃｈａｒｄ
１２ＳＤＡＯ
Ｉ＝ＷＳＨＡＬＦＰＥＲＩＯＤ＜＜６；／／分频值
ＷＳＨＡＬＦＰＥＲＩＯＤ可从０到５ｌｌ
／＊初始化音频输出通道，先复位＊／
／＊音频输出通道开始按设定模式工作＊／
／＊设置１２Ｓ发送中断＊／
１２ＳＩＲＱ一０ｘ０４＜＜１６；／／设置１２Ｓ发送中断触发深
度为４个字节
｝
声卡初始化的几个关键点如下：
１）声卡的系统时钟ＳＹＳＣＩ。Ｋ
数据发送、声音控制三个模块组成，下面就来对这 三个模块进行分别讲述。
第３７卷（２００９）第４期
计算机与数字工程
１５３
／＊１２Ｓ的串行时钟１２Ｓ—ＢｉｔＲａｔｅ一采样率Ｓａｍｐｌｅ
ｒａｔｅ＊
字，由４个字节组成，发送通道按图３所示顺序输
声音的通道数ＣＨｎ＊所产生声音数据的位数ＢＩＴｎ＊／
１２ＳＴＸＲＡＴＥ＝０ｘ２ｌ：
Ｍａｎａｕｌ［Ｒ］．ＰＨＩＬ—
Ｅ４］田泽等译．ＡＲＭｓ０Ｃ体系结构［Ｍ］．北京：北京航 空航天大学外出版社，２００２，１０
出棼彤乔出希出希出秘易希出毋出希出毋出希出希出希出希出帘出芥出带出吊出界出吊延
（上接第１４３页）
参考文献
［５］Ｗ．Ｒｉｃｈａｒｄ
Ｔｈｅ
Ｓｔｅｖｅｎｓ．ＴＣＰ／ＩＰ
Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ
总第２３４期 ２００９年第４期
计算机与数字工程
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ＆Ｄｉｇｉｔａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖ０１．３７ １５１
Ｎｏ．４
利用ＬＰＣ２
０系列ＡＲＭ芯片的 １２ Ｓ实现ＷＡＶ文件播放’
３０
涂
立”
谭跃２’
益阳４１３０００）
（湖南城市学院计算机科学系”
益阳４１３０００）（湖南城市学院物理系∞
摘要１２Ｓ（Ｉｎｔｅｒ—ＩＣ
Ｓｏｕｎｄ
Ｂｕｓ，集成电路内置音频总线）是工业领域或嵌入式系统领域常用的音频总线之一，它只
处理音频数据，而其它信号如编码、控制等单独传送。使用１２Ｓ总线ｂｕｓ和支持该接口的编解码芯片连接，从而构建一个嵌
入式音频系统。 关键词 音频总线
１２Ｓ嵌入式系统
中图分类号ＴＰ３１１．５２
Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ
ｏｆ
发送ＦＩＦＯ
里堂！！！！！ｉ．堡ｉ！！§长度的数据压）Ｉ：ｓ输鬲；甬；吾菇；要ｎ？ Ｄ荔３孤丽１蒜长度的数据然嚣毒罐
一
Ｄ：Ｄ、
ＤｏＤ。
Ｉ一
发送序列 ①Ｉ。Ｓ输出ｊ亟ｊ酋首先发送Ｄ。； ②Ｉ：ｓ输出通道发送Ｄ．；
图２音频数据和１２Ｓ初始化间的关系
由于要使用发送中断，所以还需要配置 １２ＳＩＲＱ，初始化具体程序如下程序ｌ：
ｂｕｓｅｓ ｓｉｇｎａｌｓ
ａｐｐｌｉｅｄ ｌｉｋｅ
ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｃｏｄｅｓ
ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｔｏ
ｓｙｓｔｅｍｓ
ｏｒ
ｅｍｂｅｄ—
ａｒ・
ｄａｔａ，ｗｈｉｌｅ
ｔｏ ｃｏｎｎｅｃｔ
ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ｒｅｌｅｖａｎｔ
ｖａｒｉｏｕｓ ｄｅｃｏｄｅ
ｓｉｇｎａｌｓ．Ｔｈｉｓ
ＷＡＶ
Ｃｈｉｐｓｅｔ
Ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｏｆ
Ｔｕ
Ｕｓｉｎｇ ＬＰＣ２３００
Ｙｕｅ２’
ｔｈｅ
ｉｚ Ｓ Ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ＡＲＭ
ｔｈｅ
Ｓｅｒｉｅｓ
Ｌｉｌ’Ｔａｎ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ
ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｏｆ
Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｈｕｎａｎ Ｃｉｔｙ
Ｃｉｔｙ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ”，Ｙｉｙａｎｇ
・收稿日期：２００９年１月８日，修回日期：２００９年２月２８日 基金项目：湖南城市学院２００７年科技计划资助项目（编号：０７ｃ００６）资助。
作者简介：涂立，男，硕士，讲师，研究方向：单片机与嵌入式系统。
１５２
涂
立等：利用ＬＰＣ２３００系列ＡＲＭ芯片的１２ｓ实现ｗＡＶ文件播放
ｌ：Ｓ干Ｉｌ声ｋ初始化播放的音频
在本系统开发平台上，选用了ＵＤＡｌ３４ＩＴＳ声 卡，用１１．２９ＭＨｚ晶振作为系统时钟源。而输入 声卡的音频数据的采样率和声卡的系统时钟之间 有以下关系： ＳＹＳＣＬＫ一２５６ｆｓ或ＳＹＳＣＬＫ一３８４１ｓ或
ＳＹＳＣＬＫ一５１２Ｉｓ。
通过调用Ｌ３接口函数，可以完成对 ＵＤＡｌ３４１ＴＳ声卡的操作，从而实现诸如静音、音 量调节等的功能。下面给出部分示例代码如程序
程序有两点需要说明： １）Ｗａｖ文件已经以数组的形式存放于Ｃ文件
１５４
涂立等：利用ＬＰＣ２３００系列ＡＲＭ芯片的１２ｓ实现ｗＡＶ文件播放
第３７卷
中；
和ＭＰＥＧ４等常见的媒体文件，该设计方案采用 ２）本ｗａｖ文件里能被直接送入声卡的有效音 ＬＰＣ２３００系列ＡＲＭ芯片，提高了系统的可靠性， 对于广泛推广到车载、船载嵌入式播放器以及便携 式播放器等领域中具有借鉴意义。
ｆｓ和ＳＹＳＣＬＫ之间的关系必须是三者之一， 需根据实际的ｆｓ在这三者中选择合适的一个。在 本系统中，Ｉｓ＝４４．１ｋＨｚ，ＳＹＳＣＩ，Ｋ／Ｉｓ一２５６，因此 需在初始化声卡时选择ＳＹＳＣＬＫ＝２５６ｆｓ。
２）打开声卡的ＤＡＣ
由于需用到声卡的声音输出功能，所以必须打
开声卡的ＤＡＣ。
３）选择声卡输人数据的帧格式 需要告诉声卡，输入声卡的音频数据采用何种 帧格式。本系统１２Ｓ总线输出的数据是１２
４１３０００） ４ １ ３０００）
Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｈｕｎａｎ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ”，Ｙｉｙａｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ ｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍｓ．１２
１２ Ｓ（Ｉｎｔｅｒ—ＩＣ Ｓ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｈｏｗ
ｔｏ
ｕｓｅ
Ｓｏｕｎｄ ｏｎｌｙ ａｕｄｉｏ
Ｂｕｓ）ｉｓ
ｏｎｅ
ｏｆ
ｔｈｅ
ｇｅｎｅｒａｌ
ａｕｄｉｏ ｏｔｈｅｒ
式。
３．２
／＊声音大小控制相关宏＊／
＃ｄｅｆｉｎｅ ＃ｄｅｆｉｎｅ ＃ｄｅｆｉｎｅ ＬＣＩＵＤ０ｘ０ Ｓ（）ＦＴＯｘＯｆ
ｓ帧格
ＤＵＭＢ０ｘ３ｆ
／＊声音大小调节＊／
１２Ｓ音频数据发送
ＷｒＬ３Ａｄｄｒ（０ｘ１４）； ＷｒＬ３Ｄａｔａ（ＬＯＵＤ）；／／令声卡的声音调整为最大
本系统采用中断方式来发送音频数据。当发 送ＦＩＦＯ深度为４时，产生中断，将４个字节的数 据一次性送人发送ＦＩＦＯ。送人发送ＦＩＦＯ的一个
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ
ａｎ
ｔｉｃｌｅ ｅｘｐｌａｉｎｓ ｂｅｄｄｅｄ Ｋｅｙ Ｃｌａｓｓ ａｕｄｉｏ
ｔｈｅ
１２ Ｓ ｂｕｓ
ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ