AudioCodec用户手册

AudioCodec⽤户⼿册
Red Logic
⾳频采集输出板⽤户⼿册
版本号: 1.0
⾳频输⼊输出板⽤户⼿册第1页
⽬录
⾳频输⼊输出板⽤户⼿册第2页
修订历史
版本修订⼈修订⽇期修订内容
1.0 Red logic 2006.03.10 初始版本
⾳频输⼊输出板⽤户⼿册第3页
1.设计原理
1.1⾳频编解码芯⽚TLV320AIC23B的简介
TLV320AIC23（以下简称AIC23）是TI推出的⼀款⾼性能的⽴体声⾳频Codec芯⽚，内置⽿机输出放⼤器，⽀持MIC和LINE IN两种输⼊⽅式（⼆选⼀），且对输⼊和输出都具有可编程增益调节。

AIC23的模数转换（ADCs）和数模转换（DACs）部件⾼度集成在芯⽚内部，采⽤了先进的Sigma－delta过采样技术，可以在8K到96K的频率范围内提供
16bit、20bit、24bit和32bit的采样，ADC和 DAC的输出信噪⽐分别可以达到90dB和100dB。

与此同时，AIC23还具有很低的能耗，回放模式下功率仅为23mW，省电模式下更是⼩于 15uW。

由于具有上述优点，使得AIC23是⼀款⾮常理想的⾳频模拟I/O器件，可以很好的应⽤在随声听（如CD，MP3……）、录⾳机等数字⾳频领域。

的管脚和内部结构框图如下：
AIC23
⾳频输⼊输出板⽤户⼿册第4页
从上图可以看出，AIC23主要的外围接⼝分为以下⼏个部分：
⼀．数字⾳频接⼝：主要管脚为
BCLK－数字⾳频接⼝时钟信号（bit时钟），当AIC23为从模式时（通常情况），该时钟由DSP产⽣；AIC23为主模式时，该时钟由AIC23产⽣；
LRCIN－数字⾳频接⼝DAC⽅向的帧信号（I2S模式下word时钟）
LRCOUT－数字⾳频接⼝ADC⽅向的帧信号
DIN－数字⾳频接⼝DAC⽅向的数据输⼊
DOUT－数字⾳频接⼝ADC⽅向的数据输出
这部分可以和DSP的McBSP（Multi-channel buffered serial port，多通道缓存串⼝）⽆缝连接，唯⼀要注意的地⽅是McBSP 的接收时钟和AIC23的BCLK都由McBSP的发送时钟提供，连接⽰意图如下：
⼆．麦克风输⼊接⼝：主要管脚为
MICBIAS－提供麦克风偏压，通常是3/4 AVDD
MICIN－麦克风输⼊，由AIC结构框图可以看出放⼤器默认是5倍增益
连接⽰意图如下：
三． LINE IN输⼊接⼝：主要管脚为
LLINEIN－左声道LINE IN输⼊
RLINEIN－右声道LINE IN输⼊
⾳频输⼊输出板⽤户⼿册第5页
连接⽰意图如下：
四．⽿机输出接⼝：主要管脚为
LHPOUT－左声道⽿机放⼤输出
RHPOUT－右声道⽿机放⼤输出
LOUT－左声道输出
ROUT－右声道输出
从框图可以看出，LOUT和ROUT没有经过内部放⼤器，所以设计中常⽤LHPOUT和RHPOUT，连接⽰意图如下：
五．配置接⼝：主要管脚为
SDIN－配置数据输⼊
SCLK－配置时钟
DSP通过该部分配置AIC23的内部寄存器，每个word的前7bit为寄存器地址，后9bit为寄存器内容。

具体⽅法和寄存器具体内容见后。

六．其他：主要管脚为
MCLK－芯⽚时钟输⼊(12.288M、11.2896M、18.432M、16.9344M)
⾳频输⼊输出板⽤户⼿册第6页
VMID－半压输⼊，通常由⼀个10U和⼀个0.1U电容并联接地
MODE－芯⽚⼯作模式选择，Master或者Slave
CS－⽚选信号（配置时有效）
CLKOUT－时钟输出，可以为MCLK或者MCLK/2（详见寄存器配置）
1.2数字⾳频格式
AIC23的数字⾳频接⼝⽀持I2S模式（⼀种通⽤的⾳频格式），也⽀持DSP Mode模式（专连接模式）。

两种模式的时序如下图：
为与TI的DSP
I2S
2.寄存器配置
2.1 AIC23寄存器说明
AIC23的内部寄存器中的⼀些主要设置bit：
⾳频输⼊输出板⽤户⼿册第7页
1． LINE IN左声道⾳量控制寄存器：
LIM：静⾳
LIV【4：0】：⾳量控制
2． LINE IN右声道⾳量控制寄存器：
RIM：静⾳
RIV【4：0】：⾳量控制
3．⽿机左声道⾳量控制寄存器：
LHV【6：0】：⾳量控制
4．⽿机右声道⾳量控制寄存器：
RHV【6：0】：⾳量控制
5．模拟通道控制寄存器
BYP：Bypass模式
INSEL：ADC输⼊选择，0－LINE IN、1－麦克风MICM：麦克风静⾳
6．数字通道控制寄存器
DACM：DAC静⾳
ADCHP：ADC⾼通滤波器开关选择
7．省电控制寄存器
OFF：Device Power off
CLK：Clock Power off
OSC：Oscillator Power off
OUT：Outputs Power off
DAC：DAC Power off
ADC：ADC Power off
MIC：MIC Power off
LINE：LINE IN Power off
8．数字接⼝格式寄存器：
MS：⼯作模式Master or Slave
LRSWAP：DAC左右声道交换
LRP：I2S模式下，LRCIN低左声道或右声道
DSP模式下，MSB在LRCIN有效后1st或者2nd BCLK沿出现IWL【1：0】：采样Bit长度
FOR【1：0】：DSP格式，即帧信号后跟左右声道两个字I2S格式，帧信号占空⽐50％，⾼低各是左右声道
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9．采样率寄存器：
CLKIN：时钟输⼊选择，0－MCLK，1－MCLK/2 CLKOUT：时钟输出选择，0－MCLK，1－MCLK/2 10．数字接⼝激活寄存器：
ACT：激活开关
11． Reset寄存器
RES：写⼊0重启
寄存器：设定值
00 : 0017;
01 : 0217;
02 : 05F9;
03 : 07F9;
04 : 08F9;
05 : 0A00;
06 : 0C00;
07 : 0E43;
08 : 1000;
09 : 1201;
[0a..0e] : 0000;
0f : 1E00;
2.2 配置时序
时序图如下：
SPI
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I2C
时序图如下：
3⾳频输⼊输出环路实例
3.1 实例的功能
完成⾳频芯⽚的SPI配置，实现输⼊和输出的闭环测试。

32 实验步骤
z检查电路板的信号连接是否正确。

将放⾳设备输出的⾳频频信号连接到板⼦的⾳频输⼊⼝，⿊⾊端⼦；
将板⼦的⾳频输出⼝，绿⾊端⼦，连接到有源⾳箱；
将FPGA下载电缆连接到板上的JTAG⼝；
接通板上电源。

z启动QuartusII 5.0，打开实例的⼯程⽂件。

打开⼯程⽂件后，如果没有看到设计图，可以点击
按钮，显⽰当前⼯程的顶层⽂件。

按钮的功能是存盘，同时开始编译整个⼯程。

按钮的功能是下载当前⼯程到FPGA芯⽚，并运⾏起来。

z可以听到⾳频输出是否和输⼊关联。

4.电路板管脚映射
双排针管脚JE1，对应RCII－CY1C12开发板
⾳频输⼊输出板⽤户⼿册第10页
JE3连接器对应管脚VideoCodec板
对应信号
FPGA核⼼板
对应管脚
11 AIC_SDIN
Pin
18
12 AIC_CS
Pin
17
13 AIC_ACLK
Pin
28
14 AIC_MODE
Pin
19
15 AIC_LRCIN
Pin
23
16 AIC_DIN
Pin
21
17 AIC_LRCOUT
Pin
42
18 AIC_DOUT
Pin
41
22 AIC_BLCK
Pin
43
⾳频输⼊输出板⽤户⼿册第11页。