s3c2440的IIS应用

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＝32fs＝1411.2kHz。

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，5~9位是预分频器A，0~4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CDCLK＝PCLK / (N＋1)。

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fs＝44.1kHz，而CDCLK＝384fs＝16.9344MHz，那么经过计算，最终得到N＝3，MDIV＝150，PDIV＝5，SDIV＝0，即IISPSR = (3< <5) | 3;，MPLLCON = (150<<12) | (5<<4) | 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 (1<<4) //GPB4 = L3CLOCK#define L3D (1<<3) //GPB3 = L3DATA#define L3M (1<<2) //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, 0×00, 0×05, 0×00, 0x1C, 0×00, 0x0F, 0×00, 0×15, 0×00, 0×06, 0×00, 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;i<10;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;i<8;i++){if(data & 0×1) // H{rGPBDAT &= ~L3C; //L3C=LrGPBDAT |= L3D; //L3D=Hfor(j=0;j<5;j++); //等待一段时间rGPBDAT |= L3C; //L3C=HrGPBDAT |= L3D; //L3D=Hfor(j=0;j<5;j++); //等待一段时间}else // L{rGPBDAT &= ~L3C; //L3C=LrGPBDAT &= ~L3D; //L3D=Lfor(j=0;j<5;j++); //等待一段时间rGPBDAT |= L3C; //L3C=H使CLOCK 为1；rGPBDAT &= ~L3D; //L3D=Lfor(j=0;j<5;j++); //等待一段时间}data >>= 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(0×14 + 2,1); //状态模式(000101xx+10)WriteL3(0×60,0); //0,1,10, 000,0 : 状态0,复位WriteL3(0×14 + 2,1); //状态模式(000101xx+10)WriteL3(0×10,0); //0,0,01, 000,0 : 状态0, 384fs,IIS,no DC-filteringWriteL3(0×14 + 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 = (0<<5)|(0<<4)|(0<<3)|(1<<2)|(1<<1);//PCLK为时钟源，输出模式，IIS模式，每个声道16位，CODECLK=384fs，SCLK=32fs rIISMOD = (0<<9)|(0<<8)|(2<<6)|(0<<5)|(0<<4)|(1<<3)|(1<<2)|(1<<0); rIISFCON = (0<<15)|(1<<13); //输出FIFO正常模式，输出FIFO使能flag=1;count=0;//开启IISrIISCON |= 0×1;while(flag){if((rIISCON & (1<<7))==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;i<32;i++){rIISFIFO=(buffer[2*i+count])+(buffer[2*i+1+count]<<8);//每一次写两个字节，64字节，须写32次；}count+=64;if(count>length)flag=0; //音频数据传输完，则退出}}rIISCON = 0×0; //关闭IIS}void 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=67.714MHz rMPLLCON = (150< <12) | (5<<4) | 0;//配置L3接口总线，GPB2:L3MODE, GPB3:L3DATA, GPB4:L3CLOCKrGPBCON = 0×015550; //输出rGPBUP = 0x7ff; //上拉无效//配置IIS接口rGPEUP = rGPEUP & ~(0x1f) | 0x1f; //上拉无效，GPE[4:0] 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。