嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方案實n習(xí)報告

1、嵌入式系統(tǒng)實習(xí)報告院業(yè)級名號 學(xué)專班姓學(xué)電氣信息工程學(xué)院通信工程07 1喬振宇40山傳文一、實習(xí)目的 2二、實習(xí)設(shè)備 2三、實習(xí)內(nèi)容 2四、實習(xí)原理 2五、實習(xí)步驟 5六、實習(xí)主程序 6七、實習(xí)中間過程 7八、實習(xí)心得 10九、參考文獻 10基于S3C2410嵌入式MDK開發(fā)和EduKit-IV-ucos-II實習(xí)一、實習(xí)目的：1、掌握有關(guān)音頻處理的基礎(chǔ)知識；2、通過實驗了解 IIS 音頻接口的工作原理；3、通過實驗掌握對處理器 S3C2410対IIS模塊電路的控制方法；4、通過實驗掌握對常用 IIS 接口音頻芯片的控制方法。5、初步掌握液晶屏的使用及其設(shè)計方法。6、掌握S3C2410X1理器

2、的LCD控制其使用。7、 掌握通過任務(wù)調(diào)度的方法把液晶顯示函數(shù)添加到UC/os-II 中。二、實習(xí)設(shè)備：1、硬件：Embest EduKit-IV 平臺，ULINK2仿真器套件， PC機;2、 軟件：卩 Vision IDE for ARM 集成開發(fā)環(huán)境， Windows 98/2000/NT/XP。三、實習(xí)內(nèi)容：1、將從UART1接收到的字符串回送顯示。2、通過使用 Embest Edukit-IV 實驗板的彩色液晶屏進行電路設(shè)計，掌握液晶屏作為人 機接口界面的設(shè)計方法，并編寫任務(wù)函數(shù)在 uc/os-II 系統(tǒng)中實現(xiàn)位圖顯示，在 uc/os-II 中建立兩個任務(wù) Task1和Task2，其中

3、Task1順序熄滅四個LED,延遲一會再順序點亮四個 LED, Task1和Task2在LED屏幕上循環(huán)顯示兩幅圖片，并打印一些文字信息。3、在實習(xí)箱上顯示你的專業(yè)，姓名。四、實習(xí)原理：1 、數(shù)字音頻基礎(chǔ)采樣頻率和采樣精度在數(shù)字音頻系統(tǒng)中， 通過將聲波波形轉(zhuǎn)換成一連串的二進制數(shù)據(jù)再 現(xiàn)原始聲音，這個過程中使用的設(shè)備是模擬 / 數(shù)字轉(zhuǎn)換器( Analog to Digital Converter ， 即ADC , AD(以每秒上萬次的速率對聲波進行采樣，每次采樣都記錄下了原始聲波在某一時刻的狀態(tài)，稱之為樣本。每秒采樣的數(shù)目稱為采樣頻率， 單位為HZ (赫茲)。采樣頻率越高所能描述的聲波頻率 就越

4、高。系統(tǒng)對于每個樣本均會分配一定存儲位( bit 數(shù))來表達聲波的聲波振幅狀態(tài)，稱 之為采樣精度。采樣頻率和精度共同保證了聲音還原的質(zhì)量。人耳的聽覺范圍通常是 20Hz20KHz根據(jù)奈魁斯特(NYQUIST采樣定理，用兩倍于一 個正弦波的頻率進行采樣能夠真實地還原該波形，因此當(dāng)采樣頻率高于40KHZ時可以保證不產(chǎn)生失真。C音頻的采樣規(guī)格為16bit , 44KHz就是根據(jù)以上原理制定。音頻編碼：脈沖編碼調(diào)制 PCM( Pulse Code Modulation )編碼的方法是對語音信號進行 采樣， 然后對每個樣值進行量化編碼，在 “采樣頻率和采樣精度” 中對語音量化和編碼就是 一個PCM編碼過

5、程。ITU-T的64kbit /s語音編碼標準G.711采用PC隔碼方式，采樣速率為 8KHz,每個樣值用8bit非線性的卩律或A律進行編碼，總速率為 64kbit /s。Ct音頻即是使用PCM編碼格式，采樣頻率 44KHZ,采樣值使用16bit編碼。使用PCM編碼的文件在Windows系統(tǒng)中保存的文件格式一般為大家熟悉的wav格式，實驗中用到的就是一個采樣 44.100KHz， 16位立體聲文件 t.wav 。在PC基礎(chǔ)上發(fā)展起來的還有自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制ADPCM (Adaptive DifferentialPulse Code Modulation )。ADPC編碼的方法是對輸入樣值進

6、行自適應(yīng)預(yù)測，然后對預(yù)測誤 差進行量化編碼。CCITT的32kbit /s語音編碼標準G.721采用ADPC編碼方式，每個語音采樣 值相當(dāng)于使用 4bit 進行編碼。2、IIS 音頻接口：IIS (In ter-IC Sou nd)是一種串行總線設(shè)計技術(shù)，是SONY PHILIPS等電子巨頭共同推出的接口標準，主要針對數(shù)字音頻處理技術(shù)和設(shè)備如便攜。軌、數(shù)字音頻處理器等。IIS將音頻數(shù)據(jù)和時鐘信號分離， 避免由時鐘帶來的抖動問題， 因此系統(tǒng)中不再需要消除抖動的器 件。IIS 總線僅處理音頻數(shù)據(jù)，其它信號如控制信號等單獨傳送，基于減少引腳數(shù)目和布線 簡單的目的， IIS 總線只由三根串行線組成：時

7、分復(fù)用的數(shù)據(jù)通道線，字選擇線和時鐘線。3、電路設(shè)計原理：( 1 )信號線處理器中與 IIS 相關(guān)的信號線有五根： 串行數(shù)據(jù)輸入IISDI，對應(yīng)IIS總線接口中的SD言號，方向為輸入。 串行數(shù)據(jù)輸出IISDO，對應(yīng)IIS總線接口中的SD言號，方向為輸出。 左右通道選擇IISLRCK，對應(yīng)IIS總線接口中的 W信號，即采樣時鐘。 串行位時鐘IISCLK，對應(yīng)IIS總線接口中的SCK號。 音頻系統(tǒng)主時鐘 CODECLK般為采樣頻率的256倍或384倍，符號為256fs或384fs， 其中fs為采樣頻率。CODECL通過處理器主時鐘分頻獲得，可以通過在程序中設(shè)定分頻（ 2 ）寄存器處理器中與 IIS

8、相關(guān)的寄存器有三個： IIS控制寄存器IISCON,通過該寄存器可以獲取數(shù)據(jù)高速緩存FIFO的準備好狀態(tài)，啟動或停止發(fā)送和接收時的 DM請求，使能IISLRCK、分頻功能和IIS接口。 IIS模式寄存器IISMOD,該寄存器選擇主/從、發(fā)送/接收模式，設(shè)置有效電平、通道 數(shù)據(jù)位，選擇CODECL和 IISLRCK頻率。 IIS分頻寄存器IISPSR。（ 3）數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送可以選擇普通模式或者 DM模式，普通模式下，處理器根據(jù) FIF O的準備狀態(tài)傳 送數(shù)據(jù)到FIFO,處理器自動完成數(shù)據(jù)從 FIFO到IIS總線的發(fā)送，F(xiàn)IFO的準備狀態(tài)通過IIS的 FIFO控制寄存器IISFCON獲取，數(shù)據(jù)直

9、接寫入FIFO寄存器IISFIF。DM模式下，對FIFO的訪問 和控制完全由DM益制器完成，DM益制器自動根據(jù)FIFO的狀態(tài)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。DM方式下數(shù)據(jù)的傳送細節(jié)請參考處理器手冊中DMA章節(jié)。音頻芯片UDA1341TS說明電路中使用的音頻芯片是 PHILIPS的UDA1341T音頻數(shù)字信號編譯碼器，UDA1341T可將立體聲模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，同樣也能把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，并可用PGA（可編程增益控制），AGC（自動增益控制）對模擬信號進行處理；對于數(shù)字信號，該芯片提供了 DSP（數(shù) 字音頻處理）功能。實際使用中，UDA134仃廣泛應(yīng)用于MD CD notebook、PC和數(shù)碼攝像機

10、 等。UDA1341T提供兩組音頻輸入信號線、一組音頻信號輸出線，一組IIS總線接口信號，一組L3總線。IIS總線接口信號線包括位時鐘輸入BCK字選擇輸入WS數(shù)據(jù)輸入DATAI、數(shù)據(jù)輸出DATAO和音頻系統(tǒng)時鐘SYSCL信號線。UDA1341TS勺L3總線，包括微處理器接口數(shù)據(jù)L3DATA微處理器接口模式L3M0DE微處理器接口時鐘L3CL0C三根信號線，當(dāng)該芯片工作于微控制器輸入模式使用的，微處理器通 過L3五、實習(xí)步驟：1. 準備實驗環(huán)境使用ULINK2仿真器連接Embest EduKit-IV 實驗平臺的主板 JTA徳口；使用Embest EduKit-IV實驗平臺附帶的交叉串口線，連接

11、實驗平臺主板上的COM和PC機的串口（一般PC只有一個串口，如果有多個請自行選擇，筆記本沒有串口設(shè)備的可購買USB專串口適配器擴充）；使用 Embest EduKit-IV 實驗平臺附帶的電源適配器， 連接實驗平臺主板上的電源接口。2. 串口接收設(shè)置在PC機上運行windows自帶的超級終端串口通信程序，或者使用實驗平臺附帶光盤內(nèi)設(shè) 置好了的超級終端，設(shè)置超級終端：波特率115200、1 位停止位、無校驗位、無硬件流控制，或者使用其它串口通信程序。（注：超級終端串口的選擇根據(jù)用戶的PC串口硬件不同，請自行選擇，如果PC機只有一個串口，一般是 COM13. 打開實驗例程1）拷貝實驗平臺附帶光盤

12、DISK3_S3C241003-Codes01-MDKMini2410-IV 文件夾到 MDK的安裝路徑：（如果本實驗之前已經(jīng)拷貝，可以跳過這一步）。（注：用戶也可拷貝工程到任意目錄，本實驗為了便于教學(xué)，故統(tǒng)一實驗路徑）；2） 運行Vision IDE for ARM軟件，點擊菜單欄Project ” ,選擇Open Project ”, 在彈出的對話框選擇實驗例程目錄 7.3_IIS_Test 子目錄下的 IIS_Test.Uv2 工程。3） 默認打開的工程在源碼編輯窗口會顯示實驗例程的說明文件readme.txt ，詳細閱讀 并理解實驗內(nèi)容。4） 工程提供了兩種運行方式：一是下載到SDRA

13、I中調(diào)試運行，二是固化到 Nor Flash中 運行。用戶可以在工具欄 Select Target 下拉框中選擇在RAI中調(diào)試運行還是固化Flash中運 行。5） 接下來開始編譯鏈接工程，在菜單欄 Projiet ”選擇 Build target ”或者 Rebuild all target files ”編譯整個工程，用戶也可以在工具欄單擊”或者”進行編譯。6）編譯完成后，在輸出窗口可以看到編譯提示信息，比如 .SDRAMIIS_Test.axf-0 Error(s), 1 Warni ng(s).”，如果顯示0 Error（s）”即表示編譯成功。7） 撥動實驗平臺電源開關(guān)，給實驗平臺上電，

14、單擊菜單欄Debug-Start/Stop DebugSession項將編譯出來的映像文件下載到SDRA中，或者單擊工具欄“”按鈕來下載。8） 下載完成后，單擊菜單欄Debug-R un項運行程序，或者單擊工具欄“”按鈕來全速 運行程序。用戶也可以使用進行單步調(diào)試程序。9） 全速運行后，用戶可以在超級終端看到程序運行的信息，出現(xiàn)“Please in put words,the n press En ter”提示后輸入想要發(fā)送的數(shù)據(jù)，并已回車作為發(fā)送字符串的結(jié)尾標志。10） 用戶可以Stop程序運行，使用 卩Vision IDE for ARM勺一些調(diào)試窗口跟蹤查看程序 運行的信息。注：如果在第

15、4）步用戶選擇在Flash中運行，則編譯鏈接成功后，單擊菜單欄 Flash-Download項將程序固化到NorFlash中，或者單擊工具欄按鈕“”固化程序，從實驗 平臺的主板拔出JTAG線，給實驗平臺重新上電，程序?qū)⒆詣舆\行。六、實習(xí)主程序：聲音圖像同步顯示Lcd_D3pA3cII6xS (460,440,0, rrhttp: /www.kieihua. comrr);LccQ：|spHz2 4 1：4匚1沁匚1匚1匚1：:1匚1寸匕華丈學(xué)”：1 ;while i：1：i / / uar t _p r i nt. f (Please input IDni-urtoe 匸 prj ; int.

16、 ing;int *p =.ing;/ Initial Interrupt* Purt and TJART uart_pr int.f i：rp input, murfcier npr);ing= uart_get intm.uri i： ：i;if(ing=28)Bi匸inapVi&wTft-16Bit_12 8160 i： i：unsigned char *：i gIitiage_pict.urel); Lcd_DspHz24 (3OO71OO, 0x10, rr通信二班；-Lcd_DspHz24 (300, 150,0x10, rr3ES5rr)；LcdDspAscIISxlS (300

17、,200,0, rr28rr);ii3_rji.mi (p);/ / p lay_N；zLtne i： Xue Hao ：i ;OSTirneDly (100);1 cd_c 1 r_rect. (3 0U1005803 80 f Oxf f f f) ; break; else if(ing= = 3 3)B it.tciapViet.tTf t-16Bit_12S160 i： i：unsigned char 古：i gIiciage_p ict.ure2 ); Lcd_DspHz24 (300, 100,0x10, rr通信二班);Lcd_DspHz24 (300, 150,0x10, r

18、r姚秀丹”):Lcd_D5pAscIISxl6 (300,200,0, rr33rr); i(p);/ / p lay_N；5Ltie i： Xue Hau ：i ;OSTirneDly (100);lcd_clr_rect(30010058038ufOxffff); break; 七、實習(xí)中間過程:1、終端的設(shè)置如下2、單獨顯示圖片時終端顯示結(jié)果如下Embest EduKlt-IV boot success! uCOS-II Running.Embest EduKlt-IV boot success? uCOS-II Running.3、單獨實現(xiàn)聲音的程序如下#include,hF,/ */

19、 *extern funct ionextern void iis 匸est (void：);/*funccion declare/* /蕾常需習(xí)需評素常席書常盍常常常書書需書需需常貫常吉蓄常盅富常味需需席素帯未書素卡書矗需書需常常蓄常需書常味蓄常帶我* noine :main* func:c code entry* para:no ne擊 ret:none* modify:* coamnent:宙書索素書蓋肅書孟書卞卞吉吉卞吉舌卞苫吉卞擊舌*卞書卞吉書盂書畫索吉吉*書舌卞吉書卞雷吉卞卞書卞古書養(yǎng)肅書*倉需int ittain (void)syinit);/ Initialiis_test);

20、while(1);4、單獨實現(xiàn)聲音的終端顯示結(jié)果如下*w*弭英蓿特EduKit系列嵌入式教學(xué)系統(tǒng)平臺Embest EduKit Series Embedded Teaching Platform餐蠢 *餐搶豊強憑薪來*禪*耗託強* 葺*挺薔* :* 餐拋慕強*薯來昶事:*転來毎*豊強*來*耗* 餐扛託強* 軒并來祈* 耗* 誓按藩來捱IIS test exampleMenu(press digital to select): 1: play wave file2: record and play3: EXIT!5、圖片的轉(zhuǎn)換如下6、聲音的轉(zhuǎn)換如下C：M)ocunents and SettliuC:Docunents and SettingsMdninistrtorXliudir 驅(qū)動器C中的卷沒有標簽。卷的序列號是7890-B082C：Docunentsand Sett ingsXfidninistPatoiMin 的目錄2010-12-1