【正文】 當放大位圖時，可以看見賴以構(gòu)成整個圖像的無數(shù)單個方塊。 MP3 是利用 MPEG Audio Layer 3 的技術(shù)，將音樂以 1:10 甚至 1:12 的 壓縮率 ，壓縮成容量較小的 file，換句話說，能夠在音質(zhì)丟失很小的情況下把文件壓縮到更小的程度。 WAV 音頻格式的優(yōu)點包括：簡單的編 /解碼 (幾乎直接存儲來自模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)的信號 )、普遍的認同 /支持以及無損耗存儲。量化后的數(shù)值與原來的采樣值是有誤差的，這個數(shù)值就是量化精度。奈奎斯特理論中指出，采樣頻率不應(yīng)該低于聲音信號最高頻率的兩倍，這樣才能把數(shù)字信號還原為原來的模擬信號。 UH7843 管腳信息： CS： UH7843 片選信號； SCLK： UH7843 時鐘信號； DIN： UH7843 數(shù)據(jù)輸入信號； 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 25 DOUT： UH7843 數(shù)據(jù)輸出信號； BUSY： UH7843 忙信號； IRQ： UH7843 中斷信號。 任意 坐標 打點函數(shù) ： /*********************************************************** * 函數(shù)名稱： GUI_Point * 函數(shù)功能：畫點函數(shù)，在屏幕上指定坐標 畫一個點 * 入口參數(shù)： ucX 橫坐標 * ucY 縱坐標 * color 打點顏色 * 出口參數(shù)：無 ***********************************************************/ void GUI_Point (uint16 ucX, uint16 ucY, uint16 color) 畫橫線函數(shù) ： /*********************************************************** * 函數(shù)名稱： GUI_HLine * 函數(shù)功能： 畫橫線函數(shù) * 入口參數(shù)： uiXstart 橫坐標起始 * uiY 縱坐標 * uiXend 橫坐標結(jié)束 * uiColor 顯示顏色 * 出口參數(shù)：無 ***********************************************************/ void GUI_HLine(uint16 uiXstart, uint16 uiY, uint16 uiXend, uint16 uiColor)。在使用液晶前必須對大部分寄存器初始化，寄存器操作非常重要，如 圖 417 所示 ， 寄存器操作使用 CS、 RS、 RD、 WR、 DATA[7： 0]這幾個腳進行操作。 配置 程序流程圖如 圖 414 所示 ： V S 1003B硬 件 復(fù) 位腳 給 個 10M S以 上低 脈 沖 復(fù) 位 硬 件開 始D E R Q == 1Y軟 件 復(fù) 位 ，往 M O D E寫 入 0X 0804設(shè) 置 V S 1003B時 鐘 寄 存 器設(shè) 置 V S 1003B采 樣 率 寄 存 器音 量 大 小 和重 低 音 設(shè) 置結(jié) 束發(fā) 送 4字 節(jié)無 效 數(shù) 據(jù) 圖 414 VS1003B初始化程序流程圖 2． VS1003B 寫入數(shù)據(jù) 正確配置好 VS1003B 后，即可往 VS1003B 中寫入數(shù)據(jù) ，程序流程圖如 圖西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 20 415 所示 ： 開 始結(jié) 束D E R Q == 1Y連 續(xù) 寫 入 32個 字 節(jié)的 音 頻 數(shù) 據(jù) 圖 415 音頻數(shù)據(jù)寫入流程圖 最終應(yīng)用程序使用的兩個程序為： void VS1003_init(void)； // VS1003B 初始化 void VS1003_data(uint8 *pDat)。 VS1003B 支持 MP MP3+V、 WMA、 WAV、 MIDI 和 SPMIDI 格式的音頻解碼播放 。 1． 復(fù)位 SD 卡 首先，查閱到 SD 卡數(shù)據(jù)手冊的復(fù)位時序如 圖 45 所示 ： 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 13 圖 45 SD卡復(fù)位時 序 復(fù)位 SD 卡指令位 CMD0，指令碼為 {0x40， 0x00， 0x00， 0x00， 0x00， 0x95}，用于復(fù)位 SD 卡工作于 SPI 通信模式，同時使 SD 卡進入休眠模式 。 在兩種 通信 方式 中 SD 卡管腳的具體功能也會相應(yīng)改變 ，如 圖 42 所示 ： 圖 42 SD卡兩種模式下的管腳定義 3． SD 卡硬件連接 在 NIOS II 中，我設(shè)計了 4 個 IO 口和 SD 卡 連接，用于 SD 卡的控制 ，由于NIOS II 硬件 SPI 不能在線更改 SPI 通信速率，所以，采用 IO 口模擬 SPI 模式 進行通信 。 SD 卡主要應(yīng)用于以下的手提數(shù)碼裝置：數(shù)碼相機存儲相片及短片，數(shù)碼攝錄機存儲相片及短片，個人數(shù)碼助理 (PDA)存儲各類資料，多媒體播放器等。 (3)UART 模塊和 PIO 口總線模塊，其中串口用于調(diào)試的需要，系統(tǒng)也可以在此基礎(chǔ)上擴展串口外設(shè)將串口波特率設(shè)置為最大的 115200bps， PIO 口則用于控制 SD 卡、 TFT 液晶、觸摸芯片以及音頻模塊這幾個外設(shè)。 考 慮到本課題所需資源節(jié)約與 Nios II 經(jīng)濟型和快速型之間 [4]，所以選用的類型為標準型。 Cyclone II FPGA 的配置方式包括 :主動配置模式 (AS)、被動式 (PS)和 JTAG 配置模式。 SDRAM 用來運行產(chǎn) uClinux 操作系統(tǒng)，存儲量為 8M字節(jié)， SDRAM 比較便宜，但需要實現(xiàn)刷新操作、行列管理、不同延時和命令序列等邏輯。 FPGA芯片 開發(fā)板的核心是 Altera公司的 Cyelone II系列的 FPGA芯片 EP2C35F672C6，其包括 5， 980 個邏輯單元 (LEs)，一個 32 位 NiosII 軟核 CPU 的 LE 單元，用 EPIC6F256 完全能滿足要求。而用戶自定義指令在專項處理方面要優(yōu)于原有指令，因為它是有針對性的設(shè)計的，所以，應(yīng)用用戶自定義指令可以在不改變 CPU 主頻的情況下大大 提高系統(tǒng)處理能力。 Nios II 有三個型號，分別為 e 型、 S 型、 f 型，它們分別是針對不同應(yīng)用要求優(yōu)化的。用戶可以根據(jù)設(shè)計的要求，利用相應(yīng)的EDA 工具，對 NIOS II 及其外圍設(shè)備進行構(gòu)建 [1]，使該嵌入式系統(tǒng)在硬件結(jié)構(gòu)、功能特點、資源占用等方面全面滿足用戶系統(tǒng)設(shè)計的 要求 ； ? 基于 HardCopy 技術(shù)的應(yīng)用。由于 SOPC 的主要邏輯設(shè)計是在可編程邏輯器件內(nèi)部進行，而 BGA封裝已被廣泛應(yīng)用在微封裝領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的調(diào)試設(shè)備，如：邏輯分析儀和數(shù)字示波器，已很難進行直接測試分析，因此，必將對以仿真技術(shù)為基礎(chǔ)的軟硬件協(xié)同設(shè)計技術(shù)提出更高的要求。它是可編程系統(tǒng)，具有靈活的設(shè)計方式，可裁剪、可擴充、可升級，并具備軟硬件在系統(tǒng)可編程的能力。在 DE2 開發(fā)板 基礎(chǔ)上 ，外加 SD 卡、 TFT 液晶、觸摸芯片以及音頻模塊來實現(xiàn)電子音樂相冊的功能 [1]。在設(shè)計這個微處理器同時能充分了解單片機的構(gòu)造原理，總線原理以及工作過程 [3]，并對很多高級外圍設(shè)備的操作加深理解，對提高大學(xué)生電 子設(shè)計理論水平有積極意義。 軟件部分主要負責(zé) SD 卡、 TFT 液晶、觸摸芯片和音頻模塊的底層驅(qū)動程序以及整個應(yīng)用程序的編寫。西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 i 基于 SOPC的電子音樂相冊 摘要： 嵌入式系統(tǒng)是當今 IT 界最熱門的概念之一 。 通過完成軟、硬件的工作，最終實現(xiàn)基于 SOPC 電子音樂相冊的設(shè)計。 本 設(shè)計 項目基于消費類領(lǐng)域應(yīng)用的主流器件 ALTERA公司的 FPGA，采用最新的EDA和 SOPC技術(shù)，綜合了音頻播放、彩色圖像顯示、 TFT液晶驅(qū)動 、觸摸屏原理 、SD卡存儲控制 以及 FAT32文件系統(tǒng) 等消費類產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù) 。 主要研究的內(nèi)容如下： 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 2 ? 基于 FPGA 的 SOPC 系統(tǒng)設(shè)計實驗，保證相關(guān)軟件設(shè)計代碼繼承、移植和復(fù)用 ； ? SD 卡的讀寫控制實驗； ? TFT 液晶驅(qū)動實驗； ? 數(shù)字化音頻的處理與播放驅(qū)動實驗?？删幊唐骷?nèi)，還具有小容量高速 RAM 資源。同時，新的調(diào)試技術(shù)也已不斷涌現(xiàn)出來 [5]，如 Altera公司的片 內(nèi)邏輯分析儀 SignalTap II 就是一種非常好的片內(nèi)實時調(diào)試工具。這種 SOPC 系統(tǒng)是指將成功實現(xiàn)于 FPGA器件上的 SOPC 系統(tǒng)通過特定的技術(shù)直接向 ASIC 轉(zhuǎn)化。 E 型的體積最小，只有 550 個 LE； f 型的性能最高，最大可以達到200DMIPS 以上； s 型又叫標準型，其體積與性能介于 e 型與 f 型之間。這個特性比較適合那些要求高處理速度 [1]，又不便于提高系統(tǒng)主頻的場合。 EP2C35F672C6 還包含 92Kbits 的片上 RAM，也就是說可以存儲 10K 字節(jié)的數(shù)據(jù) [1]。 Nios II SDRAM 控制器可實現(xiàn) Avalon 總線接口、透明的 SDRAM 初始化處理、刷新和其它 SDRAM 需要的操作 [3]，使 SDRAM 接口看 起來像簡單的等待信號的線性存儲器接口。本系統(tǒng)采用 AS 模 式和 JTAG 模式 [1]。 完成軟核類型的選擇之后，進行 JTAG Debug Module 的設(shè)置 ，即 JTAG 調(diào)西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 9 試時所用到的功能模塊。 在添加完各個模塊后，還需要為各個模塊指定名稱、類型、存儲器地址映像和系統(tǒng)外設(shè)的中斷設(shè)置，如圖 42 所示。目前， SD 卡在數(shù)碼相機中正在迅速普及 [2]，大有成為主流之勢。 如 圖 43 所示 ： N I O S I IC SS C L KM O S IM I S OC SS C L KD ID OS D 卡 圖 43 SD卡硬件連接 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 12 SD卡通信協(xié)議 1． SD 卡命令格式 在 SPI 工作模式下， SD 卡具有 CMD0~CMD63 條指令 。 復(fù)位 SD 卡時候， SPI 時鐘速率一定要低速，如果 SPI 時鐘速度過高，會照成初始化時鐘失敗 。 VS1003B 支持 IMAADPCM（單聲道） 編碼 ， 采用 麥克風(fēng)和線入（ Line input）兩種輸入方式 。 // VS1003B 寫入數(shù)據(jù)函數(shù) TFT液晶驅(qū)動程序設(shè)計 TFT液晶 以及 HX8347簡介 1． TFT 液晶 TFTLCD即薄膜場效應(yīng)晶體管 LCD，是有源矩陣類型液晶顯示器 (AMLCD)中的一種。 C SR SR DW RD A T A [ 7 : 0 ]R e g i s t e r A d d r e s s R e g i s t e r C o m m a n d 圖 417 HX8347寄存器操作時序 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 22 2． 數(shù)據(jù)操作時序 正確配置寄存器，然后即可進行顯示數(shù)據(jù)傳輸 ，數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 如所示 ，和寄存器管腳一樣，值的注意的是寄存器操作采用數(shù)據(jù)總線的低八位，而數(shù)據(jù)操作采用的是整個數(shù)據(jù)總線 16 位 。 畫豎線函數(shù) ： /*********************************************************** 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 24 * 函數(shù)名稱： GUI_HLine * 函數(shù)功能：畫橫線函數(shù) * 入口參數(shù)： uiX 橫坐標 * uiYstart 縱坐標 起始 * uiYend 縱坐標結(jié)束 * uiColor 顯示顏色 * 出口參數(shù)：無 ***********************************************************/ void GUI_RLine(uint16 uiX,uint16 uiYstart, uint16 uiYend, uint16 uiColor) 觸摸芯片驅(qū)動程序設(shè)計 觸摸技術(shù)簡介 隨著 多媒體 信息查詢的與日俱增 ， 觸摸屏 技術(shù) 以其易于使用、堅固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間等優(yōu)點，使得