【正文】 D A T A [ 1 5 : 0 ]0 X 0 0 2 2D A T A 0D A T A 1… …D A T A n 圖 418 數(shù)據(jù)操作時(shí)序 HX8347驅(qū)動程序 HX8347 驅(qū)動程序主要包括以下幾個(gè)方面： 1． 初始化 HX8347 液晶操作的最開始既是進(jìn)行初始化操作 ， 初始化主要是設(shè)置液晶內(nèi)部參考電壓、開啟晶振、顯示緩沖區(qū)、 RGB 色彩等等寄存器的設(shè)置，以便能正確顯示。 VS1003B硬件接口 1． VS1003B 的 管腳信息 在使用 VS1003B 之前必須對 V1003B 硬件端口熟悉， 經(jīng)過閱讀 VS1003B 數(shù)據(jù)手冊， 總結(jié)出 關(guān)鍵的管腳 如下： XRESET：用于 VS1003B 芯片復(fù)位 ； DREQ： VS1003B 數(shù)據(jù)處理完成 后 的 中斷信號 ； XDCS： VS1003B 數(shù)據(jù) 片選端 ； XCS: VS1003B 指令片選端 ； SCLK： VS1003B 通信時(shí)鐘輸入管腳； MOSI： VS1003B 數(shù)據(jù) 輸出端 ； MISO： VS1003B 數(shù)據(jù)輸入端 。 每一條指令共 48位二進(jìn)制，總計(jì) 6 字節(jié) 。為了方便起見，通常將 Flash 的首地址設(shè)置為 0[1]， 其他模塊地址由系統(tǒng)自動分配。 SOPC 系統(tǒng)構(gòu)建 在 Quartus II 軟件 中 集成了設(shè)計(jì) SOPC 的環(huán)境 SOPC Builder。由于系統(tǒng)程序運(yùn)行在片外 RAM 上，所以可以滿足系統(tǒng)的要求。 Nios II的三個(gè)型號都是 32 位機(jī)，其總線寬度為 32 位，總線結(jié)構(gòu)為哈佛結(jié)構(gòu)，它們指令集完全相同。 Altera 的 SOPC 開發(fā)工具，將軟硬件的設(shè)計(jì)結(jié)合起來，提供給客戶一個(gè)很好的開發(fā)環(huán)境。 整個(gè)設(shè)計(jì)中，存在 一些 難點(diǎn)需要花主要精力去解決。 關(guān)鍵詞： SOPC； Nios II； SD 卡； TFT 液晶；觸摸芯片； VS1003 音頻模塊 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 i Smart Home Energy Monitor Abstract： Embedded system is one of the most popular the concept of IT. With the continuous promotion of ARM technology, and now people39。硬件部分主要負(fù)責(zé)完成對 Nios 處理器的構(gòu)建，音頻模塊和液晶部分的焊接。 主要研究內(nèi)容 本設(shè)計(jì)要求利用 SOPC 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電子音樂相冊的功能 ， 因此我 以實(shí)驗(yàn)室的FPGA 開發(fā)板 DE2 作 為 主板 。 SOPC 設(shè)計(jì)技術(shù)涵蓋了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的全部內(nèi)容，除了以處理器和實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)（ RTOS）為中心的軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、以 PCB 和信號完整性分析為基礎(chǔ)的高速電路設(shè)計(jì)技術(shù)以外， SOPC 還涉及目前以引起普遍關(guān)注的軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)。其最大處理能力是第一代軟核的 3 倍，而西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 6 小的體積只有 550LeS[1]，是第一代軟核的 1/2 大。 開發(fā)平臺資源如下： ? Cyclone II EP2C35F672C6 FPGA； ? 10/100M 以太網(wǎng)接口 ； ? RS232 接口 ； ? USB 接口 ； ? PS/2 鍵盤、鼠標(biāo)接口 ； 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 7 ? 8MBytes SDRAM； ? 512K SRAM； ? 4 MBytes Flash 存儲器 ； ? SD 卡接口 ； ? LCD1602； ? 8 個(gè) 7 段數(shù)碼管 ； ? 18 個(gè)撥動開關(guān) ； ? 18 紅色 LED； ? 9 個(gè)綠色 LED； ? 4 個(gè)防抖動按鍵 ； ? 50 MHz 晶振 ； ? 80 個(gè)外接擴(kuò)展 GPIO 口 。 FPGA 中的 SRAM 是易失性的，每次上電之前 [1]，配置數(shù)據(jù)必須重新 FPGA 中。上電后， Bootloader 程序會將操作系統(tǒng)的內(nèi)核程序由 Flash 調(diào)入 SDRAM 中 [2]，這樣可提升系統(tǒng)的運(yùn)行速度。 由于 NIOS II 沒有自帶 SD 控制器，所以，本設(shè)計(jì)采用 SPI 通信模式 。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 17 音頻芯片驅(qū)動程序設(shè)計(jì) VS1003B簡介 VS1003 是芬蘭 VLSI 公司出品的一款單芯片的 MP3/WMA/MIDI 音頻解碼和 ADPCM 編碼芯片，其擁有一個(gè)高性能低功耗的 DSP 處理器核 VS_DSP， 5K的指令 RAM， 的數(shù)據(jù) RAM，串行的控制和數(shù)據(jù)接口， 4 個(gè)通用 IO 口，一個(gè) UART 口；同時(shí)片內(nèi)帶有一個(gè)可變采樣率的 ADC、一個(gè)立體聲 DAC 以及音頻耳機(jī)放大器。 1． 寄存器操作時(shí)序 HX8347 功能非常強(qiáng)大，提供寄存器地址從 0x00~0x93 總共 132 個(gè)寄存器 。 2． 硬件連接 在 SOPC 工程時(shí)候設(shè)計(jì)了 6 個(gè) IO 口來操作 UH7843 芯片 ， 與 NIOS II 連接圖如 圖 419 所示 。量化，就是把各個(gè)時(shí)刻的采樣值用計(jì)算機(jī)能識別的二進(jìn)制來表示。 3． MP3 格式 MP3 是一種音頻壓縮技術(shù)，由于這種壓縮方式的全稱叫 MPEG Audio Layer3，所以人們把它簡稱為 MP3。擴(kuò)大位 圖尺寸的效果是增大單個(gè)像素，從而使線條和形狀顯得參差不齊。 WAV 格式的主要缺點(diǎn)是文件體積較大（一分鐘 44kHZ、 16bit Stereo 的 WAV 文件約要占用 10MB 左右的硬盤空間），所以不適合長時(shí)間記錄。從采樣頻率的概念可以得 知，在一秒鐘內(nèi)采樣的點(diǎn)數(shù)越多，獲取的頻率信息則越豐富。 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(biāo) * uiYstart 縱坐標(biāo) 起始 * uiYend 縱坐標(biāo)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(jì) 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(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)，使得 系統(tǒng)設(shè)計(jì)師 們越來越多的感到 其所具備的 優(yōu)越性。 // VS1003B 寫入數(shù)據(jù)函數(shù) TFT液晶驅(qū)動程序設(shè)計(jì) 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。 復(fù)位 SD 卡時(shí)候， SPI 時(shí)鐘速率一定要低速，如果 SPI 時(shí)鐘速度過高，會照成初始化時(shí)鐘失敗 。目前， SD 卡在數(shù)碼相機(jī)中正在迅速普及 [2]，大有成為主流之勢。 完成軟核類型的選擇之后，進(jìn)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(shí)所用到的功能模塊。 Nios II SDRAM 控制器可實(shí)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。這個(gè)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。這種 SOPC 系統(tǒng)是指將成功實(shí)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?？删幊唐骷?nèi)，還具有小容量高速 RAM 資源。 本 設(shè)計(jì) 項(xiàng)目基于消費(fèi)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(fèi)類產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù) 。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 設(shè)計(jì) 摘要： 嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)今 IT 界最熱門的概念之一 。在設(shè)計(jì)這個(gè)微處理器同時(shí)能充分了解單片機(jī)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(jì)理論水平有積極意義。它是可編程系統(tǒng)，具有靈活的設(shè)計(jì)方式，可裁剪、可擴(kuò)充、可升級，并具備軟硬件在系統(tǒng)可編程的能力。用戶可以根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，利用相應(yīng)的EDA 工具，對 NIOS II 及其外圍設(shè)備進(jìn)行構(gòu)建 [1]，使該嵌入式系統(tǒng)在硬件結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)、資源占用等方面全面滿足用戶系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 要求 ； ? 基于 HardCopy 技術(shù)的應(yīng)用。而用戶自定義指令在專項(xiàng)處理方面要優(yōu)于原有指令，因?yàn)樗怯嗅槍π缘脑O(shè)計(jì)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。 SDRAM 用來運(yùn)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(shí)現(xiàn)刷新操作、行列管理、不同延時(shí)和命令序列等邏輯。 考 慮到本課題所需資源節(jié)約與 Nios II 經(jīng)濟(jì)型和快速型之間 [4]，所以選用的類型為標(biāo)準(zhǔn)型。 SD 卡主要應(yīng)用于以下的手提數(shù)碼裝置：數(shù)碼相機(jī)存儲相片及短片，數(shù)碼攝錄機(jī)存儲相片及短片，個(gè)人數(shù)碼助理 (PDA)存儲各類資料，多媒體播放器等。 1． 復(fù)位 SD 卡 首先，查閱到 SD 卡數(shù)據(jù)手冊的復(fù)位時(shí)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(shí) 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(shí)使 SD 卡進(jìn)入休眠模式 。 配置 程序流程圖如 圖 414 所示 ： V S 1003B硬 件 復(fù) 位腳 給 個(gè) 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(shí) 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(gè) 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(gè)程序?yàn)椋? void VS1003_init(void)； // VS1003B 初始化 void VS1003_data(uint8 *pDat)。 任意 坐標(biāo) 打點(diǎn)函數(shù) ： /*********************************************************** * 函數(shù)名稱： GUI_Point * 函數(shù)功能：畫點(diǎn)函數(shù)，在屏幕上指定坐標(biāo) 畫一個(gè)點(diǎn) * 入口參數(shù)： ucX 橫坐標(biāo) * ucY 縱坐標(biāo) * color 打點(diǎn)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(biāo)起始 * uiY 縱坐標(biāo) * uiXend 橫坐標(biāo)結(jié)束 * uiColor