【導(dǎo)讀】隨著ARM技術(shù)的不斷推廣，如今人們的日常生活中，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用早已滲入了其中。尤其是電子數(shù)碼產(chǎn)品，其更新?lián)Q代迅速，從最初的分立元件到現(xiàn)。在的集成芯片，產(chǎn)品的體積越來越小，而所展現(xiàn)出來的功能卻是越來越強(qiáng)大。設(shè)計(jì)采用DE2開發(fā)板作為主板，提出了一種基于NiosII的數(shù)碼音樂相冊(cè)。器控制，將音頻信息傳送至音頻模塊播放，將圖片信息傳送至TFT液晶顯示，同時(shí)全程使用觸摸操作的功能。硬件部分主要負(fù)責(zé)完成對(duì)Nios處理器的構(gòu)建，音頻模塊的底層驅(qū)動(dòng)程序以及整個(gè)應(yīng)用程序的編寫。最終實(shí)現(xiàn)基于SOPC電子音樂相冊(cè)的設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 坐標(biāo) endX 顯示窗口的結(jié)束 X 坐標(biāo) endY 顯示窗口的結(jié)束 Y 坐標(biāo) 出口參數(shù)：無 ***********************************************************/ void TFT_SetWindow(uint16 startX, uint16 startY, uint16 endX, uint16 endY)； 3． GUI 底層函數(shù)設(shè)計(jì) 任何一個(gè) GUI 系統(tǒng)最底層的只需要提供三個(gè)函數(shù)即可實(shí)現(xiàn) ，屏幕任意一點(diǎn)打點(diǎn)函數(shù)、屏幕上 畫橫線函數(shù)和屏幕上畫豎線函數(shù)即可完成 GUI 的移植 。 根據(jù)這個(gè)原理 實(shí)現(xiàn)了三個(gè)接口程序以便提供給上層 GUI 程序使用 。 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 顯示顏色 * 出口參數(shù)：無 ***********************************************************/ void GUI_HLine(uint16 uiXstart, uint16 uiY, uint16 uiXend, uint16 uiColor)。 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(dòng)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?cè)絹碓蕉嗟母械?其所具備的 優(yōu)越性。 按照觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質(zhì)，我們 把觸摸屏分為四種，它們分別為電阻式、電容感應(yīng)式、紅外線式以及表面聲波式。 電阻觸摸屏 的主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏 。 當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，電阻薄膜屏 的 兩層導(dǎo)電層在觸摸點(diǎn)位置就有了接觸，電阻發(fā)生變化，在 X 和 Y 兩個(gè)方向上產(chǎn)生信號(hào)，然后送觸摸屏控制器?？刂破鱾蓽y到這一接觸并計(jì)算出（ X， Y）的位置，再根據(jù)模擬鼠標(biāo)的方式運(yùn)作。 UH7843硬件接口 1． UH7843 簡介 UH7843 是 TI 公司生產(chǎn)的 4 線電阻觸摸屏轉(zhuǎn)換接口芯片，具有同步串行 12位取樣數(shù)模轉(zhuǎn)換器，低功耗，轉(zhuǎn)換速率高。 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 。 UH7843 管腳信息： CS： UH7843 片選信號(hào)； SCLK： UH7843 時(shí)鐘信號(hào)； DIN： UH7843 數(shù)據(jù)輸入信號(hào)； 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(hào)； BUSY： UH7843 忙信號(hào)； IRQ： UH7843 中斷信號(hào)。 N I O S I IC S _ I OS C L K _ I OD O U T _ I OD I ND O U TB U S YI R QU H 7 8 4 3B U S Y _ I OD I N _ I OI R Q _ I OS C L KC S 圖 419 UH7843與 NIOS II硬件連接 UH7843驅(qū)動(dòng) 時(shí)序 當(dāng)觸摸屏上有觸摸動(dòng)作按下時(shí)候，會(huì)在 X+、 X、 Y+、 Y端產(chǎn)生不同的 模擬電壓 ， 此時(shí)， UH7843 會(huì)對(duì)電壓產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)換過程，轉(zhuǎn)換完成后中斷通知 CPU，CPU 會(huì)去 讀取 此時(shí)的 AD 采樣值的程序 ，時(shí)序圖如 圖 420 所示 ： 圖 420 UH7843驅(qū)動(dòng)時(shí)序圖 UH7843驅(qū)動(dòng)程序 UH7843 驅(qū)動(dòng)程序 主要設(shè)計(jì) UH7843 觸摸讀取程序，程序流程圖 如 圖 421所示 ： 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 26 開 始結(jié) 束初 始 化A D轉(zhuǎn) 換 位 數(shù)寫 入 轉(zhuǎn) 換 通 道B U S Y == 0Y讀 取 12位 的A D值 圖 421 UH7843驅(qū)動(dòng)流程 圖 根據(jù)時(shí)序圖和程序流程圖，設(shè)計(jì)出 驅(qū)動(dòng)程序如下： 觸摸屏轉(zhuǎn)換值初始化程序 ： /*********************************************************** * 函數(shù)名稱： ADS7843_init() * 函數(shù)功能： ADS7843 初始化 * 入口參數(shù)：無 * 出口參數(shù)：無 ***********************************************************/ void ADS7843_init()； 觸摸屏 獲取轉(zhuǎn)換坐標(biāo)值函數(shù)： /*********************************************************** * 函數(shù)名稱： ADS7843_read_adc * 函數(shù)功能： ADS7843 獲取觸摸信息函數(shù) * 入口參數(shù)： pBuff 系統(tǒng)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)值緩沖區(qū) * 出口參數(shù)：無 ***********************************************************/ void ADS7843_read_adc(uint16 *pBuff)； 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 27 第 5 章 音頻 知識(shí) 及 BMP圖片格式 音頻 知識(shí) 音頻介紹 聲音是通過空氣傳播的一種連續(xù) 的波，叫聲波。聲波的強(qiáng)弱體現(xiàn)在聲波壓力的大小上，音調(diào)的高低體現(xiàn)在聲音的頻率上。聲音用電表示時(shí)，聲音信號(hào)在時(shí)間和幅度上都是連續(xù)的模擬信號(hào)。聲音進(jìn)入計(jì)算機(jī)的第一步就是進(jìn)行數(shù)字化，數(shù)字化實(shí)際上就是將模擬信號(hào)進(jìn)行采樣和量化。在數(shù)字化的整個(gè)過程中，最重要的兩個(gè)點(diǎn)就是采樣頻率和量化精度。 1． 采樣率 采樣頻率即取樣頻率，指每秒鐘取得聲音樣本的次數(shù)。其高低是由奈奎斯特理論和聲音信號(hào)本身的最高頻率決定的。奈奎斯特理論中指出，采樣頻率不應(yīng)該低于聲音信號(hào)最高頻率的兩倍，這樣才能把數(shù)字信號(hào)還原為原來的模擬信號(hào)。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。采樣頻率越高，聲音的質(zhì)量也就越好。但是人耳的分辨率很有限，所以太高的頻率也分辨不出來。人耳能夠感覺到的最高頻率是 20kHz，因此為了滿足人耳的聽覺要求，則需要至少每秒進(jìn)行 40k 次采樣，采樣頻率一般分為 、 、 48kHz 和 94kHz。 只能是電話、調(diào)幅廣播聲音品質(zhì)； 只能達(dá)到調(diào)頻廣播的聲音品質(zhì)； 是 CD 音質(zhì)； 48kHz 則是DVD Audio 或?qū)I(yè)領(lǐng)域才會(huì)采用；高于 48kHz 的在目前的計(jì)算機(jī)上分辨不出來。 2． 量化精度 在數(shù)字音頻技術(shù)里取得采樣值后，要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化。量化，就是把各個(gè)時(shí)刻的采樣值用計(jì)算機(jī)能識(shí)別的二進(jìn)制來表示。量化后的數(shù)值與原來的采樣值是有誤差的，這個(gè)數(shù)值就是量化精度。 量化精度 是指可以將模擬信號(hào)分成多少個(gè)等級(jí) ，量化精度越高，量化值與采樣值之間的誤差就越小，聲音聽起來就越逼真，越細(xì)膩。 但是量化的位數(shù)越多，則需要的存儲(chǔ)空間也就越多。 音頻 編碼格式 目前，比較主流的幾種音頻編碼有 WAV、 MP WMA 格式 。 1． WAV 格式 WAV 為 微軟公司 (Microsoft)開發(fā)的一種聲音 文件格式 。 它符 RIFF(Resource Interchange File Format)文件規(guī)范 ， 用于保存 Windows 平臺(tái)的音頻信息資源，被Windows 平臺(tái)及其 應(yīng)用程序 所廣泛支持 。 標(biāo)準(zhǔn)格式化的 WAV 文件和 CD 格式一西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 28 樣，也是 的取樣頻率， 16 位量化數(shù)字 。 因此在聲音文件質(zhì)量和 CD 相差無幾 。 WAV 音頻格式的優(yōu)點(diǎn)包括：簡單的編 /解碼 (幾乎直接存儲(chǔ)來自模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)的信號(hào) )、普遍的認(rèn)同 /支持以及無損耗存儲(chǔ)。 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。 2． WMA 格式 WMA 的全稱是 Windows Media Audio，是微軟自己開發(fā)的 Windows Midea Audio 技術(shù)。 WMA 格式是以減少數(shù)據(jù)流量但保持音質(zhì)的方法來達(dá)到更高的 壓縮率 目的，其壓縮率一般可以達(dá)到 1:18，生成的文件大小只有相應(yīng) MP3 文件的 不到 一半。 WMA 針對(duì)的不是單片機(jī)，而是網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)， WMA 支持防復(fù)制功能，它支持 Windows Media Rights Manage 加入保護(hù)，可以限制播放時(shí)間和播放次數(shù)甚至 于播放的機(jī)器等等。 WMA 支持流技術(shù)，即一邊讀一邊播放，因此 WMA 可以輕松的實(shí)現(xiàn)在線播放，由于是微軟的杰作，所以，微軟在 Windows 中加入了對(duì) WMA 的支持， WMA 有著優(yōu)秀的技術(shù)特征，在微軟的大力推廣下，這種格式被越來越多的人所接受。 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。 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。而且還非常好的保持了原來的音質(zhì)。正是因?yàn)?MP3 體積小，音質(zhì)高的特點(diǎn)使得 MP3 格式幾乎成為網(wǎng)上音樂的代名詞。每分鐘音樂的 MP3 格式只有 1MB 左右大小，這樣每首歌的大小只有34M 字節(jié)。使用 MP3 播放器 對(duì) MP3 文件 進(jìn)行實(shí)時(shí)的 解壓縮 (解碼 )，這樣，高品質(zhì)的 MP3 音樂就播放出來了。 本系統(tǒng)能解碼 MP WAV、 WMA 等的音頻格式文件播放 。 BMP圖片 BMP位圖介紹 BMP 圖 亦稱為點(diǎn)陣圖像或繪制圖像，是由稱作像素（圖片元素）的單個(gè)點(diǎn)組成的 位圖 圖像 (bitmap)。 未 經(jīng)過 任何 壓縮 的原始圖片， 這些點(diǎn)可以進(jìn)行不同的排列和染色以構(gòu)成圖樣。當(dāng)放大位圖時(shí)，可以看見賴以構(gòu)成整個(gè)圖像的無數(shù)單個(gè)方塊。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。然而，如果從稍遠(yuǎn)的位置觀看它，位圖圖像的顏色和形狀又顯得是連續(xù)的。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 29 BMP圖片存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) BMP 文件可分為四個(gè)部分：位圖文件頭、位圖信息頭、彩色板、圖像數(shù)據(jù)區(qū)四個(gè)部分 。 1． 位圖文件 頭 位圖文件頭占用位圖文件的 最開始 14 個(gè)字節(jié) ， 包含文件類型、文件大小、