【正文】 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。 BMP圖片 BMP位圖介紹 BMP 圖 亦稱(chēng)為點(diǎn)陣圖像或繪制圖像，是由稱(chēng)作像素（圖片元素）的單個(gè)點(diǎn)組成的 位圖 圖像 (bitmap)。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(lè)的代名詞。 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(lái)越多的人所接受。 2． WMA 格式 WMA 的全稱(chēng)是 Windows Media Audio，是微軟自己開(kāi)發(fā)的 Windows Midea Audio 技術(shù)。 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 。 但是量化的位數(shù)越多，則需要的存儲(chǔ)空間也就越多。 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。采樣頻率越高，聲音的質(zhì)量也就越好。 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)。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。 UH7843硬件接口 1． UH7843 簡(jiǎn)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。 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。 根據(jù)這個(gè) 原理編寫(xiě)出顯示緩沖區(qū)函數(shù)如下： /*********************************************************** 函數(shù)名稱(chēng)： TFT_SetWindow 入口參數(shù)： startX 顯示窗口的起始 X 坐標(biāo) 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 23 startY 顯示窗口 的起始 Y 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(wú) ***********************************************************/ 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(huà)橫線函數(shù)和屏幕上畫(huà)豎線函數(shù)即可完成 GUI 的移植 。 C SR SR DW RD 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(dòng)程序 HX8347 驅(qū)動(dòng)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(kāi)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(kāi)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。 HX8347驅(qū)動(dòng)時(shí)序 HX8347 主要時(shí)序位寄存器操作時(shí)序和顯示數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)序 。 它 是目前唯一在亮度、對(duì)比度、功耗、壽命、體 積和重量等綜合性能上全面趕上和超過(guò) CRT 的顯示器件，它的性能優(yōu)良 、大規(guī)模生產(chǎn)特性好，自動(dòng)化程度高，原材料成本低廉，發(fā)展空間廣闊 ， 是做 PDA 掌上設(shè)備的最佳選擇。 圖 412 SCI通信 方式 VS1003B SDI 驅(qū)動(dòng)時(shí)序 如 圖 413 所示 ，寫(xiě)入數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為 1~32 個(gè)字節(jié)。 VS1003B硬件接口 1． VS1003B 的 管腳信息 在使用 VS1003B 之前必須對(duì) V1003B 硬件端口熟悉， 經(jīng)過(guò)閱讀 VS1003B 數(shù)據(jù)手冊(cè)， 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(hào) ； 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 。 根據(jù)時(shí)序圖寫(xiě)出程序流程圖 如 圖 410 所示 ： 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 16 開(kāi) 始寫(xiě) 入 6 字 節(jié) 的讀 取 指 令返 回 值 = 0 x 0 0N ， 再 次 發(fā) 送補(bǔ) 償 8 個(gè) 時(shí) 鐘 周 期結(jié) 束讀 取 扇 區(qū)允 許 讀 信 號(hào)返 回 值 = 0 x f eYN ， 再 次 讀 取讀 取 一 個(gè) 扇 區(qū) 5 1 2個(gè) 字 節(jié)讀 取 C R C 校 驗(yàn) 碼 圖 410 SD卡讀取扇區(qū)流程圖 根據(jù)流程圖設(shè)計(jì)出讀取程序 如下 ： /********************************************** * 函數(shù)名稱(chēng)： SD 卡讀取 扇區(qū) 函數(shù)，讀取一個(gè)塊 * 參數(shù)說(shuō)明： address SD 卡扇區(qū)地址 * *buffer 讀取的數(shù)據(jù)存放數(shù)組 * 返回參數(shù)： 0 讀取成功 * 1 讀取失敗 ***********************************************/ uint8 SD_read_kuai (uint32 address, uint8 *buffer)。 根據(jù)實(shí)際測(cè)量 [4]， SPI 時(shí)鐘速率在 10K 以下能穩(wěn)定成功復(fù)位 。 CMD0： SD 卡復(fù)位指令 ， 使 SD 卡工作于 SPI 接口模式 ，并且 SD 卡處于休眠狀態(tài) [2]； CMD1： 初始化 SD 卡，激活 SD 處于工作狀態(tài) ； CMD17： 讀 SD 卡扇區(qū)，讀取 SD 一個(gè)扇區(qū) 512 字節(jié)數(shù)據(jù) ， 在一次讀寫(xiě)中需要給出地址信息，即可讀取出數(shù)據(jù) ； CMD24： 寫(xiě) SD 卡扇區(qū)， 往 SD 卡指定扇區(qū)寫(xiě)入 512 字節(jié)數(shù)據(jù) ，需要給出寫(xiě)入扇區(qū)地址以及數(shù)據(jù) [1]。 每一條指令共 48位二進(jìn)制，總計(jì) 6 字節(jié) 。 SD 方式時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸速度 比 SPI 方式要快， 但是 SD 方式需要 MCU 有特定的硬件支持 ，一般 MCU 不具備 SD 硬件控制器 ， 而大多數(shù) MCU 都集成 SPI 控制器，能方便進(jìn)行 SPI 通信 [3]。 SD卡硬件接口 1． SD 卡硬件 介紹 SD 卡 結(jié)構(gòu)圖如 圖 41 所示， 包括 9 根引腳和一個(gè) SD 卡內(nèi)部控制器，加上一系列寄存器構(gòu)成 SD 卡 ?；旧希麄兡軌虮葮?biāo)準(zhǔn) CDROM 的傳輸速度快 6 倍 (900 kB/s)，而高速的 SD 卡更能傳輸 66x(10 MB/s)以及 133x 或更高的速度。為了方便起見(jiàn)，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(dòng)分配。 Flash 是程序存儲(chǔ)器，用于存放操作 系統(tǒng)的內(nèi)核程序和文件系統(tǒng)。功能越多，需要的資源也就越多。 Nios II/s 占資源比前者多一些，功能也多了，速度也 比前者快些。 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。配置啟動(dòng)的條件是以下二者之一 ： 一是給 FPGA 上電，二是 FPGA 的管腳上產(chǎn)生一個(gè)低電平到高電平的上升沿。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 8 配置電路 FPGA 系統(tǒng)板在調(diào)試階段用 JTAG 進(jìn)行配置，在投入使用后由配置芯片EPCS16 進(jìn)行主動(dòng)配置。這樣程序既不會(huì)掉電后丟失，又能快速運(yùn)行 [2]。由于系統(tǒng)程序運(yùn)行在片外 RAM 上，所以可以滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求。 Altera DE2 開(kāi)發(fā)平臺(tái) Altera DE2開(kāi)發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介 本課題的開(kāi)發(fā)平臺(tái)為 Altera DE2 開(kāi)發(fā)板， DE2 開(kāi)發(fā)套件是以 Cyclone II EP2C35F672C6 FPGA 為核心的開(kāi)發(fā)板， EP2C35F672C6 使用 90nm 的低功耗設(shè)計(jì) 、 672Pin FineLine BGA 封裝、 35 個(gè)內(nèi)嵌乘法器、 475 個(gè)用戶(hù)管腳、 4 個(gè) PLL和 205 個(gè)差分通道 (主頻可以達(dá)到 400MHz)、典型值 100 萬(wàn)門(mén)、最大值約 160 萬(wàn)門(mén)，開(kāi)發(fā)板可用 IP 驗(yàn)證、系統(tǒng)級(jí)開(kāi)發(fā) [1]、 Nios II 開(kāi)發(fā)等應(yīng)用。 Nios II 的總線采用了哈佛結(jié)構(gòu)，在很大程度上提高了系統(tǒng)的處理速度。Nios II 有著一個(gè)開(kāi)放式的 ALU，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充，從而實(shí)現(xiàn)用戶(hù)自己定義的指令。 Nios II的三個(gè)型號(hào)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。同前一代軟核 CPU 相比，Nios II 有著更高的性能，更小 的體積。把大容量 FPGA的靈活性 和 ASIC 的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái) [1]，實(shí)現(xiàn)對(duì)于有較大批量要求并對(duì)成本敏感的電子產(chǎn)品，避開(kāi)了直接設(shè)計(jì) ASIC 的困難。這使得 FPGA 靈活的硬件設(shè)計(jì)與處理器的強(qiáng)大軟件功能有機(jī)地結(jié)合在一起 [1]，高效地實(shí)現(xiàn) SOPC 系統(tǒng) ； ? 基于 FPGA 嵌入 IP 軟核的應(yīng)用。 Altera 的 SOPC 開(kāi)發(fā)工具，將軟硬件的設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，提供給客戶(hù)一個(gè)很好的開(kāi)發(fā)環(huán)境。所以，可以認(rèn)為 SOPC代表了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。由 于市場(chǎng)上有豐富的 IP core 資源可供靈活選擇，用戶(hù)可以構(gòu)成各種不同的系統(tǒng)，如單處理器、多處理器系統(tǒng)。 整體系統(tǒng)框圖如 圖 21 所示： N I O S I I處 理 器T F T 液 晶V S 1 0 0 3 B 音 頻處 理 芯 片U H 7 8 4 3觸 摸 芯 片S D 卡S D R A M芯 片F(xiàn) L A S H芯 片 圖 21 系統(tǒng)整體框圖 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 4 第 3 章 基于 FPGA的 SOPC系統(tǒng)構(gòu)建 SOPC 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 在 Quartus II 新建工程，在 SOPC Builder 中構(gòu)建滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需要的 NiosII CPU，本章將介紹 SOPC 技術(shù) 以及 基于 SOPC Builder 構(gòu)建 NiosII CPU 的方法，構(gòu)建的CPU 系統(tǒng)框圖如 圖 31 所示 ： 圖 31 SOPC系統(tǒng)框圖 SOPC 技術(shù)簡(jiǎn)介 SOPC，即片上可編程系統(tǒng) (System on a programmable Chip)是 Altera 公司提出來(lái)的一種靈活、高效的 SOC 解決方案。 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。目前嵌入式應(yīng)用越來(lái)越廣泛 [3]，作為工科電子類(lèi)的大學(xué)生也應(yīng)該具備這方面的知識(shí)和一定的應(yīng)用能力，才能更好的滿(mǎn)足社會(huì)需求，成為合格的工程師。從中 能夠得到全面的消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn) ， 鞏固電子技術(shù)、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)、微機(jī)原理、數(shù)字控制系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多門(mén)課程的理論知識(shí)，并得到實(shí)際的工程訓(xùn)練。 由于這種消費(fèi)產(chǎn)品是一種非常典型的嵌入式產(chǎn)品，其多采用專(zhuān)用集成芯片來(lái)制作，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)難以分析，不利于作為一種嵌入式設(shè)計(jì)的教學(xué)范例。 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。 主要實(shí)現(xiàn)了通過(guò)對(duì) SD 卡存放的音頻和圖片文件的讀取操作， 經(jīng)過(guò)構(gòu)建的 Nios 處理器控制，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。 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 。 可以說(shuō)嵌入式系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療、個(gè)人家庭等的方方面面 ，并且正在高速發(fā)展著 。硬件部分主要負(fù)責(zé)完成對(duì) Nios 處理器的構(gòu)建，音頻模塊和液晶部分的焊接。s daily life, the application of embedded systems which have already infiltrated. Can be said that embedded systems are now widely used in military, industrial, mercial, medical, personal and family aspects, and it is fast developing. Especially