【正文】 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 。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。 未 經(jīng)過(guò) 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。 本系統(tǒng)能解碼 MP WAV、 WMA 等的音頻格式文件播放 。每分鐘音樂(lè)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)。而且還非常好的保持了原來(lái)的音質(zhì)。 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(jiǎn)稱為 MP3。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 格式是以減少數(shù)據(jù)流量但保持音質(zhì)的方法來(lái)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。 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(pán)空間），所以不適合長(zhǎng)時(shí)間記錄。 因此在聲音文件質(zhì)量和 CD 相差無(wú)幾 。 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 。 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 。 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(tīng)起來(lái)就越逼真，越細(xì)膩。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(lái)表示。 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(lái)。但是人耳的分辨率很有限，所以太高的頻率也分辨不出來(lái)。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。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。在數(shù)字化的整個(gè)過(guò)程中，最重要的兩個(gè)點(diǎn)就是采樣頻率和量化精度。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)。 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(guò)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(kāi) 始結(jié) 束初 始 化A D轉(zhuǎn) 換 位 數(shù)寫(xiě) 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(wú) * 出口參數(shù)：無(wú) ***********************************************************/ 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(wú) ***********************************************************/ 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(guò)空氣傳播的一種連續(xù) 的波，叫聲波。 2． 硬件連接 在 SOPC 工程時(shí)候設(shè)計(jì)了 6 個(gè) IO 口來(lái)操作 UH7843 芯片 ， 與 NIOS II 連接圖如 圖 419 所示 。控制器偵測(cè)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。 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 。 畫(huà)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(huà)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(wú) ***********************************************************/ 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(jiǎn)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?lái)越多的感到 其所具備的 優(yōu)越性。 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 。 列結(jié)束地址寄存器（地址 0x04,0x05） 、 行起始地址寄存器（地址 0x06,0x07） 、行結(jié)束地址寄存器（地址 0x08,0x09） 和列起始地址寄存器設(shè)置一樣，共同完成一個(gè)顯示緩沖區(qū)的定制。 2． 設(shè)置 HX8347 顯示區(qū)域 初始化 TFT 后即可進(jìn)行顯示操作，任何顯示操作都必須在液晶的 RAM 中開(kāi)辟一個(gè)顯示緩沖區(qū)，然后再往顯示緩沖區(qū)填入顯示數(shù)據(jù)既能完成顯示。 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(shí)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(shí)序 正確配置寄存器，然后即可進(jìn)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(gè)數(shù)據(jù)總線 16 位 。 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 。 HX8347硬件接口 1． 硬件連接 由于 FPGA 管腳很充足 ，所以采用 16 位總線模式 ，硬件接口如 圖 31 所示 ，西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 21 占用 NIOS II 21 個(gè) IO 口 ： N I O S I IR S T _ I OC S _ I OR S _ I OR SW RR DD A T A [ 1 5 : 0 ]H X 8 3 4 7R D _ I OW R _ I OD A T A _ I O[ 1 5 : 0 ]C SR S T 圖 416 TFT 液晶和 NIOS II硬件連接圖 HX8347 相應(yīng)管腳 功能 如下： RST： 液晶復(fù)位 ； CS： 液晶片選端； RS： 液晶指令 /數(shù)據(jù)選擇端； WR： 液晶寫(xiě)使能信號(hào)； RD： 液晶讀使能信號(hào)； DATA： 液晶 16 位數(shù)據(jù)端口 。 2． HX8347 驅(qū)動(dòng) TFT 液晶 的芯片有多種選擇 ， 本文使用的是 HX8347 芯片 ， 該芯片最大支持 320*240 分辨率的 TFT 液晶 ， 同時(shí)內(nèi)置 173KB 的 RAM， 色彩模式支持最大 26 萬(wàn)色的顯示 。 // VS1003B 寫(xiě)入數(shù)據(jù)函數(shù) TFT液晶驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) TFT液晶 以及 HX8347簡(jiǎn)介 1． TFT 液晶 TFTLCD即薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管 LCD，是有源矩陣類型液晶顯示器 (AMLCD)中的一種。 X D C SS C L KM O S IM I S O 圖 413 SDI數(shù)據(jù)通信方式 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 19 VS1003B驅(qū)動(dòng)程序 1． VS1003B 初始化 在使用 VS1003B 之前 需要對(duì) VS1003B 寄存器 進(jìn)行初始化 ，以便 VS1003B能正確進(jìn)行 音頻解碼 。 VS1003B SCI 驅(qū)動(dòng)時(shí)序如 圖 412 所示 ，一個(gè)寄存器配置占據(jù) 4 個(gè)字節(jié)。 在連接 VS1003B 注意電源 管腳 ： AVDD： 模擬電源推薦為 ，但是 很難得到，采用 模擬電源 ； CVDD： 數(shù)字電源，推薦為 電壓，采用 獲得 ； IOVDD： IO 口電壓標(biāo)準(zhǔn)，采用 電壓 。 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 。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 17 音頻芯片驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) VS1003B簡(jiǎn)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。 根據(jù)時(shí)序圖，程序流程圖如 圖 48所示 ： 圖 48 SD卡初始化 程序 流程圖 3． 讀取 SD 卡扇區(qū)數(shù)據(jù) SD 卡讀取扇區(qū)時(shí)序圖如 圖 49 所示 ： 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 15 圖 49 SD卡讀取扇區(qū)時(shí)序圖 讀取 SD 卡扇區(qū)指令為 CMD17，指令碼為 {0x58， 0x00， 0x00， 0x00， 0x00，0xff}，中間 4 個(gè)字節(jié)為讀取扇區(qū)的地址 ， 需要程序中填入 地址信息 。 根據(jù)時(shí)序圖，寫(xiě)出程序流程圖如 圖 46 所示 ： 發(fā) 送 7 4 個(gè) 空 閑 時(shí) 鐘開(kāi) 始發(fā) 送 6 個(gè) 字 節(jié) 的指 令 碼返 回 值 = 0 x 0 1N ， 再 次 發(fā) 送Y補(bǔ) 償 8 個(gè) 時(shí) 鐘 周 期結(jié) 束 圖 46 SD卡復(fù)位程序流程圖 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 14 2． 初始化 SD 卡 根據(jù) SD 卡數(shù)據(jù)手冊(cè)查閱，初始化 SD 卡時(shí)序如 圖 47 所示 ： 圖 47 初始化 SD卡時(shí)序圖 初始化 SD 卡的命令指令為 CMD1，指令碼 為 {0x41， 0x00， 0x00， 0x00，0x00， 0xff}， 用于把 SD 卡從休眠模式中喚醒到工作模式下 。 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(guò)高，會(huì)照成初始化時(shí)鐘失敗 。 SD卡驅(qū)動(dòng)程序 由于 本設(shè)計(jì)主要是從 SD 卡中讀取數(shù)據(jù)然后進(jìn)行處理 ， 因此， SD 卡驅(qū)動(dòng)只需要 3 個(gè)步驟即可完成： （ 1） 復(fù)位 SD 卡； （ 2） 初始化 SD 卡； （ 3） 讀取 SD 卡 扇區(qū)數(shù)據(jù) ； 接下來(lái)，詳細(xì)介紹各個(gè)步驟的程序設(shè)計(jì) 。 2． SD 卡命令 協(xié)議 介紹 本次設(shè)計(jì)采用最簡(jiǎn)單的 4個(gè)命令組合即可操