基于DSP實(shí)驗(yàn)箱顯示／控制模塊的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

標(biāo)簽：DSP 播放器

1 引 言

在當(dāng)今的數(shù)字化時(shí)代背景下，DSP已成為通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的基礎(chǔ)器件，被譽(yù)為信息社會革命的旗手。寧波大學(xué)也十分重視DSP芯片技術(shù)的教學(xué)與研究，但開設(shè)DSP芯片技術(shù)課程的時(shí)間很短，僅兩三年的時(shí)間，2004年底才引進(jìn)了ICETEK-VC5416-USB/PP-EDU型DSP教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。而我們現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容僅僅是一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都是局限于對實(shí)驗(yàn)箱中某一單一功能進(jìn)行的，缺乏針對性，更不適合寧波大學(xué)特色辦學(xué)--短學(xué)期的教學(xué)，這些問題對正常教學(xué)工作的開展造成了很大不利，不能鍛煉學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。因此，迫切要求開發(fā)出適合于短學(xué)期教學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

目前音樂播放系統(tǒng)(mp3)正由單一的播放功能逐步向集錄音、收音、視屏播放等功能于一體的方向發(fā)展，對處理芯片的要求日益提高。DSP芯片體積小、功耗低、處理速度快，非常適合新的音樂播放系統(tǒng)的應(yīng)用。本課題組成員針對我校開設(shè)的專業(yè)課《DSP芯片技術(shù)應(yīng)用》及《DSP芯片應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》兩門課程的特點(diǎn)及TMS320C54X系列DSP芯片的應(yīng)用場合，努力探索了一套適合于培養(yǎng)學(xué)生軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的實(shí)驗(yàn)方案，從而提高學(xué)生解決實(shí)際應(yīng)用問題的能力，并設(shè)計(jì)開發(fā)了基于DSP教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱的音樂播放應(yīng)用系統(tǒng)，本文主要介紹了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程和測試結(jié)果。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

一款普通的播放器主要有以下幾個(gè)部分：數(shù)據(jù)端口、內(nèi)存、微處理器、數(shù)字信號處理器、顯示屏、播放控制、音頻端口、放大器、電源等。DSP的實(shí)驗(yàn)箱的顯示/控制模塊主要由以下幾部分組成：液晶顯示、鍵盤輸人、音頻輸出、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)等?？梢詫⒁壕э@示部分來代替LCD顯示控制器，而鍵盤可以充當(dāng)音樂播放器的按鍵，音頻輸出則相當(dāng)于音樂的產(chǎn)生，而電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)則是模仿一個(gè)安全的音樂播放系統(tǒng)，他設(shè)置了門禁限制，只有輸入正確密碼才能進(jìn)入，進(jìn)入系統(tǒng)或退出系統(tǒng)時(shí)，電機(jī)逆向轉(zhuǎn)動(dòng)或正向轉(zhuǎn)動(dòng)。系統(tǒng)框圖如圖1所示。 2.2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

(1)液晶部分

液晶顯示模塊的訪問、控制是由5416DSP對擴(kuò)展I/O接口的操作完成。

控制I/O口的尋址：命令控制I/O接口的地址為0x8001，數(shù)據(jù)控制I/O接口的地址為0x8003和0x8004，輔助控制I/O接口的地址為0x8002。

發(fā)送控制命令：向液晶顯示模塊發(fā)送控制命令的方法是通過向命令控制I/O接口寫入命令控制字，然后再向輔助控制接口寫入0。

(2)鍵盤部分

鍵盤輸入功能主要提供控制信號和數(shù)據(jù)的輸入。鍵盤的掃描碼由DSP的I/O擴(kuò)展地址0x8001給出，當(dāng)有鍵盤輸入時(shí)，讀此端口得到掃描碼，當(dāng)無鍵按下時(shí)讀此端口的結(jié)果為0。各按鍵的掃描碼排列如圖2所示。

(3)蜂鳴器和步進(jìn)電機(jī)部分

步進(jìn)電機(jī)和蜂鳴器的原理都是按照一定的頻率改變通用輸出口的高低電平來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或蜂鳴器。18個(gè)McBSP引腳：當(dāng)MCBSP的發(fā)送和接收部分處于復(fù)位狀態(tài)時(shí)，可以將BCLKX0/1/2，BCLKR0/1/2，BDR0/1/2，BFSX0/1/2，BDX0/1/2作用通用I/O引腳，引腳主要由引腳控制寄存器(PCR)控制。對通用I/O進(jìn)行的操作主要是設(shè)置通用串口寄存器，涉及到的寄存器有串口控制寄存器SPCR1，SPCR2和引腳控制寄存器PCR。

2.2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括三大功能模塊：通行認(rèn)證、修改密碼、音樂播放，其核心部分是音樂播放，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體框圖如圖3所示。

(1)通行認(rèn)證

通行認(rèn)證需要完成的任務(wù)是判斷輸入的通行證是否正確。在通行證輸入頁面，液晶屏顯示當(dāng)前的密碼位，當(dāng)該位密碼輸入以后，將顯示一個(gè)*符號，我們設(shè)定的密碼位數(shù)為6位，密碼的符號可以為鍵盤上的0～9，當(dāng)6位密碼完整輸入以后，反白顯示F確認(rèn)菜單，提示確認(rèn)密碼。如果用戶發(fā)現(xiàn)密碼輸入有誤，可以隨時(shí)按照屏幕上的提示E重新輸入密碼即按E鍵重新輸入密碼。如果此時(shí)用戶想放棄進(jìn)入音樂播放系統(tǒng)的請求，可以按照屏幕提示D退出按D鍵返回到待機(jī)頁面。如果連續(xù)輸錯(cuò)密碼三次系統(tǒng)會報(bào)警。密碼正確進(jìn)入系統(tǒng)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入音樂播放界面。 (2)修改密碼

系統(tǒng)的密碼保存在password變量中，可以通過修改password變量值來修改密碼。在修改密碼之前一定要先輸入舊密碼，防止密碼被任意篡改。在輸入新密碼的過程中，為保證新密碼是用戶要設(shè)定的密碼，程序要求輸入兩次新密碼，在確認(rèn)兩次輸入一致時(shí)才更新密碼。在密碼不一致的情況下返回設(shè)定密碼頁面。

(3)音樂播放

如圖4所示，進(jìn)入音樂播放主菜單后，系統(tǒng)會提示用戶選擇需要播放的曲目，用戶選擇好播放曲目進(jìn)入播放界面。此時(shí)的播放界面主要有以下幾個(gè)功能：音樂播放，音樂暫停，回放，快進(jìn)，退出系統(tǒng)等。在音樂播放時(shí)鍵入0后音樂播放暫停，進(jìn)入暫停頁面，暫停后用戶可以選擇上一曲或者下一曲也可以選擇繼續(xù)播放，如果用戶想選擇其他播放曲目，可以通過回到播放主菜單的方式去選擇所需要的播放曲目。 3 系統(tǒng)測試結(jié)果及分析

我們完成了一個(gè)音樂播放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試，主要功能有通行認(rèn)證、自動(dòng)開門、自動(dòng)報(bào)警、音樂播放和密碼修改等，圖4示出了系統(tǒng)的部分測試結(jié)果。

系統(tǒng)首先顯示基本頁面，頁面的信息可以按需要進(jìn)行設(shè)定，然后進(jìn)入歡迎頁面(a)，隨后出現(xiàn)提示頁面，用戶按A或B鍵來修改密碼或進(jìn)入音樂播放系統(tǒng)。

若進(jìn)入音樂播放系統(tǒng)，則首先應(yīng)輸入密碼進(jìn)行通行驗(yàn)證，如圖4(b)所示，當(dāng)密碼達(dá)到6位時(shí)，F(xiàn)確認(rèn)鍵閃爍顯示，以提示用戶，密碼正確則顯示(c)頁面，密碼錯(cuò)誤則進(jìn)入重置密碼頁面和報(bào)警頁面(d)，允許用戶輸入三次密碼，否則報(bào)警，按D鍵則退出系統(tǒng)。(e)圖為曲目選擇頁面，用戶可按數(shù)字鍵(1，2，3，4)選擇相應(yīng)的歌曲播放，在曲目播放頁面(f)中，用戶可完成暫停、回放、快進(jìn)和退出等功能，其中在暫停頁面，還可完成繼續(xù)、上一曲、下一曲、返回主菜單和退出系統(tǒng)等功能，(g)為退出系統(tǒng)頁面，同時(shí)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)以同步關(guān)門。