基于ARM的音頻接口數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計

摘要 由于移動終端數(shù)據(jù)接口各不相同，使數(shù)據(jù)交換不便利。為了嘗試拓展音頻接口的應(yīng)用，文中設(shè)計了一種通信協(xié)議以保證模擬信號的可靠傳輸。開發(fā)了可下載手機(jī)軟件，通過程序?qū)囊纛l輸入接口采集到的音頻信號進(jìn)行差分曼徹斯特解碼，并送到音頻輸出接口。程序由3個線程構(gòu)成，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)程序在手機(jī)上啟動后形成，應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)和控制軟件實現(xiàn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編解碼，數(shù)據(jù)信號在主控模塊中進(jìn)行編解碼處理，再通過控制裝置讀取、寫入外部介質(zhì)，并存儲數(shù)據(jù)，設(shè)計中對線程設(shè)計、傳輸算法和協(xié)議格式進(jìn)行了研究。實驗證明，設(shè)計能滿足串行通信的同步要求，保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

關(guān)鍵詞 音頻接口;數(shù)據(jù)傳輸;模塊設(shè)計;數(shù)據(jù)格式

移動終端操作系統(tǒng)應(yīng)用軟件功能強大，智能手機(jī)應(yīng)用已超出通話的原始功能，各種移動應(yīng)用的開發(fā)更充分體現(xiàn)了智能化、開放式的趨勢。在移動應(yīng)用中，如果要與外部設(shè)備交換信息，要通過專用的數(shù)據(jù)接口，但手機(jī)廠商的數(shù)據(jù)接口各不相同，外部設(shè)備難以兼顧，一些廠家限制數(shù)據(jù)接口的開放，或收取高昂的使用費，或?qū)ν庠O(shè)生產(chǎn)方有嚴(yán)格的資質(zhì)要求，種種限制，制約了智能終端與外部設(shè)備的直接交流。

1 數(shù)據(jù)傳輸模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計

接口是智能終端系統(tǒng)與外界的連接電路，具有如下功能：(1)尋址能力。對送來的片選信號進(jìn)行識別。(2)輸入/輸出功能。根據(jù)讀/寫信號決定當(dāng)前進(jìn)行的是輸入操作還是輸出操作。(3)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能。并行數(shù)據(jù)與串行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換或兩種不同數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換。(4)信號識別。識別就緒信號、忙信號等。(5)中斷管理。發(fā)出中斷請求信號、接收中斷響應(yīng)信號、發(fā)送中斷類型碼的功能。(6)復(fù)位。接收復(fù)位信號，從而使接口本身以及所連的外設(shè)進(jìn)行重新啟動。(7)可編程。用軟件來決定其工作方式，用軟件來設(shè)置有關(guān)的控制信號。(8)檢測信息。一些接口還可根據(jù)具體情況設(shè)置其檢測信息。

基于音頻輸入輸出接口的數(shù)據(jù)傳輸方法可以彌補數(shù)據(jù)接口不一致的缺點，并擴(kuò)充音頻接口的應(yīng)用。在實現(xiàn)傳輸音頻模擬信號的系統(tǒng)上交換數(shù)字信號，設(shè)計難點是如何通過模擬信號進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，需要專門設(shè)計一種嚴(yán)格的通信機(jī)制或通信協(xié)議，保證基于手機(jī)音頻輸入輸出接口的數(shù)據(jù)傳輸可靠。

如果把終端作為主導(dǎo)裝置，由其產(chǎn)生位時鐘信號、命令選擇信號和數(shù)據(jù)，但在綜合系統(tǒng)中，識別發(fā)送端比較困難。設(shè)計采用差分曼徹斯特編碼的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，開發(fā)了可下載手機(jī)軟件，并為外設(shè)存儲設(shè)備設(shè)計了實現(xiàn)編解碼及傳輸協(xié)議的嵌入式系統(tǒng)。模塊結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

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外部裝置通過音頻輸入輸出接口與智能終端進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)信號在主控模塊中進(jìn)行編解碼處理，再通過控制裝置讀取、寫入外部介質(zhì)，并存儲數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸?shù)木唧w方式中，外設(shè)裝置通過插入手機(jī)外置話筒音頻輸入接口或音頻線路輸入接口的連接線發(fā)送數(shù)據(jù)信號給手機(jī)，外設(shè)裝置通過插入手機(jī)的外置耳機(jī)音頻接口或音頻線路輸出接口的連接插線，接收手機(jī)發(fā)送出的數(shù)據(jù)信號。