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　　音频解码模块

　　VS1011E解码芯片

　　系统采用VS1011E芯片对MP3音频进行解码。VS1011E音频解码芯片为VS10XX系列的第三代产品，是芬兰VLSI Solution Oy公司生产的单片MP3/WMA/MIDI音频解码芯片，其内部结构如图3所示。它包含一个高性能、低功耗的DSP处理核(VSDSP)，5KB的指令RAM，0.5KB的数据RAM，串行的控制和数据输入接口，四个通用I/O口，一个UART口，一个可变采样率的ADC，一个立体声DAC以及音频耳机放大器。芯片可工作于12.288~14MHz或24.576~28MHz时钟下。可用于解码MPEG1&2Layer1,2,3以及MPEG2.5Layer3格式、和WAV等格式文件^[6]。

　　VS1011E芯片工作流程

　　VS1011E芯片工作时，首先将MP3或WAV格式音频文件通过SDI总线送入芯片内部并解码。解码后，如果SCL_AIADDR!=0，则执行应用区代码(代码地址由相应的地址寄存器提供)，然后再按照SCL_BASS寄存器(SB_AMPLITUDE位和ST_AMPLITUDE位)的设置，将数据送到低音和高音优化器进行音效处理，之后再将数据通过音量控制单元备份到音频FIFO中。音频FIFO用于保持数据，并将数据作为采样率转换器和DAC的输入。采样率转换器可将所有不同采样率转换成CLKI/512信号送给DAC，再由DAC按位依次产生立体声模拟信号，然后由系统将这些信号送到耳机功放。VS1011E的工作流程如图4所示。　　

 

　　实现VS1011E芯片控制协议

　　VS1011E芯片与主机进行数据和控制信息的通信需要利用工作于从模式的SPI串行总线，通过串行数据接口(SDI)传送音频数据，通过串行控制接口(SCI)传送控制数据。VS1011E的SPI接口具有VS1002新模式(SM_SDINEW=1)和VS1001兼容模式(SM_SDINEW=0)两种工作模式。当SM_SDISHARED=1时，数据信号和控制信号的传送共用xCS作同步信号;SM_SDISHARED=0时，则分别采用xDCS和xCS为同步信号。作为从机工作模式，VS1011E可通过一个信号线DREQ指示是否允许主机传送数据。当DREQ为高时，VS1011E至少可以接收32KB的SDI数据或SCI控制命令。下面以VS1002模式简单分析SPI协议：

　　(1)SDI数据协议线

　　xDCS为同步控制线，低电平时激活，可输入数据，高电平时结束当前操作，以使串行接口处于等待状态，当SM_SDISHARED=1时，由xCS替换该引脚。SCK为时钟线，由主控芯片提供时钟。SI为数据输入线，可在SCK上升沿采样输入SI数据。

　　(2)SCI控制命令线

　　xCS为同步控制线，低电平时激活，高电平结束当前操作，以使串口处于等待状态，同时使SO输出线为高阻态。SCK(复用)为时钟线。SI(复用)为控制命令输入，可在SCK上升沿采样输入SI数据，若xCS被拉低，则在SCK的第一个上升沿写入数据线的第一个数据位。SO为数据输出线，当主控制器读VS1011E内部控制寄存器状态时，可在SCK下降沿输出数据，如果当前为写操作，MJH SO为高阻态。

关键词： MP3 单片机 STC89C58RD 201306