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(huì)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(kāi)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(duì)實(shí)驗(yàn)箱中某一單一功能進(jìn)行的，缺乏針對(duì)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(wèn)題對(duì)正常教學(xué)工作的開(kāi)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(kāi)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(lè)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(duì)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(lè)播放系統(tǒng)的應(yīng)用。本課題組成員針對(duì)我校開(kāi)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(mén)課程的特點(diǎn)及TMS320C54X系列DSP芯片的應(yīng)用場(chǎng)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(wèn)題的能力，并設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了基于DSP教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱的音樂(lè)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(guò)程和測(cè)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(hào)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(pán)輸人、音頻輸出、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)等。可以將液晶顯示部分來(lái)代替LCD顯示控制器，而鍵盤(pán)可以充當(dāng)音樂(lè)播放器的按鍵，音頻輸出則相當(dāng)于音樂(lè)的產(chǎn)生，而電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)則是模仿一個(gè)安全的音樂(lè)播放系統(tǒng)，他設(shè)置了門(mén)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(wèn)、控制是由5416DSP對(duì)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(guò)向命令控制I/O接口寫(xiě)入命令控制字，然后再向輔助控制接口寫(xiě)入0。

(2)鍵盤(pán)部分

鍵盤(pán)輸入功能主要提供控制信號(hào)和數(shù)據(jù)的輸入。鍵盤(pán)的掃描碼由DSP的I/O擴(kuò)展地址0x8001給出，當(dāng)有鍵盤(pán)輸入時(shí)，讀此端口得到掃描碼，當(dāng)無(wú)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(lái)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(duì)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(lè)播放，其核心部分是音樂(lè)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(yè)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(hào)，我們?cè)O(shè)定的密碼位數(shù)為6位，密碼的符號(hào)可以為鍵盤(pán)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(lè)播放系統(tǒng)的請(qǐng)求，可以按照屏幕提示D退出按D鍵返回到待機(jī)頁(yè)面。如果連續(xù)輸錯(cuò)密碼三次系統(tǒng)會(huì)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(lè)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(guò)修改password變量值來(lái)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(guò)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(yè)面。

(3)音樂(lè)播放

如圖4所示，進(jìn)入音樂(lè)播放主菜單后，系統(tǒng)會(huì)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(lè)播放，音樂(lè)暫停，回放，快進(jìn)，退出系統(tǒng)等。在音樂(lè)播放時(shí)鍵入0后音樂(lè)播放暫停，進(jìn)入暫停頁(yè)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(guò)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(cè)試結(jié)果及分析

我們完成了一個(gè)音樂(lè)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(kāi)門(mén)、自動(dòng)報(bào)警、音樂(lè)播放和密碼修改等，圖4示出了系統(tǒng)的部分測(cè)試結(jié)果。

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

若進(jìn)入音樂(lè)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(yè)面，密碼錯(cuò)誤則進(jìn)入重置密碼頁(yè)面和報(bào)警頁(yè)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(yè)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(yè)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(yè)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(yè)面，同時(shí)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)以同步關(guān)門(mén)。