基于SEP4O2O微處理器的動(dòng)作控制MP3的設(shè)計(jì)

摘要：本文簡(jiǎn)要分析了當(dāng)今社會(huì)電子產(chǎn)品的潮流趨勢(shì)，主要闡述了利用SEP4020、MMA7620、MC9S08QG8a等已有的硬件、軟件資源來(lái)設(shè)計(jì)一款可以通過(guò)動(dòng)作控制完成換曲、暫停、播放，停止功能的MP3。提出了在設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題并給出了相應(yīng)的解決辦法，并且對(duì)將來(lái)如何提高該MP3的性能提出了建議。
關(guān)鍵詞：SEP4020；動(dòng)作控制：MP3

0 引言
動(dòng)作識(shí)別是一個(gè)很熱門(mén)的話題。蘋(píng)果公司繼推出具有轟動(dòng)效應(yīng)的多點(diǎn)觸控技術(shù)后又籌備申請(qǐng)自己的動(dòng)作識(shí)別專(zhuān)利。動(dòng)作的識(shí)別簡(jiǎn)單的說(shuō)就是利用加速度傳感器，檢測(cè)在空間上的速度變化，通過(guò)算法，提取動(dòng)作。動(dòng)作識(shí)別在很多方面都有應(yīng)用，比如Wii、手機(jī)感應(yīng)游戲、四槳飛行器等，但是目前很少甚至沒(méi)有將其用在MP3控制上的。當(dāng)今的電子產(chǎn)品的一大潮流就是用動(dòng)作控制。試想一下一個(gè)沒(méi)有任何觸摸、機(jī)械按鍵的MP3，只要你前后左右的晃動(dòng)就能進(jìn)行所有最基本的控制操作，既靈動(dòng)又時(shí)尚，這應(yīng)當(dāng)是一種全新的操作體驗(yàn)。本文將探討如何設(shè)計(jì)這種通過(guò)動(dòng)作來(lái)進(jìn)行正?？刂频腗P3。

1 硬件平臺(tái)
1．1 SEP4020嵌入式處理器
本文所述驅(qū)動(dòng)程序基于SEP4020嵌入式微處理器。SEP4020是由東南大學(xué)國(guó)家專(zhuān)用集成電路系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心設(shè)計(jì)的一款處理器，采用0．18 μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS的工藝設(shè)計(jì)，內(nèi)嵌ASIX CORE(32位RISC內(nèi)核，兼容ARM720T，帶8kB指令數(shù)據(jù)Cache和全功能MMU)。SEP4020芯片中集成各種功能，包括：
8／16位SRAM／NOR FALSH接口，16位SDRAM接口
硬件NAND FLASH控制器，支持NAND FLASH自啟動(dòng)，支持軟件／硬件ECC校驗(yàn)
10M／100M自適應(yīng)以太網(wǎng)MAC，支持RMII接口
64k Byte高速片上SRAM
USBl．1 Device，全速12Mb／s
支持I2S音頻接口
支持MMC／SD卡
LCD控制器，支持640×480×16位TFT彩屏和STN黑白、灰度屏
RTC，支持日歷功能／WatchDog，支持后備電源
10通道TIMER，支持捕獲、外部時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)和MATCHOUT
4通道PWM，支持高速GPIO
4通道UART，均支持紅外
2通道SSI，支持SPI和Microwire協(xié)議
2通道SmartCard接口，兼容IS07816協(xié)議
支持最多97個(gè)GPIO，14個(gè)外部中斷
支持鏈表DMA傳輸和外部DMA傳輸
片上DPLL，支持多種功耗模式：IDLE、SLOW、NORMAL SLEEP
1．2 MC9S08QG8
本文中的動(dòng)作捕捉判斷部分由MC9S08QG8來(lái)控制完成。MC9S08QG8是Freescale公司的一款單片機(jī)，它的性能如下：
8通道、10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器
3個(gè)通訊接口：SCI、SPI、IIC
4k或8k可重編程FLASH存儲(chǔ)器
內(nèi)置在線仿真器(ICE)
1．3 MMA7620
動(dòng)作控制MP3中動(dòng)作的感應(yīng)是由MMA7620完成的。MMA7620是Freescale公司的一款三向加速度傳感器，它的性能如下：
3軸加速度感應(yīng)和輸出，可同時(shí)測(cè)量三個(gè)坐標(biāo)軸(x、y、z)的值并由三個(gè)通道輸出
4種靈敏度可供選擇
有休眠模式

2 動(dòng)作控制MP3的設(shè)計(jì)
2．1 動(dòng)作捕捉
一個(gè)動(dòng)作從開(kāi)始到結(jié)束一定會(huì)有加速度的產(chǎn)生，所以可以通過(guò)檢測(cè)伴隨著動(dòng)作產(chǎn)生的加速度的大小和方向來(lái)判斷動(dòng)作。要測(cè)量加速度的大小就需要一個(gè)加速度傳感器，將所得到的加速度以模擬量的形式表示，然后將傳感器所得到的模擬量通過(guò)一個(gè)AD轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)以方便后續(xù)計(jì)算。但是查找資料發(fā)現(xiàn)，如果單方面的使用一個(gè)AD變換器將從加速度傳感器中得到的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)并要求達(dá)到期望的精度將導(dǎo)致成本的大幅度提高，然而現(xiàn)有很多的單片機(jī)中已經(jīng)集成了AD轉(zhuǎn)換模塊，并且整個(gè)單片機(jī)的價(jià)格要低于單買(mǎi)單個(gè)三通道AD轉(zhuǎn)換芯片。更為可觀的是還可以利用單片機(jī)本身的處理功能對(duì)AD轉(zhuǎn)換所得到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，預(yù)判動(dòng)作。而且單片機(jī)中集成了很多的通信協(xié)議，簡(jiǎn)單而健壯。綜合以上考慮，如果選用單片機(jī)代替AD轉(zhuǎn)換模塊就可以減輕核心板的負(fù)擔(dān)和整個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)難度。
加速度傳感器可以選擇使用Freescale公司的MMA7620三軸加速度傳感器。單片機(jī)可以選擇使用Freescale公司的MC9S08QG8單片機(jī)，它集成的八通道9bitAD轉(zhuǎn)換模塊正好和MMA7620的三通道輸出相匹配，體積也很小，適用于便攜設(shè)備。