lm3s8962模拟SPI驱动VS1003学习心得~~

xielijuan

lm3s8962模拟SPI驱动VS1003学习心得~~ [复制链接]

倒腾了很久，参考了高手给我的一个程序，终于用VS1003听到声音了。这里也和大家分享一下我的学习心得~~人人助我，我助人人~~
这段时间仔细的研究了一下IO口模拟SPI和驱动VS1003。因为8962只有一个SPI接口，SD卡要用，驱动VS1003也要用。所以，要做一个MP3，就用IO口模拟了SPI接口。主要的心得如下：
这里附上VS1003的一些资料，以及我的整个工程：

首先，了解一下SPI：
SPI总线接口只占用微处理器四个IO接口:
（1）MOSI – 主器件数据输出,从器件数据输入　
（2）MISO – 主器件数据输入,从器件数据输出　　
SCLK – 时钟信号,由主器件产生　　
（4）/SS – 从器件使能信号,由主器件控制
2.在点对点的通信中,SPI接口不需要进行寻址操作,且为全双工通信,显得简单高效。
   
多个从器件硬件连接示意图
在多个从器件的系统中,每个从器件需要独立的使能信号,硬件上比I2C系统要稍微复杂一些。

SPI接口在内部硬件实际上是两个简单的移位寄存器,传输的数据为8位,在主器件产生的从器件使能信号和移位脉冲下,按位传输,高位在前,低位在后。如下图所示,在SCLK的下降沿上数据改变,同时一位数据被存入移位寄存器。

[ 本帖最后由 xielijuan 于 2010-12-24 14:24 编辑 ]

xielijuan

SPI总线接口的模拟
模拟SPI发送一个字节的数据
函数如下：
void SPIPutChar(unsigned char ucData)
{

        unsigned i = 0;

        for(i=0; i<8; i++)
        {
                GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE, SoftSSICLK, 0);//SCK = 0;
                if(ucData & 0x80)
                {
                        GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE, SoftSSITx, SoftSSITx);//SCO = 1;
                }
                else
                {
                        GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE, SoftSSITx, 0);//SCO = 0;
    }
                Delay(1);

                GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE, SoftSSICLK, SoftSSICLK);//SCK = 1;        /* 产生正跳变发出数据 */
                Delay(1);
                ucData = ucData<<1;        /* 左移一位，准备发送下一位数据 */
        }

        GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE, SoftSSICLK, 0);//SCK = 0;        /* 空闲时低电平 */
2）模拟SPI读取一个字节的数据
函数如下：
void SPIGetChar(unsigned char * reg_data)
{

        unsigned char i = 0;

        *reg_data = 0x00;
        for(i=0; i<8; i++)
        {
                GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE, SoftSSICLK, 0);//SCK = 0;
                Delay(1);
                GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE, SoftSSICLK, SoftSSICLK);//SCK = 1;                        /* 产生正跳变读取数据 */

                *reg_data = *reg_data<<1;
                if(GPIOPinRead(GPIO_PORTD_BASE, SoftSSIRx))
                {
                        *reg_data = *reg_data | 0x01;
                }
        }

        GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE, SoftSSICLK, 0);//SCK = 0;        /* 空闲时低电平 */

xielijuan

最后,SPI接口的一个缺点：没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据。

[ 本帖最后由 xielijuan 于 2010-12-24 14:18 编辑 ]

xielijuan

好，现在说一下，整个程序的编写过程：


初始化VS1003
确保vs1003与处理器的正确与可靠连接。下面是vs1003的引脚图：


对于8962来说，总共需要7个IO口。用三个作为SCLK，MISO,MOSI来模拟SPI模式，这里用GPIOD的4，6 ，7引脚来模拟，即将GPIOD的4，6 ，7引脚分别接到vs1003的SCLK，MISO,MOSI。其余的连接如下：

CS接GPIOC的6号引脚
DREQ 接GPIOC的5号引脚
RESET接GPIOC的4号引脚
DCS接GPIOC的7号引脚.定义如下：
#define VS_RSTn       GPIO_PIN_4 //PC4
#define VS_DREQ       GPIO_PIN_5 //PC5 input
#define VS_CSn        GPIO_PIN_6 //PD6
#define VS_DCn       GPIO_PIN_7 //PC7

IO口模拟SPI，用的是GPIOD接口
在这里，引脚的连接如下
SCLK接GPIOD的4号引脚   
MISO接GPIOD的6号引脚
MOSI接GPIOD的7号引脚
定义如下：
#define SoftSSICLK          GPIO_PIN_4                 //PD
#define        SoftSSIRx          GPIO_PIN_6
#define        SoftSSITx          GPIO_PIN_7

微处理器模块的正确初始化。
正确配置IO口：
注意将与DREQ连接的IO口（即GPIOC的5号引脚）配置为输入，其余配置为输出（CS,DCS和RESET）;将GPIOD的4，6 ，7引脚配置为SPI总线接口。

初始化函数如下：
void vs1003_io_init(void)
{
        SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOC);
       
       
        //_gpio_set_input
        GPIOPinTypeGPIOInput(GPIO_PORTC_BASE, VS_DREQ);
        GPIOPadConfigSet(GPIO_PORTC_BASE, VS_DREQ, GPIO_STRENGTH_2MA, GPIO_PIN_TYPE_STD_WPU);
        //_gpio_set_output
        GPIOPinTypeGPIOOutput(GPIO_PORTC_BASE, VS_RSTn | VS_CSn | VS_DCn);
        GPIOPadConfigSet(GPIO_PORTC_BASE, VS_RSTn | VS_CSn | VS_DCn, GPIO_STRENGTH_4MA, GPIO_PIN_TYPE_STD);
       
        SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOD);
        //_gpio_set_input
        GPIOPinTypeGPIOInput(GPIO_PORTD_BASE,SoftSSIRx);//Rx,input
        GPIOPadConfigSet(GPIO_PORTD_BASE, SoftSSIRx, GPIO_STRENGTH_2MA, GPIO_PIN_TYPE_STD_WPU);
        //_gpio_set_output
        GPIOPinTypeGPIOOutput(GPIO_PORTD_BASE, SoftSSICLK | SoftSSITx);
        GPIOPadConfigSet(GPIO_PORTD_BASE, SoftSSICLK | SoftSSITx, GPIO_STRENGTH_4MA, GPIO_PIN_TYPE_STD);
               
        //SPIPutChar(0xff);
    //SPIPutChar(0xff);
    //SPIPutChar(0xff);
        //UARTprintf("vs1003_io_init\n");       
}

[ 本帖最后由 xielijuan 于 2010-12-24 14:20 编辑 ]

xielijuan

4.vs1003模块的初始化
上述两步完成后就可以通过SPI总线对VS1003进行初始化了。初始化的一般流程如下：
        硬复位。xReset=0;
        延时，xDCS,xCS,xReset置一；
        等待DREQ为高
        软件复位：SPI_MODE=0x0804;
        等待DREQ为高（软件复位结束）
        设置VS1003的时钟：SCI_CLOCKF=0x9800，3倍频;
        设置VS1003的采样率：SPI_AUDATA=0xBB81，采样率48K，立体声；
        设置重音：SPI_BASS-0x0055;
        设置音量：SCI_VOL=0x2020;
        向VS1003发送4个字节无效数据，用以启动SPI发送。
       
        代码如下：
        硬件复位：
        void Mp3Reset(void)
        {       
                Mp3PutInReset();//xReset = 0   复位vs1003      
                wait(100);//延时100ms
        //发送一个字节的无效数据，启动SPI传输
                Mp3DeselectControl();   //xCS = 1
                Mp3DeselectData();     //xDCS = 1
                Mp3ReleaseFromReset(); //xRESET = 1
                wait(100);            //延时100ms
                while(VS_DREQ_READ() == 0);         //等待DREQ为高
            wait(100);            //延时100ms
            Mp3SetVolume(10,10);  
            Mp3SoftReset();//vs1003软复位
        }
       
        软件复位：
        void Mp3SoftReset(void)
        {
                Mp3WriteRegister (SPI_MODE, 0x08, 0x04); //软件复位
       
                wait(1); //延时1ms
                while(VS_DREQ_READ() == 0);         //等待软件复位结束
                Mp3WriteRegister(SPI_CLOCKF, 0x98, 0x00);//设置vs1003的时钟,3倍频
                Mp3WriteRegister(SPI_AUDATA, 0xBB, 0x81); //采样率48k，立体声
                Mp3WriteRegister(SPI_BASS, 0x00, 0x55);//设置重音
                Mp3SetVolume(20,20);//设置音量
            wait(1); //延时1ms
                   
            //向vs1003发送4个字节无效数据，用以启动SPI发送
            Mp3SelectData();
                SPIPutChar(0);
                SPIPutChar(0);
                SPIPutChar(0);
                SPIPutChar(0);
                Mp3DeselectData();
       
        }

xielijuan

5.全面测试VS1003
查看芯片供电是否正常；

模拟部分是否正常：VS1003的所有DVDD,AVDD管脚以及xReset,TEST(Pin 32)接+3.0V，然后测量RCAP应在1.3V左右，否则芯片模拟部分未正常工作。

检查SCI命令是否正确。给音量控制寄存器SCI_VOL循环写入最高值和最低值，正常情况下能从耳机听到滴滴的声音，具体步骤如下：
        拉低xCS；
        设置音量最高：SCI_VOL=0x0000;
        拉高xCS；
        等待500ms，这个时间控制在0.5到1s之间，太大或太小可能都无法听到；
        拉低xCS；
        这只音量最低：SCI_VOL=0xffff;
        等待500ms,道理同上；
        拉高xCS；
        循环，否则以上步骤无法识别。
可以对SCI的读写做进一步的测试：
        拉低xCS；
        写音量控制寄存器：SCI_VOL=0xA2F5;
        适当延时，等待DREQ为高
        读音量控制寄存器，看读回的值是否与写入的一致，如果不为0xA2F5的话，说明SCI读写有问题。

6.正弦测试
Vs1003的SPI总线用来传送MP3数据和控制命令。当要传送MP3数据时，xDCS须设置为低电平，而xCS置1.此时SPI总线称作SDI(串行数据接口)。VS1003拥有一下几种测试模式：
存储器测试，SCI总线测试和正弦测试。
所有这些测试都有相同的步骤：
硬件复位，
置位模式寄存器SPI_MODE的bit5:SM_TEST,
发送测试命令到SDI总线上。
测试命令总共包含8个字节的数据，前4个字节为命令代码，后4个字节为0.正弦测试属于芯片内部的测试功能，如果写SDI无误的话，可以从耳机里听到单一频率的正弦音（可以通过命令更改频率），强烈建议大家对此项步骤测试时不要将耳塞直接塞入耳中，因为系统不同可能导致声音大小会不同，有可能及其刺耳。
正弦测试步骤如下：
        1）进入VS1003的测试模式：SPI_MODE=0x0820;
        2）等待DREQ为高
        3）xDCS = 1(xCS置1)，选择vs1003的数据接口
        4）向vs1003发送正弦测试命令：0x53 0xef 0x6e n 0x00 0x00 0x00 0x00，其中
        n =   0x24, 设定vs1003所产生的正弦波的频率值，具体计算方法见vs1003
        的datasheet
        wait(500);延时500ms
        退出正弦测试,发送命令：0x45 0x78 0x69 0x74 0x00 0x00 0x00 0x00;
        wait(500);延时500ms
        循环
        如果这一步通过了，说明你的VS1003已经做好了为你播放MP3的准备。下面的工作就很轻松了，把MP3的文件数据有条不紊的发给VS1003，让它为你完成MP3的解码和播放任务。至此，VS1003的驱动任务就完成了。
        代码如下：
        void VsSineTest(void)
        {
                Mp3PutInReset();  //xReset = 0   复位vs1003
                wait(100);        //延时100ms        
                SPIPutChar(0xff);//发送一个字节的无效数据，启动SPI传输
                Mp3DeselectControl();  
                Mp3DeselectData();     
                Mp3ReleaseFromReset();
                wait(100);                      
                 Mp3WriteRegister(SPI_MODE,0x08,0x20);//进入vs1003的测试模式
                while(VS_DREQ_READ() == 0);     //等待DREQ为高
                 Mp3SelectData();       //xDCS = 1，选择vs1003的数据接口
                
                 //向vs1003发送正弦测试命令：0x53 0xef 0x6e n 0x00 0x00 0x00 0x00
                 //其中n = 0x24, 设定vs1003所产生的正弦波的频率值，具体计算方法见vs1003的datasheet
            SPIPutChar(0x53);      
                SPIPutChar(0xef);      
                SPIPutChar(0x6e);      
                SPIPutChar(0x24);      
                SPIPutChar(0x00);      
                SPIPutChar(0x00);
                SPIPutChar(0x00);
                SPIPutChar(0x00);
       
                wait(500);
                Mp3DeselectData();//程序执行到这里后应该能从耳机听到一个单一频率的声音
          
                //退出正弦测试
                Mp3SelectData();
                SPIPutChar(0x45);
                SPIPutChar(0x78);
                SPIPutChar(0x69);
                SPIPutChar(0x74);
                SPIPutChar(0x00);
                SPIPutChar(0x00);
                SPIPutChar(0x00);
                SPIPutChar(0x00);
       
                wait(500);
                Mp3DeselectData();
       
                //再次进入正弦测试并设置n值为0x44，即将正弦波的频率设置为另外的值
                    Mp3SelectData();      
                SPIPutChar(0x53);      
                SPIPutChar(0xef);      
                SPIPutChar(0x6e);      
                SPIPutChar(0x44);      
                SPIPutChar(0x00);      
                SPIPutChar(0x00);
                SPIPutChar(0x00);
                SPIPutChar(0x00);
       
                wait(500);
                Mp3DeselectData();
       
                //退出正弦测试
                Mp3SelectData();
                SPIPutChar(0x45);
                SPIPutChar(0x78);
                SPIPutChar(0x69);
                SPIPutChar(0x74);
                SPIPutChar(0x00);
                SPIPutChar(0x00);
                SPIPutChar(0x00);
                SPIPutChar(0x00);
       
                wait(500);
                Mp3DeselectData();
}

xielijuan

播放MP3

这里的MP3的存储介质是SD卡。现在要做的事情是将MP3文件从SD卡中读出来，送到8962的缓冲区，缓冲区的大小设置为512Byte，一般一次读
        个扇区，然后将数据发往VS1003。由于VS1003有32字节的数据缓冲区，一次可以发32个字节的数据，然后检测DREQ,当DREQ
为高时送下一个32字节的数据，直到发完为止。DREQ为高表明VS1003可以接受新的数据，如果不考虑DREQ直接给VS1003发数据的话，会出现音乐断断续续的情况。
这里，先把音乐数据包含在程序里，存在data.h文件里。具体程序如下：
#include
#include "inc/hw_memmap.h"
#include "inc/hw_types.h"
#include "driverlib/gpio.h"
#include "driverlib/interrupt.h"
#include "driverlib/sysctl.h"
#include "driverlib/systick.h"
#include "utils/cmdline.h"
#include "utils/uartstdio.h"
#include "fatfs/src/ff.h"
#include "fatfs/src/diskio.h"
#include "data.h"
#include "vs1003.h"
int
main(void)
{
    unsigned long ulindex;
        unsigned short i;
    SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_1 | SYSCTL_USE_PLL | SYSCTL_OSC_MAIN |
                   SYSCTL_XTAL_8MHZ);




        vs1003_io_init();
        vs1003_init();
        VsSineTest();
        //vs1003_init();
        //UARTprintf("SysCtlClock:%d\n",SysCtlClockGet());
        while(1)
        {       
                ulindex=0;
                Mp3SelectData();

                while(ulindex < 15000)
                {
                         
                                while(VS_DREQ_READ() == 0);     //等待DREQ为高
                                for(i=0;i<32;i++)
                                {
                                        SPIPutChar(vsBeepMP3[ulindex]); //循环送数据到VS1003
                                        ulindex++;
                                }
                               
                                if(ulindex==14999)break;                       
                }       
                Mp3DeselectData();
        }
}


接下来要做的就是把数据存在SD卡里，然后边读数据边送数据，出现了一点问题，有待解决。

fengzhang2002

谢谢分享，非常好的帖子

bluehacker

这个蛮有意思，呵呵，年初在MCF51CN128上做过

youki12345

蓝雨夜

DVDD,AVDD管脚以及xReset,TEST(Pin 32)接+3.3V 应该没关系吧！

youki12345

原帖由 蓝雨夜 于 2011-1-11 10:22 发表 DVDD,AVDD管脚以及xReset,TEST(Pin 32)接+3.3V 应该没关系吧！

 

最好按照DATASHEET来，2.8v，2.5v

蓝雨夜

最高3。6，我接个3。3应该没关系吧！

正弦测试就是没声音。。。。。。。。。。

Yehhon

MP3还没有做过 看来 已经有你们铺路了~~  呵呵 谢谢分享~~

蓝雨夜

郁闷！换了片VS1003B  正弦测试还是没有声音啊！

liveshuang

不错的帖子，学习了

zw357234798

看了就顶

hzp08041234

8962 有一个 SPI接口吗  我怎么没有看到呢 求具体的引脚数 谢谢

spoonyboy

帖子不错，谢谢分享、、、、

lj10010

其实可以和SD卡并用一个SPI端口的   只是片选控制端不一样就可以了   VS1003和SD卡没有同时读取