嵌入式系統中I2S總線(xiàn)數據通信的軟件模擬

　　根據MS6336的I2S總線(xiàn)格式以及數據發(fā)送流程，軟件模擬I2S總線(xiàn)的步驟如下：

　?、?根據語(yǔ)音數據采樣率及采樣位數計算得到SCK的值和WS的值（WS的值等于采樣頻率）。

　　系統采樣率為44.1 kHz，則SCK=2×44.1 kHz×103×16=1 411 200 Hz，WS=44 100 Hz。1個(gè)SCK時(shí)鐘周期T=1/SCK=07 μs。采用延時(shí)程序模擬SCK時(shí)鐘周期需要應用示波器來(lái)精確延時(shí)時(shí)間。本系統中一個(gè)SCK周期的延時(shí)為delayI2S(2)。

　?、?將WS、BCK和DATA均置為高電平。

　?、?選擇左右聲道。首先發(fā)送左聲道數據，將WS置低（若發(fā)送右聲道數據則將WS置高）。

　　for(ChannelCnt=0;ChannelCnt2;ChannelCnt++){//雙聲道選擇播放

　　if(ChannelCnt==0){//左聲道選擇信號為低電平

　　HWREG(GPIO_PORTA_BASE + (GPIO_O_DATA + (I2S_WS 2))) = ～I2S_WS;

　　}

　　else{//右聲道選擇信號為高電平

　　HWREG(GPIO_PORTA_BASE + (GPIO_O_DATA + (I2S_WS 2))) = I2S_WS;

　　}

　　……

　　}

　?、?選擇高低字節。將左聲道數據以高低字節的順序發(fā)送，在發(fā)送高字節第1位數據之前先發(fā)送1個(gè)周期的串行時(shí)鐘。

　　for(HorLCnt=0;HorLCnt2;HorLCnt++){//聲道數據高低字節選擇

　　if(ChannelCnt==0){//左聲道

　　if(HorLCnt==0){//高字節

　　c=*(SampleData+1);//SampleData指向音頻數據緩沖區首地址，即左聲道低字節

　　delayI2S(2);//發(fā)送第一個(gè)數據位之前需要延遲一個(gè)位時(shí)鐘周期

　　}

　　else{//低字節

　　c=*SampleData;

　　}

　　}

　　……

　　}

　?、?開(kāi)始傳輸音頻數據（音頻數據的傳輸在SCK下降沿準備數據，在SCK的上升沿發(fā)

　　送給數據接收端）。將采樣點(diǎn)左聲道數據的高字節最高位送給SD，設置SCK為低電平，此時(shí)為SCK的下降沿，數據準備好。延時(shí)半個(gè)SCK周期以后將SCK置為高電平，此時(shí)SD線(xiàn)上的數據發(fā)送給數據接收端，延時(shí)半個(gè)SCK周期。依次將左聲道剩余位數據按照最高位的方式發(fā)送出去。

　　for(BitCnt=0;BitCnt8;BitCnt++){//1次傳送的數據長(cháng)度為8位,先傳送高字節再傳送低字節置時(shí)鐘線(xiàn)SCK為低，開(kāi)始準備數據位

　　HWREG(GPIO_PORTA_BASE + (GPIO_O_DATA + (I2S_BCK 2))) = ～I2S_BCK;

　　if((cBitCnt)0x80) {

　　HWREG(GPIO_PORTA_BASE + (GPIO_O_DATA + (I2S_DATA 2))) = I2S_DATA;

　　}

　　else{

　　HWREG(GPIO_PORTA_BASE + (GPIO_O_DATA + (I2S_DATA 2))) = ～I2S_DATA;

　　}

　　delayI2S(1); //延時(shí)半個(gè)SCK時(shí)鐘周期置時(shí)鐘線(xiàn)為高，開(kāi)始傳輸數據位

　　HWREG(GPIO_PORTA_BASE + (GPIO_O_DATA + (I2S_BCK 2))) = I2S_BCK;

　　delayI2S(1);//延時(shí)半個(gè)時(shí)鐘周期

　　}

　?、?當將1個(gè)采樣點(diǎn)的左聲道的數據發(fā)送完以后，延時(shí)2個(gè)SCK周期，然后發(fā)送右聲道的數據（同左聲道數據的發(fā)送過(guò)程）。

　　根據以上的過(guò)程對每個(gè)采樣點(diǎn)的數據進(jìn)行處理，就可以實(shí)現通過(guò)軟件模擬I2S總線(xiàn)傳輸音頻數據了。以上實(shí)現的是典型I2S時(shí)序模擬，而左對齊和右對齊2種格式只是時(shí)序稍有差異，模擬實(shí)現過(guò)程同典型I2S總線(xiàn)模擬實(shí)現過(guò)程基本相同。

　　結語(yǔ)

　　在以太網(wǎng)數字語(yǔ)音廣播系統中應用軟件模擬實(shí)現I2S總線(xiàn)時(shí)序，能夠成功地實(shí)現語(yǔ)音信號的數據傳輸，實(shí)現語(yǔ)音信號的實(shí)時(shí)廣播，表明了軟件模擬實(shí)現I2S總線(xiàn)的可行性，為解決不支持I2S總線(xiàn)的MCU和各種I2S總線(xiàn)設備間的通信提供了一種可行的方法。但是，在應用軟件模擬實(shí)現I2S的以太網(wǎng)數字語(yǔ)音廣播系統實(shí)時(shí)播放語(yǔ)音信號時(shí)，存在一些噪聲，表明在采用軟件模擬實(shí)現I2S的時(shí)序精確性上存在一些欠缺。