基于DSP實(shí)驗箱顯示／控制模塊的應用系統設計

標簽：DSP 播放器

1 引 言

在當今的數字化時(shí)代背景下，DSP已成為通信、計算機、消費類(lèi)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的基礎器件，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)驗系統。而我們現有的實(shí)驗內容僅僅是一些驗證性的實(shí)驗，每個(gè)實(shí)驗項目都是局限于對實(shí)驗箱中某一單一功能進(jìn)行的，缺乏針對性，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)生的系統設計能力。因此，迫切要求開(kāi)發(fā)出適合于短學(xué)期教學(xué)的實(shí)驗項目。

目前音樂(lè )播放系統(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 )播放系統的應用。本課題組成員針對我校開(kāi)設的專(zhuān)業(yè)課《DSP芯片技術(shù)應用》及《DSP芯片應用系統設計》兩門(mén)課程的特點(diǎn)及TMS320C54X系列DSP芯片的應用場(chǎng)合，努力探索了一套適合于培養學(xué)生軟硬件系統設計能力的實(shí)驗方案，從而提高學(xué)生解決實(shí)際應用問(wèn)題的能力，并設計開(kāi)發(fā)了基于DSP教學(xué)實(shí)驗箱的音樂(lè )播放應用系統，本文主要介紹了該系統的設計過(guò)程和測試結果。

2 系統設計

2.1 系統設計思路

一款普通的播放器主要有以下幾個(gè)部分：數據端口、內存、微處理器、數字信號處理器、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、電機轉動(dòng)等?？梢詫⒁壕э@示部分來(lái)代替LCD顯示控制器，而鍵盤(pán)可以充當音樂(lè )播放器的按鍵，音頻輸出則相當于音樂(lè )的產(chǎn)生，而電機轉動(dòng)則是模仿一個(gè)安全的音樂(lè )播放系統，他設置了門(mén)禁限制，只有輸入正確密碼才能進(jìn)入，進(jìn)入系統或退出系統時(shí)，電機逆向轉動(dòng)或正向轉動(dòng)。系統框圖如圖1所示。 2.2 系統的硬件設計

(1)液晶部分

液晶顯示模塊的訪(fǎng)問(wèn)、控制是由5416DSP對擴展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，數據控制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和數據的輸入。鍵盤(pán)的掃描碼由DSP的I/O擴展地址0x8001給出，當有鍵盤(pán)輸入時(shí)，讀此端口得到掃描碼，當無(wú)鍵按下時(shí)讀此端口的結果為0。各按鍵的掃描碼排列如圖2所示。

(3)蜂鳴器和步進(jìn)電機部分

步進(jìn)電機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)驅動(dòng)步進(jìn)電機或蜂鳴器。18個(gè)McBSP引腳：當MCBSP的發(fā)送和接收部分處于復位狀態(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。對通用I/O進(jìn)行的操作主要是設置通用串口寄存器，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 系統的軟件設計

系統軟件設計主要包括三大功能模塊：通行認證、修改密碼、音樂(lè )播放，其核心部分是音樂(lè )播放，系統軟件設計總體框圖如圖3所示。

(1)通行認證

通行認證需要完成的任務(wù)是判斷輸入的通行證是否正確。在通行證輸入頁(yè)面，液晶屏顯示當前的密碼位，當該位密碼輸入以后，將顯示一個(gè)*符號，我們設定的密碼位數為6位，密碼的符號可以為鍵盤(pán)上的0～9，當6位密碼完整輸入以后，反白顯示F確認菜單，提示確認密碼。如果用戶(hù)發(fā)現密碼輸入有誤，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(hù)想放棄進(jìn)入音樂(lè )播放系統的請求，可以按照屏幕提示D退出按D鍵返回到待機頁(yè)面。如果連續輸錯密碼三次系統會(huì )報警。密碼正確進(jìn)入系統，步進(jìn)電機轉動(dòng)進(jìn)入音樂(lè )播放界面。 (2)修改密碼

系統的密碼保存在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(hù)要設定的密碼，程序要求輸入兩次新密碼，在確認兩次輸入一致時(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，系統會(huì )提示用戶(hù)選擇需要播放的曲目，用戶(hù)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(hù)可以選擇上一曲或者下一曲也可以選擇繼續播放，如果用戶(hù)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 系統測試結果及分析

我們完成了一個(gè)音樂(lè )播放系統的設計和調試，主要功能有通行認證、自動(dòng)開(kāi)門(mén)、自動(dòng)報警、音樂(lè )播放和密碼修改等，圖4示出了系統的部分測試結果。

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

若進(jìn)入音樂(lè )播放系統，則首先應輸入密碼進(jìn)行通行驗證，如圖4(b)所示，當密碼達到6位時(shí)，F確認鍵閃爍顯示，以提示用戶(hù)，密碼正確則顯示(c)頁(yè)面，密碼錯誤則進(jìn)入重置密碼頁(yè)面和報警頁(yè)面(d)，允許用戶(hù)輸入三次密碼，否則報警，按D鍵則退出系統。(e)圖為曲目選擇頁(yè)面，用戶(hù)可按數字鍵(1，2，3，4)選擇相應的歌曲播放，在曲目播放頁(yè)面(f)中，用戶(hù)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、上一曲、下一曲、返回主菜單和退出系統等功能，(g)為退出系統頁(yè)面，同時(shí)電機順時(shí)針轉動(dòng)以同步關(guān)門(mén)。