基于CPLD和VS1011E解碼器的電梯語(yǔ)音系統設計

　　3.2微控制器STC89C58RD+C

　　STC89C58RD+C是新一代51增強型高性能單片機，具有加密性強、超強抗干擾、超低功耗、在系統可編程、可供應內部集成MAX810專(zhuān)用復位電路等特點(diǎn)。

　　STC89C58RD+C采用MCS51內核，與AT89S52引腳兼容。需要注意的是，D型內部集成復位電路，復位引腳直接接地。擁有32 KB的Flash和16 KB的EEPROM，內含1 280字節SRAM存儲空間。因此，STC89C58RD+C能滿(mǎn)足系統控制要求。

　　D0～D7與CPLD通信，實(shí)現數據傳輸和命令控制，8個(gè)端口需要上拉電阻，阻值為10 kΩ，上拉電阻需要3.3 V電源供電，與CPLD電源匹配。DREQ1(P3.2)與CPLD連接，用來(lái)讀取MP3解碼器的忙狀態(tài)。READY(P2.3)與CPLD連接，判斷Flash是否準備好。WR、RD和ALE連接至CPLD，實(shí)現對Flash的讀寫(xiě)選擇和時(shí)序控制。

　　3.3 CPLD電路

　　CPLD是微控制器、Flash和MP3之間的中介，負責邏輯控制和數據傳遞。CPLD電路采用Xilinx公司的XC9572-VQ64。XC9572-VQ64具有72個(gè)宏單元、1 600個(gè)可用門(mén)電路、52個(gè)I／O端口，具有低至2.5 V供電電源，可在線(xiàn)編程等特性。J1用于ISP下載。晶體振蕩器采用40 MHz。

　　3.4 MP3解碼器VS1011E及電路設計

　　VS1011E音頻解碼器為VS10xx系列的第三代產(chǎn)品，是單片MP3／WMA／MIDI解碼和ADPCM編碼器。它內部集成有高性能、低功耗的DSP處理核(VSDSP)，5.5 KB片內RAM可供用戶(hù)存儲代碼和數據，串行SPI總線(xiàn)接口，雙聲道高質(zhì)量的采樣頻率可調的16位DAC。VSl011E工作在12.288 MHz～14 MHz或者24.576 MHz～28 MHz時(shí)鐘范圍，能對MPEG12 Laver1、2、3以及MPEG2.5 Layer3格式、WAV格式和PCM格式文件進(jìn)行解碼。

　　VS1011E的工作流程如圖3所示。VS1011E的工作流程為：首先MP3或者WAV格式音頻文件通過(guò)SDI總線(xiàn)進(jìn)入芯片內部，并解碼。解碼后，如果SCL_AIADDR!=0，將會(huì )執行應用區代碼，代碼地址由相應的地址寄存器提供。然后，按照SCL_BASS寄存器(SB_AMPLITUDE位和ST_AMPLITUDE位)的設置，數據可能會(huì )被送到低音和高音優(yōu)化器進(jìn)行音效處理。此后，數據通過(guò)音量控制單元，同時(shí)備份到音頻FIFO中。音頻FIFO保持數據，并作為采樣率轉換器和DAC的輸入。采樣率轉換器將所有不同采樣率轉換成CLKI／512，輸送給DAC。DAC按位依次產(chǎn)生立體聲模擬信號，這些信號緊接著(zhù)送到耳機功率放大器中。

　　由于本系統為電梯系統，推動(dòng)大功率揚聲器發(fā)聲，需要外置功放。功放采用的是CD4752CZ，該功放具有較大的電壓范圍和抗干擾能力，適合電壓波動(dòng)大、外界干擾強的電梯工作環(huán)境。

　　3.5 Flash存儲器

　　采用Samsung公司的NAND Flash K9F5608作為存儲器。K9F5608擁有32 MB的空間，完全滿(mǎn)足電梯語(yǔ)音系統的要求。

　　NAND Flash以塊(block)和頁(yè)(page)為存儲單元。K9F5608包括2 048塊，每一塊又包括32頁(yè)，一頁(yè)大小為528字節，依次分為2個(gè)256字節的數據區，最后是16字節的備用空間。

　　K9F5608的讀、寫(xiě)和擦除操作均由命令完成。讀／寫(xiě)操作是以頁(yè)為單位進(jìn)行。擦除操作是以塊為單位，不能字節擦除，而且在每次改寫(xiě)操作之前需要先擦除一整塊；每一塊的擦除次數有限，為10萬(wàn)次左右，數據保存時(shí)間超過(guò)10年。典型的讀操作時(shí)間為50 ns／字，寫(xiě)操作時(shí)間為200 μs／頁(yè)，擦除操作時(shí)間為2 ms／塊。