基于音頻接口的數據傳輸模塊設計
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1 數據傳輸模塊的結構設計
接口是智能終端系統與外界的連接電路，具有如下功能：(1)尋址能力。對送來(lái)的片選信號進(jìn)行識別。(2)輸入／輸出功能。根據讀／寫(xiě)信號決定當前進(jìn)行的是輸入操作還是輸出操作。(3)數據轉換功能。并行數據與串行數據的轉換或兩種不同數據格式之間的轉換。(4)信號識別。識別就緒信號、忙信號等。(5)中斷管理。發(fā)出中斷請求信號、接收中斷響應信號、發(fā)送中斷類(lèi)型碼的功能。(6)復位。接收復位信號，從而使接口本身以及所連的外設進(jìn)行重新啟動(dòng)。(7)可編程。用軟件來(lái)決定其工作方式，用軟件來(lái)設置有關(guān)的控制信號。(8)檢測信息。一些接口還可根據具體情況設置其檢測信息。
基于音頻輸入輸出接口的數據傳輸方法可以彌補數據接口不一致的缺點(diǎn)，并擴充音頻接口的應用。在實(shí)現傳輸音頻模擬信號的系統上交換數字信號，設計難點(diǎn)是如何通過(guò)模擬信號進(jìn)行數據通信，需要專(zhuān)門(mén)設計一種嚴格的通信機制或通信協(xié)議，保證基于手機音頻輸入輸出接口的數據傳輸可靠。
如果把終端作為主導裝置，由其產(chǎn)生位時(shí)鐘信號、命令選擇信號和數據，但在綜合系統中，識別發(fā)送端比較困難。設計采用差分曼徹斯特編碼的數據傳輸協(xié)議，開(kāi)發(fā)了可下載手機軟件，并為外設存儲設備設計了實(shí)現編解碼及傳輸協(xié)議的嵌入式系統。模塊結構示意如圖1所示。
外部裝置通過(guò)音頻輸入輸出接口與智能終端進(jìn)行數據通信，數據信號在主控模塊中進(jìn)行編解碼處理，再通過(guò)控制裝置讀取、寫(xiě)入外部介質(zhì)，并存儲數據。數據傳輸的具體方式中，外設裝置通過(guò)插入手機外置話(huà)筒音頻輸入接口或音頻線(xiàn)路輸入接口的連接線(xiàn)發(fā)送數據信號給手機，外設裝置通過(guò)插入手機的外置耳機音頻接口或音頻線(xiàn)路輸出接口的連接插線(xiàn)，接收手機發(fā)送出的數據信號。
2 數據傳輸模塊的硬件設計
外部數據傳輸裝置由濾波電路、主控模塊、編解碼電路、讀寫(xiě)裝置組成。濾波電路分離固定頻率交流信號與數據信號；讀寫(xiě)裝置包含一個(gè)標準曼徹斯特編解碼電路，讀寫(xiě)解碼電路采用BS730Q讀寫(xiě)專(zhuān)用解碼芯片，采用單軌道讀寫(xiě)；實(shí)現的主控模塊電路選用低功耗的ARM微控制器，內部有可編程工作寄存器，可以方便地與主機通信，但要有自己的數據協(xié)議，主控模塊對雙向信號進(jìn)行編解碼處理的過(guò)程是：(1)主控電路模塊將讀寫(xiě)裝置傳入的曼徹斯特編碼數據信息解碼成國標數據，再編碼為差分曼徹斯特編碼數據信號，送到連接手機話(huà)筒接口或線(xiàn)路音頻輸入接口的傳輸線(xiàn)上。(2)主控電路模塊從連接手機耳機接口或線(xiàn)路音頻輸出接口的傳輸線(xiàn)上接收差分曼徹斯特編碼數據信號，解碼成國標數據，再編碼為標準曼徹斯特編碼數據信息，送入讀寫(xiě)裝置。電路設計如圖2所示。
3 數據傳輸模塊的軟件設計
3．1 設計線(xiàn)程
通信雙方的手機終端采用軟件方法實(shí)現，結構如圖3所示。通過(guò)程序對從音頻輸入接口采集到的音頻信號進(jìn)行差分曼徹斯特解碼，并送到音頻輸出接口，程序由3個(gè)線(xiàn)程構成，當數據傳輸服務(wù)程序在手機上啟動(dòng)后形成3個(gè)線(xiàn)程：(1)創(chuàng )建一個(gè)音頻交流發(fā)送線(xiàn)程，負責設置輸出最大音量，生成固定頻率音頻交流信號并發(fā)送到音頻輸出線(xiàn)路上。(2)創(chuàng )建一個(gè)監聽(tīng)音頻輸入接口數據的線(xiàn)程，負責對從音頻輸入接口采集到的音頻信號，進(jìn)行差分曼徹斯特解碼，解碼輸出數據存放在接收數據緩存，通過(guò)調用外部業(yè)務(wù)程序注冊的回調函數，通知外部業(yè)務(wù)程序注冊取得傳入的數據。(3)主線(xiàn)程循環(huán)等待發(fā)送數據緩存中的數據存入事件，當外部業(yè)務(wù)程序在數據要發(fā)送時(shí)，將要發(fā)送的數據放入共享的發(fā)送數據緩存時(shí)，數據存入事件發(fā)生，所述的主線(xiàn)程取到要發(fā)送的數據，進(jìn)行差分曼徹斯特編碼，再用操作系統的音頻控制接口函數發(fā)送到音頻輸出接口。
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