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用OKI錄放芯片ML2308實現的立體聲錄放平臺 |
| 作者：chen0321 欄目：數字廣電 |
剛剛搭完了一個錄音/播放芯片的電路，心情久久難以平靜，潛水這么久，決定上來冒個泡，講講這個過程吧。首先聲明，偶是菜鳥，若有什么說的不對的地方，還是要請各位大俠指出滴。 故事是這樣子的…… 選擇錄音芯片 老大說要找塊錄音芯片，用在我們的新款錄音筆上。于是我就開始google了。市面上的錄放芯片看起來不少，音質不錯的品牌有ISD和日本OKI。因為錄音筆對音質要求較高，就決定從這兩家來選。再細細比較，ISD的錄放芯片都是內置存儲器，不適合長時間錄放（誰家的錄音筆不得錄兩三個小時的阿），而且每款芯片采樣頻率都是固定的，作成產品后不能靈活對應不同音質要求的錄音。OKI的是存儲器是外置，可以根據錄音時間長短自己決定合適大小的存儲器，比較靈活。采樣頻率也可以更改，錄音時可以根據實際情況決定選擇高音質還是長時間播放。采樣頻率4k到32k赫茲可選，外加立體聲錄放。一切都聽起來很不錯的樣子，決定就選它了吧。 要來了樣片，手頭正好有塊集成了FLASH的arm開發(fā)板（雖然只有8M，先湊合著錄錄等調通了再說吧，赫赫），再加上datasheet上現成的ML2308參考電路，所以硬件的工作比較輕松。 硬件搭建 1．ML2308外圍電路 依葫蘆畫瓢，按著datasheet的參考電路搭好，用了立體聲的耳機輸出。嘿嘿，既然是立體聲錄音么輸出當然也要立體聲啦。 2. 與CPU的連接 考慮到開發(fā)板上現成的FLASH是8bit的數據口，ML2308也采用了并聯的方式進行命令和數據傳輸（當然，ML2308也支持4線的I2S口，如果MCU支持的話也是個不錯的選擇）。和CPU的IO口連接的有：數據線D7-D0; 讀寫操作控制信號Read, Write; 命令數據選擇信號；左右聲道切換信號；片選信號；ML2308狀態(tài)信號CBUSY，buffer的FUL，MID，EMP信號（后來的調試證明，這3個狀態(tài)位并不全部需要送給CPU）。 板子搭好，動手調試 首先用CPU對用到的IO口賦值，檢查下各個接口的連接情況。一切ok后，開始跑程序。由于缺乏使用FLASH的經驗，所以最先調試的是CPU對FLASH的讀寫。搜了FLASH的datasheet，按著上面的讀寫命令一個個送過去，折騰了n久，總算成功。 接下來就是ML2308和CPU的通訊了。ML2308和CPU之間的傳輸包含了命令和音頻數據的交換。而命令也分為了8位和16位兩種。按照datasheet給出的波形圖，用CPU的IO模擬各個輸入，注意一下滿足保持建立時間，很容易就實現了8位命令的輸入（用示波器觀察CBUSY口，當命令送進去之后，CBUSY拉低，表明ML2308在執(zhí)行該命令）。送16位命令的話，需要分兩次輸入，一開始由于兩條命令的等待時間不夠，導致第二條命令在ML2308尚未空閑（CBUSY仍為低）的時候被送進去，使得命令不能被正確執(zhí)行。所以如果用CBUSY信號來做等待判定的話，需先等到CBUSY變低，再等待它變高之后，才可以送下一條命令。 仿照送命令的方法，同樣可以實現對ML2308音頻數據的讀寫，只需要注意一下命令/數據，左/右聲道的切換。 至此，ML2308的基本操作（包括與CPU間的指令、音頻數據的交換）及CPU與FLASH之間的數據通訊均已實現。 最后要實現的是ML2308的錄音和播放功能了。先根據datasheet提供的單聲道錄音操作流程，用buffer的MID信號作判定，當MID信號為高，也就是buffer內存儲的數據多于其一半空間時，連續(xù)從buffer中讀取占buffer一半空間的數據，并存入FLASH中。類似的，播放時，當buffer的MID信號為低，連續(xù)送占buffer一半空間的數據給ML2308。單通道錄放的功能很順利就得以實現了，錄音的質量很不錯，真不辜負我花的時間涅！ 于是模仿單聲道的流程，進行雙聲道的錄音。當右聲道的buffer半滿之后，讀取一組左右聲道的數據，連續(xù)寫入FLASH中，并循環(huán)操作16次（將buffer一半的數據存入FLASH中）。但是按照這個流程發(fā)現，右聲道的數據都沒有寫入到FLASH中。沒轍，單步大法！神奇的是，單步進行的時候，發(fā)現有數據從右buffer被獨處，也能被寫進FLASH�？駮炓魂囍�，仔細查看FLASH的datasheet，發(fā)現這塊年代久遠的FLASH在每個字的寫入至少要16個s，狂汗啊，所以連續(xù)兩次寫入（先左后右）的第二次都不成功，而單步的話這個時間就肯定可以滿足了。只得修改流程，誰叫俺垂涎這塊有現成FLASH的板子咧。找到了問題，這個也是很不難解決滴。流程改成讀左聲道，寫入FLASH，然后再讀右聲道，再寫入FLASH。再試著錄一次，赫赫，就有聲音了。不過涅，這個聲音怎么這么差呢？赫赫，嚴重的丟幀出現了。FLASH啊FLASH， 又是你老人家惹的禍吧。相比于單聲道，每次寫入FLASH的數據要多出一倍，正是多出的這些個時間內，ML2308的buffer滿了，大量數據沒有被及時的讀出來存入FLASH中，回放的時候就慘不忍聽了。只好再改，唉，偷懶貪便宜，卻被這塊FLASH整得恁慘。既然等到半滿再讀來不及，那就非空就去讀，這樣即使還有丟幀的話，比之前肯定要好不少。就這樣，把流程改為等到右buffer非空（EMP為低）， 就去讀并存一組數據，試下來果然效果好了很多。 小結 哈哈，終于把這個dd給玩通了，接下來就是享受的時間了，于是左右麥克的立體聲錄音，左右line-in的立體聲錄音，左右聲道的混和輸出，左右聲道的立體聲輸出一一玩了個遍�？偨Y下來，就我手頭這塊板子，受限于FLASH的讀寫速率，采樣頻率過高的話，音質由于丟幀嚴重也就一般。16bitPCM，16k采樣頻率的立體聲錄音效果最佳；8bit 率PCM 16k的效果次之；而如果對音質要求不高，4bit ADPCM，4k采樣頻率則是最佳選擇。當然，如果FLASH存儲空間足夠，并且讀寫速度跟得上的話（竊以為現在的FLASH的讀寫速度完全可以滿足，畢竟我用的這個寶貝還是上世紀的產物），高采樣率的16bit PCM格式才能把ML2308的能力發(fā)揮到極致吧。 回顧整個設計流程，一旦實現了FLASH的讀寫操作，ML2308錄音播放功能還是比較容易實現的，畢竟它與CPU的通訊是非常容易滴。而本設計由于受制于FLASH的讀寫速率，最大的力氣花在了優(yōu)化錄音的流程上。如果FLASH讀寫速率得到提升，按照datasheet的流程，立體聲錄放均以MID位作為判定，立體聲的錄放還是很容易實現的。這個片子用作錄音筆里面錄音的質量是可以的了。而且外置FLASH存儲，可以靈活推出多系列不同容量的產品，正適合產品線的優(yōu)化，赫赫。下次公司里其他系列的錄音產品錄音模塊什么的，也都可以拿過來試試了。 |
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| 作者： aile 于 2008/9/4 13:30:45 發(fā)布：
作者：chen0321: 你好! 請與我(aile)聯系:aaaile@163.com 謝謝1 |
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