FPGA录音与播放实验：使用AN831音频模块

"录音与播放例程" 在本次实验中，我们主要探讨的是如何通过FPGA（现场可编程门阵列）实现录音与播放功能，具体是利用芯驿电子科技的AX301或AX4010 FPGA开发板与黑金AUDIO音频模块AN831相结合。由于开发板自身不包含音频处理电路，因此需要借助外部的音频模块来实现声音的数字化和模拟化转换。 实验的核心在于理解并掌握音频模块AN831的工作原理及其与FPGA之间的通信。AN831模块采用了WOLFSON公司的WM8731芯片，这是一个高性能的音频编解码器，能够执行模拟信号到数字信号（A/D转换）以及数字信号到模拟信号（D/A转换）的过程。WM8731具有灵活的采样率和数据位宽设置，实验中设定为48kHz采样频率和16位数据位宽。 WM8731的初始化和配置是通过I2C（Inter-Integrated Circuit）总线进行的，它内部有11个寄存器，可以通过写入特定值来设定工作模式和参数。在录音过程中，麦克风输入的声音被转换成数字信号，然后存储在FPGA连接的SDRAM（同步动态随机访问内存）中。而在播放阶段，FPGA读取这些存储的音频数据，并将其发送回WM8731，经过D/A转换后，通过耳机接口输出。 在硬件连接方面，FPGA开发板的40针扩展口J2与音频模块相连接，实现了数据通信。音频模块上，粉色接口用于麦克风输入，绿色接口为耳机输出，蓝色接口则用于连接其他音频源如DVD。实验中，FPGA作为I2C总线的从设备，接收并响应WM8731（主设备）的控制命令。 在软件实现上，开发者需要编写FPGA的逻辑代码，处理WM8731的控制信号，包括时钟信号BCLK、数字音频数据输入DACDAT、采样左右声道信号DACLRC和ADCLRC，以及ADC数字音频信号输出ADCDAT。此外，还需要实现对SDRAM的读写操作，以存储和读取录音数据。 通过这个实验，学习者不仅可以了解到FPGA在音频处理中的应用，还能深入理解音频编解码芯片的工作机制以及I2C通信协议的实践。同时，对于数字信号处理和嵌入式系统的实际操作也会有更直观的认识。如果读者手中没有音频模块，可以在ALINX官方淘宝店购买AN831，以便完成整个实验流程。