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基于FPGA的WM8731音频编解码芯片接口设计与实现
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更新于2024-08-29
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本篇文章主要探讨了基于FPGA的音频编解码芯片接口设计应用,焦点在于WM8731这款高性能的低功耗24位立体声编解码器。WM8731的特点包括: 1. 功能强大:由于其高性能耳机驱动器、低功耗设计,WM8731适用于便携式电子设备如MP3、CD播放器和PDA,支持可控采样频率和可选滤波器,提供了灵活性和高质量音频输出。 2. 硬件架构:该芯片内部集成了模拟数字转换器(ADC)和高通数字滤波器,以及高品质过采样率的数字模拟转换器(DAC)。此外,还有线路和耳机输出,内置晶体振荡器以及可配置的数字音频接口和2/3线微处理器控制接口,允许控制器进行精细配置。 3. 接口设计:文章的核心部分着重于WM8731的控制接口,包括4根引脚(MODE、CSB、SDIN和SCLK),支持2线或3线模式。2线模式(选用)被用于本文设计,便于与控制器连接。数字音频接口则有5根引脚,包括BCLK、DACDAT等,用于传输音频数据。 4. FPGA应用:为了提高系统集成度和简化控制,文章提出了一种基于FPGA的设计方法,将WM8731的控制和数字音频接口转化为控制器易于使用的通用总线接口,这样控制器可以方便地通过这个接口进行音频编解码操作。 5. 时序分析:文章详细介绍了控制接口和数字音频接口的时序特性,确保了通信的准确性和同步性,这对于实现稳定的音频处理至关重要。 这篇文章探讨了如何利用FPGA技术优化WM8731音频编解码芯片的接口设计,以便于控制器与其高效交互,从而在实际应用中实现音频信号的高效处理和传输。通过这种设计,可以提升系统的性能和稳定性,是音频处理电路设计中的一个重要环节。
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基于基于FPGA的音频编解码芯片接口设计应用的音频编解码芯片接口设计应用
1 概 述 WM873l是一款功能强大的低功耗立体声24位音频编解码芯片,其高性能耳机驱动器、低功耗设
计、可控采样频率、可选择的滤波器使得WM8731芯片广泛使用于便携式MP3,CD,PDA的场合。其结构框图
如图1所示。 WM8731包含2个线路输入和1路麦克风输入并可以进行音量调节;内置片上ADC(模拟数字转
换器)及可选择的高通数字滤波器;采用高品质过采样率结构的DAC(数字模拟转换器);线路输出和耳机输出;
内置晶体振荡器以及可配置的数字音频接口和2或3线可选的微处理器控制接口等。控制器可通过控制接口
(Control Interface)对WM8731进行配置,然后通过数
1 概 述
WM873l是一款功能强大的低功耗立体声24位音频编解码芯片,其高性能耳机驱动器、低功耗设计、可控采样频率、可选
择的滤波器使得WM8731芯片广泛使用于便携式MP3,CD,PDA的场合。其结构框图如图1所示。
WM8731包含2个线路输入和1路麦克风输入并可以进行音量调节;内置片上ADC(模拟数字转换器)及可选择的高通数字滤
波器;采用高品质过采样率结构的DAC(数字模拟转换器);线路输出和耳机输出;内置晶体振荡器以及可配置的数字音频接口
和2或3线可选的微处理器控制接口等。控制器可通过控制接口(Control Interface)对WM8731进行配置,然后通过数字音频接
口(Digtal Audio Interface)读写数据音频信号。本文设计了一种基于FPGA的驱动模块,将WM8731的控制接口与数字音频接口
转换为控制器通用的总线接口,使控制器可以像读写外部寄存器一样对WM8731芯片进行控制使用。
2 WM8731芯片接口时序介绍
2.1 控制接口时序
WM8731的控制接口有4根引脚,分别为:MODE(控制接口选择线)、CSB(片选或地址选择线)、SDIN(数据输入线)和
SCLK(时钟输入线)。它具有2线和3线两种模式。2线为MPU接口,3线为兼容SPI接口。对控制接口的配置选择可通过设置
MODE脚的状态完成。选择MODE为0时为2线模式,1时为3线模式。本文采用2线模式对WM8731进行控制。其时序图如图2
所示。
2.2 数字音频接口时序
WM8731的数字音频接口有5根引脚,分别为:BCLK(数字音频位时钟)、DACDAT(DAC数字音频数据输入)、
DACIRC(DAC采样左/右声道信号)、ADC-DAT(ADC数字音频信号输出)、ADCLRC(ADC采样左/右声道信号)。
数字音频接口可以工作在主模式和从模式下。地址为0000111的寄存器的第6位设置数据的主/从模式:“1”为主模
式,“0”为从模式。ADCDAT、/DACDAI和ADCLRC/DACLRC与位时钟BCIK同步,在每个BCLK的下降沿进行传输。BCLK和
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