VS1053B 音频编解码器芯片的介绍（X）

 

二、和外围电路的接线图：

 

三、SPI接口（音频数据传输接口）介绍

1. SPI 引脚介绍

SPI 接口是用来传输音频数据的。引脚连接图如下：

 

因为VS1053B工作的是时候，执行两种协议:

一种是串行数据接口的串行协议(SDI),

一种是串行命令接口的串行协议（SCI）.

所以片选有两个XCS and XDCS.

 

1. 其他引脚DREQ 说明:
   1. DREQ为高电平的时候，VS1053B可接受最少32字节的数据。DREQ为低电平，不能向VS1053B发送数据。

 

四、协议介绍： 串行数据接口的串行协议(SDI) and 串行命令接口的串行协议（SCI）

1. 1. 串行数据接口的串行协议(SDI)
      1. 传输原则：
         1. 串行数据接口在从机模式下工作，因此DCLK信号必须由一个外部电路提供。数据（SDATA信号）可以在DCLK的上升沿或下降沿输入。
         2. SDI 传输数据的时候，SCI_MODE 决定了MSb or LSb 在前。
         3. SM_NEWMODE =1，字节同步是由XDCS完成的。
         4. 请注意，通过SDI发送数据时，您必须在以下位置检查数据请求引脚DREQ至少每32个字节之后。
      2. SDI协议下传输数据的格式如下，推荐使用守则，SDATA每传输完32位字节后，XDCS拉高一会。再拉低。是为了偶尔出现时钟故障，也要保持数据同步。

 

 

1. 1. SDI 时序图如下：

1. 1.  串行命令接口的串行协议（SCI）
      1. 协议规则：
         1. 串行命令接口SCI的串行总线协议由一个指令字节，一个地址字节和一个16位数据字组成。每个读取或写入操作都可以读取或写一个寄存器。

1. 1. 在上升沿读取数据位，因此用户应更新数据在下降的边缘。
   2. 字节总是先发送MSb。
   3. XCS应该在整个持续时间内保持低电平。
   4. 注意：VS1053b在每次SCI操作后将DREQ设置为低电平。持续时间取决于具体的操作行为。在DREQ再次变为高电平之前，不允许启动一个新的SCI / SDI操作。

 

1. 1. 不同操作下的时序图：
      1. SCI 读操作

 

1. 1. SCI 写操作

1. 1. SCI 多重写操作

1. 1. SCI 时序图

1. 1. 两个SCI写操作

1. 1. 两个SDI字节

1. 1. 在两个SDI字节之间的SCI操作

 

 

 

 

 

五、支持的音频解码器格式

 

六、功能描述

1. 1. 主要特点

VS1053b是一个建立在私有基础上的数字信号处理器VS_DSP。它包含 Ogg Vorbis，MP3，AAC，WMA 和 WAV PCM + ADPCM 音频解码、MIDI合成器，串行接口，一个多种速率的立体声DAC 和 模拟输出放大器加滤波器。和他们所需要的所有有关代码和数据存储。

此外，PCM / ADPCM音频编码器可以使用一个麦克风放大器  和/或 线路级的输入，以及一个立体声A / D转换器。

带有软件插件的该芯片，还可以解码无损FLAC，并记录高质量的Ogg Vorbis格式。

提供UART用于调试目的。

1. 1. VS1053B 的数据流动原理

 

1. 1. EarSpeaker 的空间效果处理
      1. 目的：使头挂式耳机发出的声音，更接近来自真实音箱或者现场音乐的效果。
      2. 设置方法：

可以将EarSpeaker处理参数化为几种不同的模式，每种模式都可以模拟一些不同类型的声学环境，适合不同的个人喜好和记录类型。

•关：通过扬声器收听或要播放的音频包含音频时的最佳选择双耳预处理。

•最小：非常适合戴着耳机听普通的乐谱。

•正常：适合通过耳机收听正常的乐谱，移动声音来源远不止于此。

•极端：适合于旧的或“干式”录音，或者如果要播放的音频是人造的，则适用于示例生成的MIDI。

 

SM_EARSPEAKER_LO和SM_EARSPEAKER_HI位控制EarSpeaker空间处理。如果两者均为0，则该处理无效。其他组合**处理，并选择3种不同的效果等级：

LO = 1，HI = 0选择最小，

LO = 0，HI = 1选择正常，

LO = 1，HI = 1选择极端。

 

 

1. 1. 串行数据接口（SDI）

定义（功能）：

VS1053B的串行数据接口用于为 压缩解码器的 不同解码器 传输压缩数据。

特点：

如果解码器的输入无效或接收速度不够快，则模拟输出将自动静音。

功能：

可以通过SDI**几种不同的测试.

1. 1. 串行控制接口（SCI）

串行控制接口与SPI总线规范兼容。数据传输是总是16位。VS1053B就是通过此接口的读取和写入来控制的。

主控器可以通过串行控制接口来进行下面的操作：

•操作模式，时钟和内置效果的控制

•访问状态信息和数据标头的数据

•访问录音模式下的编码数据

•上传和控制用户程序

1. 1. SCI 寄存器

 

 

1. 1. SCI_MODE（RW）

1. 1. SCI_STATUS（RW）

1. 1. SCI_BASS（RW）

1. 1. SCI_CLOCKF（RW）

1. 1. SCI_DECODE_TIME（RW）

解码正确数据时，当前解码时间以秒为单位显示在该寄存器中。

1. 1. SCI_AUDATA（RW）

解码正确的数据时，当前的采样率和通道数分别在SCI_AUDATA的位15：1和0中找到。位15：1包含了两个采样率，位0为0表示单声道数据，为1表示立体声。写入SCI_AUDATA将改变直接采样速率。

1. 1. SCI_WRAM（RW）

1. 1. SCI_WRAMADDR（W）

SCI_WRAMADDR用于设置程序地址，以用于后续的SCI_WRAM写/读。

使用下表中的地址偏移量访问X，Y，I或外围存储器。

 

1. 1. SCI_HDAT0和SCI_HDAT1（R）

读取时，SCI_HDAT0和SCI_HDAT1包含从中提取的标头信息当前正在解码的MP3流。

1. 1. SCI_AIADDR（RW）

SCI_AIADDR指示先前用SCI_WRAMADDR编写的应用程序代码的起始地址和SCI_WRAM寄存器。如果未使用任何应用程序代码，则不应初始化该寄存器，否则应将其初始化为零。

1. 1. SCI_VOL（RW）

1. 1. SCI_AICTRL [x]（RW）

SCI_AICTRL [x]寄存器（x = [0 .. 3]）可用于访问用户的应用程序。

AICTRL寄存器也可用于PCM / ADPCM编码模式。

 

七、操作

1. 1. 时钟

VS1053b通常运作在一个频率为12.288MHz的基本频率主时钟上。

在12.288MHz时钟下，最高到48000HZ的所有采样率都可用。

1. 1. 硬件复位

1. 1. 软件复位

这可以通过**寄存器SCI_MODE中SM_RESET位来完成。然后等待至少2 µs，然后查看DREQ状态，DREQ上升变为高，就可以照常继续播放了。

1. 1. 播放和解码
      1. 播放整个文件

1. 1. 取消播放

1. 1. 快速播放

1. 1. 无音频的快进和快退

1. 1. 保持正确的解码时间
   2. 

1. 1. 传送PCM数据

 

1. 1. Ogg Vorbis 录音

1. 1. PCM / ADPCM 录制
      1. **PCM / ADPCM记录模式
      2. 读取PCM / IMA ADPCM数据
      3. 添加PCM RIFF标头
      4. 添加IMA ADPCM RIFF标头
      5. 播放ADPCM数据
      6. 采样率注意事项
      7. 记录监控量

 

1. 1. SPI引导

1. 1. 实时MIDI

 

1. 1. 外部参数

1. 1. 通用参数

1. 1. WMA

1. 1. AAC

1. 1. MIDI

MIDI仅仅是一个通信标准，它是由电子乐器制造商们建立起来的，用以确定电脑音乐程序、合成器和其他电子音响的设备互相交换信息与控制信号的方法。

 

MIDI系统实际就是一个作曲、配器、电子模拟的演奏系统。从一个MIDI设备转送到另一个MIDI设备上去的数据就是MIDI信息。MIDI数据不是数字的音频波形，而是音乐代码或称电子乐谱。

 

 

1. 1. Ogg Vorbis

OGG Vorbis是一种新的音频压缩格式，类似于MP3等现有的音乐格式。

 

1. 1. SDI 测试
      1. 新的正弦和扫频测试
      2. 引脚测试
      3. SCI测试
      4. 内存测试

八、VS1053B 寄存器

当用户希望添加一些自己的功能（例如DSP效果）时，需要使用用户软件至VS1053b。但是，大多数VS1053b的用户无需担心编写自己的代码，