随着微电子技术、超大规模集成电路的发展,微控制器技术已日趋成熟。嵌入式技术不但在工控系统、智能仪表、检测系统、测控单元等工业应用中有杰出表现,而且越来越深入地应用于各种消费类电子产品中。
本文介绍的嵌入式系统,基于微控制器44M210芯片的控制、计算能力及音频处理模块ET83X43l和0LED影像显示模块ET52141的多媒体功能,同时利用设备端与PC端的USB接口完成通信与影音下载传输,结合键盘输入的人机界面,整合各硬件模块接口,充分发挥各组件优势,完成了辅助导游功能的设计目标,且开拓了其在多媒体数码领域的应用。
1 系统整体硬件设计
1.1 系统硬件结构原理
基于ET系列芯片的嵌入式多媒体导游系统由普通PC机、嵌入式微控制器(MCU)、音频处理模块、0LED显示模块、Flash存储单元、键盘控制单元等组成。其硬件结构如图1所示。
PC机中的上位机程序负责USB接口的通信应用、原始影音资料的转化处理。MCU响应键盘控制单元即时输入的命令,完成与PC机中上位机程序的USB交互通信或PC机端影音文件的巨量下载传输。 设备端将载入的影音文件保存在Flash存储单元中,由键盘命令控制MCU完成影音数据向音频处理模块和OLED显示模块的传送。音频处理模块和OLED显示模块实时处理并播放影音数据,从而完成对各旅游景点的综合性描述。同时,音频处理模块在MCU的驱动下也可即时录放模拟音频。
1.2 ETUSBICE嵌入式擞控制器开发组件 ETUSBICE是ET44M210的专用ICE组件及开发环境。ET44M210是一款高速的具有uSB+BB微控制器及8位精简指令集架构的CMOS MCU,除具备微控制器的功能外,还提供了与2.4GHz无线传输(Wireless Transmission)的基带(BB)、通用串行总线集线器(USB HUB)、串行外围接口(SPI)、双脉宽调变(PWM)及16个多信道的10位模拟对数字转换(ADC)。这些强大的功能,使ET44M210的应用范围扩大,并且在设计上更有弹性。 1.3 音频处理子系统 该子系统利用ET83X431模块实现音频文件的录制、播放等功能。ET83X431为该系统模块的主要芯片,采用48引脚的封装方式,包括2个16位的ADC和2个16位的DAC、连续音频接口、数字过滤装置、压缩/解压缩等模块,具有压缩和解压缩高质量立体声音频的功能。 ET83X431芯片配合其模块整体的硬件架构,能对特殊格式的音频文件进行直接的解码播放。因此需要设计PC端上位机程序,将所需播放的音频文件(如mp3、wma、wav等)或影音文件(如avi、wmv、mpeg等)中的音频采样转换为本模块通用的音频格式。将转换后的音频文件通过USB巨量下载到设备端并在下位机系统的整体协调下,利用本子系统实现对音频流文件的直接播放。