IIS音频总线实验.pdf

SYSTEM-2440实验指导书 深圳市海天雄电子有限公司 IIS IIS 实验十四 IIIISS 音频总线实验 1、实验目的 ● 了解数字音频信号和模拟音频信号的基本概念 ● 了解 IIS 接口的基本知识 ● 掌握 SYSTEM-2440的 IIS 模块的基本组成和编程方法 2、实验内容 ● 编写录音程序，实现播放.wav 格式 ● 编写放音程序 3、实验设备 ● SYSTEM-2440 实验箱。 ● ADS 1.2 集成开发环境。 ● ,串口连接线,电源，耳机。 4、实验原理 数字音频信号是对模拟信号的一种量化，典型方法是对时间坐标按相等的时间间隔做采 样，对振幅做量化。单位时间内的采样次数称为采样频率。这样一段声波就可以被数字化后 变成一串数值，每个数值对应相应抽样点的振幅值，按顺序将这些数字排列起来就是数字音 频信号了。这是 ADC(模拟-数字转换)过程。DAC(数字-模拟转换)过程相反，将连续的数字 按采样时候的频率顺序转换成对应的电压。 音频 ADC/DAC 通俗一点来讲就是录音（音频 ADC）和放音（音频 DAC）。放音 是数字音频信号转换成模拟音频信号，以推动耳机、功放等模拟音响设备，而录音则是要将 ... 154 ... .. SYSTEM-2440实验指导书 深圳市海天雄电子有限公司 麦克风等产生的模拟音频信号转换成数字音频信号，并最终转换成计算机可以处理的通用音 频文件格式。 采样频率和采样精度 在数字音频系统中，通过将声波波形转化成一连串二进制数据再现原始声音。这个过程 中使用的设备是 A/D 转换器，即 ADC。ADC 以上万次每秒的速率对声波进行采样，每 次采样都记录下了始声波在某一时刻的状态，称之为样本。 每秒记录的数目称为采样频率，单位为 HZ。采样频率越高所能描述的声波频率就越高。 系统对于每一个样本均会分配一定的存储位（bit 数）来表达声波的声波振幅状态，称之 为采样精度。采样频率和精度共同决定声音还原的质量。 人耳的听觉范围通常是 20HZ~20KH。根据奈奎斯特采样定理，用两倍于一个正弦波 的频率进行采样能够真实地还原该波形；因此，当采样频率高于 40KHZ 时，可以保证不 产生失真。 音频编码 脉冲编码调制 PCM(Pluse Code Modulation)编码的方法是对语音信号进行采样，然后对 每个样值进行量化编码。对语音量化和编码就是一个 PCM 编码过程。ITU-T 的 64Kb/s 语音编码标准 G.711 采用 PCM 编码方式，采样频率为 8KHZ。每个样值用 8 位非线 性的 u 律 或 A 律进行编码，总速率为 64Kb/s。 CD 采用的即是使用 PCM 编码格式，采样频率为 44HZ,对采样值采用 16 位编 码。使 用 PCM 编码的文件在 Windows 系统中保存的文件格式为大家熟悉的 wav 格 式，在 PCM 基础上发展起来的还有自适应差分脉冲编码调制 ADPCM（Adaptive Differential Pulse Code Modulation）.ADPCM 编码方法是对输入样值进行自适应预测，然 后对预测误差进行量化编码。CCITT 的 32kb/s 语音编码标准 G.721 采用 ADPCM 编码方式，对每个语音采样值相当于使用 4 位进行编码。 其他编码方式还有线性预测编码 LPC（Linear Predictive Coding）,低时延码激励线性预 测编码 LD-CELP(Low delay-Code Excited Linear Prediction)等。目前流行的一些音频编码格 式还有 MP3(MPEGAudio Layer-3)A,WMA(Windows MediaAudio)和 RA(Peal Audio)。他们 有一个共同的特点就是：压缩比高，主要针对网络传输，支持边读边放。 5、S3C2440A 的 IIS 总线简介 很多的数字音频系统