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1、蓝牙无线耳机设计及VxWorks移植方法武汉理工大学王大永杜开祝何嘉斌蓝牙技术广泛应用于局域网络中各类数据及语音设备的无线传输。根据蓝牙耳机的协议栈原理描述蓝牙无线耳机的硬件电路设计和软件设计的实现过程;详细说明其系统内部传输音频数据的I2S总线的接摘要口原理、读写时序和控制函数;按照蓝牙耳机应用规范中各层数据处理要求,给出嵌入式实时操作系统VxWorks在蓝牙芯片ZV4301上的部分程序移植,最后通过协议模型讲述语音网关与蓝牙耳机进行语音传输的具体过程。关键词蓝牙耳机I2S总线VxWorks蓝牙耳机是一种无线语音传输技术,是基于耳机在无一个特定的应用模型,各层协议间
2、的运转协同机制。较典线技术方面的延伸。它是相配于蓝牙技术而进入多媒体型的应用规范有拨号网络、耳机(headset)、局域网访问和文个人区域网络的。随着蓝牙技术的日趋完善和蓝牙产品件传输等。蓝牙耳机的协议栈原理如图1所示。市场占有率逐渐提升,蓝牙耳机在技术上也将不断得到改进,使之成为个人多媒体区域网络的主要配套产品。蓝牙2硬件设计耳机的应用范围除了手机以外,PDA、无绳电话应用、汽车硬件电路信号处理与控制部分采用Zeevo公司的基于免提工具、电话终端等,也是蓝牙耳机发挥技术优势的应ARM7的音频处理器ZV4301。ZV4301处理器是在一个单用领域。本文设计的蓝牙耳机支持蓝牙规范1.2
3、版本,传芯片收发器上加入一个集成RF、数字信号处理、通信处理输距离达10m,传输速率达723.2kb/s,并且具有低功耗和运算及控制处理功能的48MHzARM7微处理器,片外和(几乎)无辐射等技术优点和优势。扩展闪存,以实现需要技术和高度最佳化的音频处理。编解码芯片采用飞利浦公司的UDA1380音频芯片。1蓝牙技术UDA1380是一颗专为便携式产品所设计的单芯片立体声蓝牙作为一种低成本、短距离的无线连接技术标准,音频编解码器,可以提供立即可用的先进音频功能。这颗是由Ericsson、IBM、Intel、Nokia和Toshiba五家公司共同音频编解码器具有24位数据路径、多重时钟支持
4、、DC偏倡导的一种全球无线技术标准,是一种无线数据与语音通移消除、支持多重数据格式以及数字静音检测等集成功信的开放性全球规范。它以低成本的短距离无线连接为能。本设计中,UDA1380利用与微控器接口作音控处理,基础,为固定设备与移动设备通信环境建立一个特别连并利用L3接口来控制音量。接。其实质是建立通用的无线空中接口及其控制软件的蓝牙耳机的电路原理框图如图2所示。公开标准,实现设备间的电缆替代。蓝牙技术规范包括协议和应用规范两个部分。协议定义了各功能元素各自的工作方式,整个蓝牙协议体系结构分为4层,图2蓝牙耳机电路原理框图即核心协议层、线缆替代协议层、电话控制协议层3I2S总线和采纳的
5、其他协议层;应本设计在硬件电路上使用基于I2S总线的音频系统用规范则阐述了为了实现图1蓝牙耳机的协议栈原理体系结构。I2S(InterICSoundbus)是飞利浦公司提出4020059的串行数字音频总线协议。vInitializeHA();//HeadsetApplication初始化完成I2S总线只处理声音数据,其他信号(如控制信号)必须exit();//退出单独传输。为了使芯片的引脚尽可能少,I2S只使用了三根}串行总线。这三根线分别是:提供分时复用功能的数据线(2)系统初始化函数(以L2CAP为例)typedef(SD)、字段选择线(声道选择WS)、时钟信号线(S
6、CK)。{MSG_IDSdpToL2cap;此设计中采用电源统一供电,ZV4301作为主设备,MSG_IDL2capToSdp;UDA1380作为从设备。ZV4301使用3个通用I/O口来22MSG_IDRfToL2cap;模拟IS总线。其读写IS总线的数据主要包括以下几MSG_IDL2capToRf;个函数:MSG_IDHAToSdp;word_selection();//字选择函数MSG_IDSdpToHA;serial_clock();//时钟信号函数MSG_IDHAToRf;serial_data();//串行数据函数MSG_IDRfToHA
7、;shift_register();//寄存器移位函数}MSG_QUEUE_ID//定义消息队列ID结构体类型I2S总线读写时序如图3所示。MSG_QUEUE_IDMsgQueueId;//定义全局消息队列ID结构体,用于存放每个消息队列的IDvInitializeL2cap();//L2CAP初始化,包括初始化全局变量、创建定时器、创建消息//队列、创建并启动任务(3)LMP软件设计图3I2S总线读写时序基带
