基于ARM的音頻接口數據傳輸模塊設計

摘要 由于移動終端數據接口各不相同，使數據交換不便利。為了嘗試拓展音頻接口的應用，文中設計了一種通信協議以保證模擬信號的可靠傳輸。開發了可下載手機軟件，通過程序對從音頻輸入接口采集到的音頻信號進行差分曼徹斯特解碼，并送到音頻輸出接口。程序由3個線程構成，當數據傳輸服務程序在手機上啟動后形成，應用嵌入式系統和控制軟件實現數字數據的編解碼，數據信號在主控模塊中進行編解碼處理，再通過控制裝置讀取、寫入外部介質，并存儲數據，設計中對線程設計、傳輸算法和協議格式進行了研究。實驗證明，設計能滿足串行通信的同步要求，保障了數據傳輸的穩定性。

關鍵詞 音頻接口;數據傳輸;模塊設計;數據格式

移動終端操作系統應用軟件功能強大，智能手機應用已超出通話的原始功能，各種移動應用的開發更充分體現了智能化、開放式的趨勢。在移動應用中，如果要與外部設備交換信息，要通過專用的數據接口，但手機廠商的數據接口各不相同，外部設備難以兼顧，一些廠家限制數據接口的開放，或收取高昂的使用費，或對外設生產方有嚴格的資質要求，種種限制，制約了智能終端與外部設備的直接交流。

1 數據傳輸模塊的結構設計

接口是智能終端系統與外界的連接電路，具有如下功能：(1)尋址能力。對送來的片選信號進行識別。(2)輸入/輸出功能。根據讀/寫信號決定當前進行的是輸入操作還是輸出操作。(3)數據轉換功能。并行數據與串行數據的轉換或兩種不同數據格式之間的轉換。(4)信號識別。識別就緒信號、忙信號等。(5)中斷管理。發出中斷請求信號、接收中斷響應信號、發送中斷類型碼的功能。(6)復位。接收復位信號，從而使接口本身以及所連的外設進行重新啟動。(7)可編程。用軟件來決定其工作方式，用軟件來設置有關的控制信號。(8)檢測信息。一些接口還可根據具體情況設置其檢測信息。

基于音頻輸入輸出接口的數據傳輸方法可以彌補數據接口不一致的缺點，并擴充音頻接口的應用。在實現傳輸音頻模擬信號的系統上交換數字信號，設計難點是如何通過模擬信號進行數據通信，需要專門設計一種嚴格的通信機制或通信協議，保證基于手機音頻輸入輸出接口的數據傳輸可靠。

如果把終端作為主導裝置，由其產生位時鐘信號、命令選擇信號和數據，但在綜合系統中，識別發送端比較困難。設計采用差分曼徹斯特編碼的數據傳輸協議，開發了可下載手機軟件，并為外設存儲設備設計了實現編解碼及傳輸協議的嵌入式系統。模塊結構示意如圖1所示。

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外部裝置通過音頻輸入輸出接口與智能終端進行數據通信，數據信號在主控模塊中進行編解碼處理，再通過控制裝置讀取、寫入外部介質，并存儲數據。數據傳輸的具體方式中，外設裝置通過插入手機外置話筒音頻輸入接口或音頻線路輸入接口的連接線發送數據信號給手機，外設裝置通過插入手機的外置耳機音頻接口或音頻線路輸出接口的連接插線，接收手機發送出的數據信號。