基于i.MXRT1010 的音乐播放器方案

NXP管管

基于i.MXRT1010 的音乐播放器方案

众所周知，音乐丰富了人们的日常生活，一个好的音乐播放器有利于提高我们的生活品质。下面就给大家介绍下 i.MXRT1010 的音乐播放器方案，该方案最大的亮点是就是使用了 NXP i.MX RT1010 高性能低功耗跨界 MCU 作为主控，采用 Cortex-M7 内核，以不到一个美金的价格，频率高达 500 MHz，可以用来音频的编解码、预处理及后处理等。NXP i.MXRT1010最大的特点就是“小身材，大能量”。“小身材”是指该器件采用 LQFP80 封装，特别有利于 PCB 的布线，对整个方案进行优化。“大能量”是说 i.MX RT1010 内置 500MHz 的  CPU内核和较为丰富的外设资源，可以为开发者提供更大的发挥空间。RT1010 的框图如下：

         RT1010 有两路 I2S/SAI 接口，SAI模块提供同步音频接口(synchronous audio interface)，支持I2S、AC97、TDM、codec/DSP等全双工串行接口，支持帧同步。

       其中，SAI-1 用于多声道音频接口，支持 384 kHz/32 位的 2 声道音频输入或 2 声道音频输出。 SAI-3 可用于立体声音频输入和输出，最高可达 384 kHz/32 位。此外， SAI-3 能够直接驱动 MQS 作为低成本音频输出。

       RT1010 芯片中具体的 SAI 功能主要有以下 10 点：


支持带有帧同步的全双工串行接口，如 I2S、 AC97 和 TDM 接口。
发送器带有独立的位时钟和帧同步，支持 4 条数据线。
接收器带有独立的位时钟和帧同步，支持 4 条数据线。
同步模式，用于在发送器和接收器之间共享位时钟和帧同步线。
每个数据行可以支持 1 到 32 字的最大帧大小。
字大小可从 8 位到 32 位 进行编程。
每个发送和接收数据线为 异步 32 × 32 位 FIFO。
支持 FIFO 错误后自动重启，无需软件干预。
支持将 8 位和 16 位数据打包成每个 32 位 FIFO 字（FIFO 打包模式）。
支持将多个数据线 FIFOs 组合成单个数据线 FIFO（FIFO 组合模式）。

      其他有关音频接口以及 SAI 通道的更多知识可以参考 大大通“小肥雪 PLUS”的博文，链接如下：


      i.MX RT 的多通道 SAI 介绍：


https://www.wpgdadatong.com/cn/blog/detail?BID=B1696


     数字音频基础及 i.MX RT 的音频子系统介绍：


https://www.wpgdadatong.com/cn/blog/detail?BID=B1165

硬件设计说明：


       大联大世平集团推出基于 NXP i.MXRT1010 的 MCU 评估板，该评估板主要由板载的烧录 MCU LPC11U35、SPI Flash、USB 接口、Arduino 接口、SWD 接口、耳机插孔、音频编解码芯片、晶振、LED 灯以、用户按键等部分组成，评估板功能框图如下：

原理图如下所示：


      ① 总体电源图：

      ② LPC11U35 板载调试电路：

      ③ 电源电路图：

      ④ IO 口配置图：

      ⑤ 其他模块图：

      ⑥ 音频模块图：

      ⑦ Arduino接口图：

PCB Layout：
       ① Top 层：

       ② Bottom 层：

软件设计说明：


开发环境安装


      我们使用的是 Keil uVision5（也可使用 NXP 提供的 MCU 开发环境 MCUXpresso），MCUXpresso 下载地址：https://www.nxp.com/design/softw ... -ide:MCUXpresso-IDE


软件 SDK ：


     SDK 包下载链接：https://mcuxpresso.nxp.com/en/builde

      ① 大联大世平集团可以提供客制化的 API 可以快速上手 ADC、I2C、 SPI、UART、SAI等功能调试。现在用 RT1010 SDK 的 SAI 来进行演示，实现音乐播放，例程的路径如下图所示：

      ② 程序如下图所示：

      ③ 引脚配置及初始化：

      ④ 将音频文件转化成 16 进制后存入 music[g_index] 中：

      

      ⑤ 判断传输是否完成：

      当传输完成后，音频数据将存入 Flash 中，再经过 I2S 将音频数据传输给 Codec解码并转换成模拟信号，此时可通过耳机插孔外接一个喇叭播放存入的音乐。

      ⑥ 外接喇叭播放音乐效果演示：

场景应用图
          喇叭   
        
          MP3
  
展示板照片

技术文档
          ① 原理图
          ② 数据手册
          ③ BOM 表
          ④ 用户手册
► 场景应用图

► 展示版照片

► 方案方块图

► 核心技术优势
           ① Cortex-M7 内核的低成本高处理能力的微控制
          ② 128kB 的紧密耦合 SRAM 存储器实现了仅 20ns 的低延迟响应时
          ③ 支持 2 组 SPI 、2 组 I2C 和 2 组 I2S
          ④ 支持设定多种波特率的音频文件
          ⑤ 免费提供硬件参考设计、软件 SDK、API 以及软硬件技术支持
► 方案规格
          ① 两层 Layout 板，尺寸：92 × 123 mm
          ② 供电范围：7V～3.6V
          ③ 工作温度： 0 ℃ ～ 95 ℃
          ④ 支持 SWD 接口
          ⑤ EMI：FCC 15B 3M Radiation


文章出处：大联大

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