嵌入式系统中I2S总线数据通信的软件模拟

图4 以太网数字语音广播系统框图

图5 LM3S8962与MS6336的连接图

广播系统终端的MCU LM3S8962将接收到的语音数据通过I2S总线发送给语音解码芯片MS6336进行数/模转换并播放,

LM3S8962和MS6336的连接如图5所示。为了完整还原出语音信号，需要保证软件模拟I2S信号时序严格精确,高低电平的转换采用延时程序实现。MS6336为16位D/A芯片，其I2S时序如图6所示。

图6 MS6336的典型I2S时序图

该系统中的语音数据双声道，16位采样，1个采样点的数据为4字节，1个采样点数据通过MCU发送给MS6336，数据发送流程如图7所示。

图7 1个采样点数据发送流程

软件模拟I2S引脚的定义如下：

#define I2S_WS GPIO_PIN_5//模拟I2S声道选择时钟控制位

#define I2S_BCK GPIO_PIN_6//模拟I2S位时钟控制位

#define I2S_DATA GPIO_PIN_7//模拟I2S数据传送位

根据MS6336的I2S总线格式以及数据发送流程，软件模拟I2S总线的步骤如下：

① 根据语音数据采样率及采样位数计算得到SCK的值和WS的值（WS的值等于采样频率）。

系统采样率为44.1 kHz，则SCK=2×44.1 kHz×103×16=1 411 200 Hz，WS=44 100 Hz。1个SCK时钟周期T=1/SCK=0