AT91SAM7Sxx的SSC接口与IIS芯片连接详解

音频接口设计

图17

　 　AT91SAM7SEx 内部集成同步串行控制器（SSC）可以很方便地同IIS 设备连接，本评估板采用TI 公司TLV320AIC23B 的IIS 音频接口IC，该IC 是一款高性能的立体声，集成麦克风输入、线路输入、音频输出功能，内部ADC 支持 8KHz – 96KHz 频率采样。该IC 支持IIC 或SPI 总线控制IC 内部寄存器，TLV320AIC23B 支持16、20、24、32 位
数据传输。
　　AT91SAM7SEx 通过IIS 总线同音频接口IC TLV320AIC23B 连接，实现立体声WAV文件播放、录音、等功能。
　　TLV320AIC23B 和AT91SAM7SEx 通过IIS 总线连接。

图18

　　图18 是IIS 的接口时序图，上图中的
　　LRCOUT 和AT91SAM7SEx 的 RF 引脚对应连接。
　　LRCIN 和AT91SAM7SEx 的 TF 引脚对应连接。
　　DOUT 和AT91SAM7SEx 的 RD 引脚对应连接。
　　DIN 和AT91SAM7SEx 的 TD 引脚对应连接。
　　BCLK 和AT91SAM7SEx 的 TK 引脚对应连接。
其中BCLK 是是IIS 的时钟信号，在时钟的上升沿把数据（DIN）读入处理器中或把数据（DOUT）送到TLV320AIC23B 中。
　　该信号可以设置为输入或输出模式，当TLV320AIC23B 设置为主模式时，那么处理器就是从设备，这时候TLV320AIC23B 的BCLK 引脚就是输出模式，处理器根据TLV320AIC23B 输出的时钟脉冲发送或接收数据。
　　当处理器设置主模式时， 那么TLV320AIC23B 就是从设备， 这时候这时候TLV320AIC23B 的BCLK 引脚就是输入模式，TLV320AIC23B 根据处理器输出的BCLK的时钟脉冲来接收或发送数据。
DIN：是芯片TLV320AIC23B 的数据输入引脚，当我们需要播放音频内容，处理器就把数据发送到DIN 脚。
DOUT： 是芯片TLV320AIC23B 的数据输出引脚，当我们需要录制音频内容时，处理器就从DOUT 接收数据。
　　大部分的音频格式是2 声道立体声的，所以为了区分数据是发送到那1 个声道上，就必须要增加1 个信号来实现这个功能，既LRCIN、LCROUT 通道识别信号LRCIN：播放音频数据时的通道识别信号，高电平表示当前发送右声道数据，低电平表示当前发送左声道数据。该信号和BCLK 一样可以设置为输入或输出模式。
LRCOUT：录放音频数据时的通道识别信号，高电平表示当前发送右声道数据，低电平表示当前发送左声道数据。该信号和BCLK 一样可以设置为输入或输出模式。

IIS 的时序图请参考图18
MODE： 是控制总线选择引脚，TLV320AIC23B 可以使用SPI 总线或IIC 总线来芯片的运作，当MODE 接地时，表示使用IIC 作控制总线，否则使用SPI 总线控制，本评估板为了减轻SPI 总线上的负担，故把MODE 引脚接地，使用IIC 总线。
CS： SPI 控制总线的片选，当使用IIC 总线时， CS 应接地处理。
SDI： SPI 控制总线数据输入引脚，使用IIC 总线时，SDI 等效于TWD 引脚。
SCLK： SPI 控制总线时钟输入引脚，使用IIC 总线时，SCLK 等效于TWCK 引脚。

时钟发生电路：
XTO、XIN、MCLK：当TLV320AIC23B 设置为主模式时，就必须由XTO、和XIN 加外接1 个晶振来构成时钟发生电路来产生时钟脉冲信号，本评估板使用处理器的外部时钟输出脚PCK2，来驱动TLV320AIC23B，以节省元器件。
CLKOUT： TLV320AIC23B 芯片时钟输出引脚。

线路输出电路设计

图19

　 　LHPOURT、RHPOUT 引脚是TLV320AIC23B 芯片的线路输出，该输出电路的内阻很低，可以驱动16 欧或32 欧的耳机。但是驱动电路并不支持直流耦合，所以2 声道必须加入耦合用的电容C49、C50，电容的容量范围可以从10u 到220u 之间选择，由于输出电路的内阻低，所以耦合电容的容量可以使用到几百u 的范围，电容的容量使用大些，可以提升输出音频信号的低频成份。

线路输入电路设计

图20

　 　线路输入电路用于从收音机、CD 机等音频设备采集信号，转换成数字信号用，由于CD、DVD 等音频设备输出电平的有效值高达2VRMS，而TLV320AIC23B 建议的输入有效电平为1 VRMS，所以需要加入分压电阻网络。R16、R25、R41、R42 构成1：2 的分压电路，C66、C67 用于过滤串入输入电路中的毛刺脉冲干扰。同样RLINEIN、LLNEIN也各需要1 个耦合电容用于隔离音频设备带进来的直流成分，由于TLV320AIC23B的输入内阻较大，所以输入的耦合电容的容量范围在 0.1u 到 10u 之间选择。

MIC 输入电路

图21

　　电路中C63 是MIC 的耦合电容，R43 是MIC 放大电路放大倍数的调整电阻，见图22表示的是TLV320AIC23B 内部MIC 放大电路的简图，

图22

　 　电路分2 级放大，第一级的内部放大倍数 G1 = 50K/10K = 5，而R42 是串接在MICIN 引脚上的，所以实际的第一级放大倍数为 G1 = 50K/（10K+10K）= 2.5;我们可以根据实际的需要调整R43 的阻值调整第一级的放大倍数；第二级是软件可以设置的放大器，可以设置TLV320AIC23B 内部Analog Audio Path Control 寄存器的MICB 位来决定第二级的放大增益是0dB 还是20dB。

　　驻极体话筒（即电脑 上聊天用的话筒）工作时是需要在上面叠加正向偏置电压的。而MICBIAS 引脚就是专门设计作这一用途的，TLV320AIC23B 内部产生1 个3/4*AVDD 的电压（即2.4V），经MICBIAS 引脚输出， R44 和R45 构成分压电路，产生1.2V 的偏置电压叠加在驻极体话筒上。
　　为了隔离驻极体话筒上的1.2V 偏置电压，所以在驻极体话筒和MICIN 引脚上有1 隔离耦合电容C63。该电容的取值范围请参考线路输入的耦合电容。
　　C68 电容用于过滤串入输入电路中的毛刺脉冲干扰。