2018年09月10日 | STM8L151 使用硬件SPI驱动VS1003B MP3解码芯片

该如何使用STM8L的硬件SPI去驱动VS1003B？

这个问题分两部分来思考，一是STM8L的SPI部分该如何配置以及与VS1003B相连的控制管脚该如何配置，二是关于VS1003B的时序以及指令使用。

由于STM8L的SPI部分与VS1003B的SPI部分进行相互通信，先看看VS1003B的SPI特性，才能对STM8L进行配置。

在VS1003B中SPI模式定义如下：

其中XDCS为发送MP3数据是的芯片控制管脚，XCS为发送VS1003B指令的控制管脚，在手册中亦有对SPI通信速度的说明，见下图：

上图中CLKI在手册中为：36.864Mhz

故上面SPI的通信速率在6.144MHz-9.216MHz之间，但在本例中根据6.144MHz来配置，在STM8L中主频最高为16MHz，故可以4分频得到4M的SPI速率，但在实际测试中，发现4分频后通信有时会失败，于是改为8分频降低通信速率，故SPI以及VS1003的控制管脚的配置如下:

CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_SPI1, ENABLE);

//SPI_CLOCK:PB5, SPI_MOSI: PB6, SPI_MISO: PB7

GPIO_Init(GPIOB, GPIO_Pin_5, GPIO_Mode_Out_PP_High_Fast);

GPIO_Init(GPIOB, GPIO_Pin_6, GPIO_Mode_Out_PP_High_Fast);

//主机模式，配置为输入

GPIO_Init(GPIOB, GPIO_Pin_7, GPIO_Mode_In_PU_No_IT);

/* 初始化SPI */

SPI_Init(SPI1, SPI_FirstBit_MSB, SPI_BaudRatePrescaler_8, SPI_Mode_Master,\

SPI_CPOL_Low, SPI_CPHA_1Edge, \

SPI_Direction_2Lines_FullDuplex, SPI_NSS_Soft, 0x07);

SPI_Cmd(SPI1, ENABLE); /* 使能SPI */  

    /* 输入 */

GPIO_Init(VS_1003_DREQ_PORT, VS_1003_DREQ_PIN, GPIO_Mode_In_PU_No_IT);

GPIO_Init(VS_1003_XRST_PORT, VS_1003_XRST_PIN, GPIO_Mode_Out_PP_High_Fast);

    /* 推挽输出 */

GPIO_Init(VS_1003_XDCS_PORT, VS_1003_XDCS_PIN, GPIO_Mode_Out_PP_High_Fast);

    /* 推挽输出 */

GPIO_Init(VS_1003_XCS_PORT, VS_1003_XCS_PIN, GPIO_Mode_Out_PP_High_Fast);

当数据总线传送的是指令数据时，此时的通信协议在VS1003B中称为SCI，该协议的发送时序图如下：

根据上面这个时序图，SCI的Read函数如下面所示:

uint8_t VS1003_ReadByte(void)

{

    /* Loop while DR register in not emplty */

 while (SPI_GetFlagStatus(SPI1, SPI_FLAG_TXE) == RESET);

 /* Send byte through the SPI1 peripheral */

 SPI_SendData(SPI1, 0);

 /* Wait to receive a byte */

 while (SPI_GetFlagStatus(SPI1, SPI_FLAG_RXNE) == RESET);

 /* Return the byte read from the SPI bus */

return SPI_ReceiveData(SPI1);                

}

uint16_t VS1003_ReadRegister(uint8_t addressbyte)

{

uint16_t resultvalue = 0;

XDCS_SET(1);          

XCS_SET(0);              

VS1003_WriteByte(VS_READ_COMMAND);                   //发送读寄存器命令

VS1003_WriteByte((addressbyte));                 //发送寄存器的地址

resultvalue = (uint16_t)(VS1003_ReadByte() << 8);   //读取高8位数据

resultvalue |= VS1003_ReadByte();                     //读取低8位数据

XCS_SET(1);                      

return resultvalue;//返回16位寄存器的值                                 

}

SCI 写的时序如下图：

根据该时序图，SCI的Write函数如下：

uint8_t VS1003_WriteByte( uint8_t byte )

{

  /* Loop while DR register in not emplty */

 while (SPI_GetFlagStatus(SPI1, SPI_FLAG_TXE) == RESET);

 /* Send byte through the SPI1 peripheral */

 SPI_SendData(SPI1, byte);

 /* Wait to receive a byte */

 while (SPI_GetFlagStatus(SPI1, SPI_FLAG_RXNE) == RESET);

 /* Return the byte read from the SPI bus */

return SPI_ReceiveData(SPI1);  

} 

void VS1003_WriteRegister(uint8_t addressbyte, uint8_t highbyte, uint8_t lowbyte)

{

XDCS_SET(1);  //拉高XDCS电平

XCS_SET(0);   //拉低XCS电平   

VS1003_WriteByte( VS_WRITE_COMMAND );//发送写指令字节

VS1003_WriteByte( addressbyte );//发送地址字节

VS1003_WriteByte( highbyte ); //发送数据字的高字节

VS1003_WriteByte( lowbyte ); //发送数据字的低字节

XCS_SET(1); //拉高XCS电平    

}

接下来对VS1003Ｂ进行初始化操作：

void VS1003_Init(void)

{

uint8_t BassEnhanceValue = 0x00;      // 低音值先初始化为0

uint8_t TrebleEnhanceValue = 0x00;      // 高音值先初始化为0

RST_SET(0);            

Delayms( 10 );                         // 10ms

VS1003_WriteByte(0xff);                   // 发送一个字节的无效数据，启动SPI传输

XDCS_SET(1);        

XCS_SET(1);          

RST_SET(1);            

Delayus( 1000 );            

  VS1003_WriteRegister( SPI_MODE,0x08,0x00);   // 进入VS1003的播放模式

VS1003_WriteRegister(3, 0x98, 0x00);      // 设置vs1003的时钟,3倍频

VS1003_WriteRegister(5, 0xBB, 0x81);      // 采样率48k，立体声

VS1003_WriteRegister(SPI_BASS, TrebleEnhanceValue, BassEnhanceValue);// 设置重低音

VS1003_WriteRegister(0x0b,0x00,0x00);                               // VS1003 音量

Delayus( 1000 );

while( DREQ == 0 );          // 等待DREQ为高  表示能够接受音乐数据输入

}

在VS1003B中有几种测试模式，如Sine Test、Pin Test、Memory Test，下面就贴一个Sine Test的函数：

void VS1003_TestSIN(void)

{

VS1003_WriteRegister(SCI_MODE, 0x08, 0x20);

while( DREQ == 0);

XDCS_SET(0);

VS1003_WriteByte(0x53);

VS1003_WriteByte(0xef);

VS1003_WriteByte(0x6e);

VS1003_WriteByte(0x44);

VS1003_WriteByte(0x00);

VS1003_WriteByte(0x00);

VS1003_WriteByte(0x00);

VS1003_WriteByte(0x00);

XDCS_SET(1);

XDCS_SET(0);

VS1003_WriteByte(0x45);

VS1003_WriteByte(0x78);

VS1003_WriteByte(0x69);

VS1003_WriteByte(0x74);

VS1003_WriteByte(0x00);

VS1003_WriteByte(0x00);

VS1003_WriteByte(0x00);

VS1003_WriteByte(0x00);

XDCS_SET(1);

while( DREQ == 0);

}

到这里，如果正弦测试正常通过，那么基本上完成了对VS1003B的使用。