§5.7 [实验5.7] 高精度音频A/D与D/A转换实验
一、实验目的
1.悉DSP中多功能缓冲串口（McBSP）； 2.熟悉数字D/A，A/D芯片的功能和结构； 3.掌握MCBSP及AIC23的设置和使用方法； 4.了解AIC23与MCBSP的硬件结构与连接方式。
二、实验设备
1.一台装有CCS软件的计算机； 2.DSP实验箱； 3.DSP硬件仿真器；
三、实验原理
为了方便实验，我们首先介绍一下AIC23与MCBSP的原理与使用方法。 1．AIC23基本性能
AIC23是德州仪器公司（TI）生产的高性能音频A/D、D/A放大电路。外围接口工作电压为3.3V，内核工作电压是1.5V，在48kHz采样率条件下，A/D变换信噪比可达100dB，其控制口可由硬件设置为同步置口（SP2）模式或两线制（2-wire），音频数据接口可采用I2S格式、DSP格式、USB格式及最高位或最低位数据调整格式。音频数据字长可设置为16、24、20、32位，输出可直接驱动耳机，在32Ω条件下输出可达30mW。内置前置放大器及偏置电路可直接连接麦克风。该芯片功耗很低，在休眠(power-down)状态下，功耗小于15uW。
2．AIC23内部结构及功能简介
AIC23的内部结构框图如下
（1）AIC23有两个数字接口，其一是由CS、SDIN、SCLK和MODE构成的数字控制接口，通过它将芯片的控制字写入AIC23，从而控制AIC23功能；另一组是由LRCIN、DIN、LROUT、DOUT和BLCK组成的数字音频接口，AIC23的数字音频信号从这个接口接收或发出。
（2）在模拟信号接口方面，AIC23有四组，一是由RLINEIN和LLINEIN组成的线路输入接口，其内部带可控增益放大器及静音电路，其最大输入模拟信号为1VRMS；第二组是由MICIN构成的MIC接口，内部包含1个5倍固定增益放大器及0~20dB可变增益放大器，该信号与线路输入信号（LINEIN）通过内部模拟开关选择送往A/D变换电路；第三组是由RHPOUT和LHPOUT组成的耳机驱动电路，在电源电压3.3V、负载32Ω的条件下输出功率为30mW，音量从+6dB~-73dB可控，
其输入信号来自内部的D/A变换电路同时混合MIC信号，也可放大线路输入信号（即Bypass功能）；第四组是模拟接口ROUT和LOUT，其信号来源于AIC23内部D/A变换电路，标称输出信号为1V有效值（1Vrms）。
AIC23内部还包含两个A/D、D/A变换器，其字长可以是16、20、24、32，
同时AIC23内部的时钟可以通过XTI、XTO和外接晶振构成时钟，也可以由外部直接输入时钟信号。
3．下面介绍AIC23的控制方式及控制寄存器各位的意义
AIC23内部还包含有MIC偏置电路，使用外接MIC无需外置偏置电路。 由上面可见AIC23是一种高性能的音频录放接口芯片。
（1）AIC23的控制接口：AIC23的控制字传输可采用两种方式，即同步串行（SPI）模式和两线(2-wire)模式，两种模式由硬件决定。MODE脚接高电平时，控制字传送用SPI模式，如果MODE脚接低电平时，则采用2-wire模式。在本次实验中，我们采用SPI模式。 （2）AIC23的控制寄存器 控制寄存器的地址如下表所示：
地址 寄存器功能 0000000 左声道线路输入增益控制 0000001 右声道线路输入增益控制 0000010 左声道耳机音量控制 0000011 右声道耳机音量控制 0000100 模拟音频通道控制 0000101 滤波器控制 0000110 休眠控制寄存器 0001000 采样率控制 0001001 数字接口激活控制 0001111 复位控制
①．左声道线路输入控制寄存器
LRS：左/右声道线路输入增益控制调节，0＝同步调节禁止，1＝同步使能 LIM：左声道线路输入静音控制，0＝正常，1＝静音
LIV4~0：左声道音量控制，11111＝±12dB，00000＝－34.5dB，步距1.5dB/LSB X：保留
②．右声道线路输入控制寄存器
③．左声道耳机音量控制寄存器
LSR：左/右声道音量控制同步调节，0＝同步调节不使能，1＝同步调节使能 LZC：左通道过零侦测（防止干扰进入耳机放大器），0＝关，1＝开 LHV（6~0）：耳机音量控制，1111111＝+6dB，0110000=-73dB
④．右声道耳机音量控制寄存器
⑤．滤波器控制寄存器
DACM：D/A变换电路软件静音控制，0＝不静音，1＝软件静音 DEEMP：去加重控制选择，00＝关，01＝32kHz，10＝44kHz，11=48kHz ADCHP：A/D高通滤波器，0＝关闭，1＝开
⑥．休眠控制器
OFF：芯片休眠控制，0＝芯片通电，1＝芯片休眠 CLK：时钟控制，0＝时钟开启，1＝时钟关闭 OSC：振荡器控制，0＝振荡器开启，1＝振荡器关闭 OUT：输出控制，0＝输出开启，1＝输出关闭
DAC：D/A变换控制，0＝D/A变换开启，1＝D/A变换关闭 ADC：A/D变换控制，0＝A/D变换开启，1＝A/D变换关闭 MIC：话筒电路控制，0＝开启，1＝关闭 LINE：线路输入控制，0＝开，1＝关
⑦．数字音频接口格式控制寄存器
MS：主/从模式控制位，0＝从模式，1＝主模式
LRSWAP：D/A左右通道交换控制位，0＝不交换，1＝交换 LRP：D/A左右数字声道帧相位 IWL：数字音频字长
FOR：数字音频接口格式选择
在本次实验中，数据音频字采用DSP格式，其工作波形如下
⑧．取样率控制寄存器