湖南工业大学本科毕业设计（论文）
J4A4VDD33V42CON6_2.03131VDD5VVDD_IN2LCD40PVD0VD2VD4VD6GNDVD9VD11VD13VD15VD16VD18VD20VD22GNDI2CSDAVMVLINETSXMTSYM1357911131517192123252729313335373913579111315171921232527293133353739LCD40P246810121416182022242628303234363840246810121416182022242628303234363840VD1VD3VD5VD7VD8VD10VD12VD14GNDVD17VD19VD21VD23LCD_PWRI2CSCLVFRAMEVCLKTSXPTSYPLCD接口图2.5 TFT接口电路图
引脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 表2.1 LCD接口引脚功能表
引脚名 LED_VDD VDD VD0 VD1 VD2 VD3 VD4 VD5 VD6 VD7 GND VD8 VD9 VD10 VD11 VD12 VD13 VD14 VD15 GND 6
作用 背光电源 TFT主电源 蓝色数据最低位 蓝色数据第二位 蓝色数据第三位 蓝色数据第四位 蓝色数据第五位 蓝色数据第六位 蓝色数据第七位 蓝色数据最高位 LED电源地 绿色数据最低位 绿色数据第二位 绿色数据第三位 绿色数据第四位 绿色数据第五位 绿色数据第六位 绿色数据第七位 绿色数据最高位 TFT主电源地
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21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 VD16 VD17 VD18 VD19 VD20 VD21 VD22 VD23 GND LCD_PWR I2CSDA I2CSCL VM VFRAME VLINE VCLK TSXM TSXP TSYM TSYP 红色数据最低位 红色数据第二位 红色数据第三位 红色数据第四位 红色数据第五位 红色数据第六位 红色数据第七位 红色数据最高位 地 LCD电源控制 串行数据输入 串行接口时钟 数据使能信号 帧信号 行信号 数据时钟 触摸屏横向端点 触摸屏横向端点 触摸屏纵向端点 触摸屏纵向端点 2.2.5 SD卡电路设计
SD卡电路则是一标准的接口电路，SD卡接口电平范围为2.0V-3.6V，由于我们所用处理器I/O引脚电平为3.3V所以刚好兼容只需对接口引脚加入上拉电阻，若不兼容必须进行电平转换。电平转换则可采用电平转换IC。
R41R42R43R44R45R4610K10K10K10K10K10KSD卡SD/MMC CARDCON7VDD33VR4710KnCDWP1110WP_SD_1R4810KnCD_SDR49GND0R50WP_SD0SDDATA1SDDATA0SDCLKSDCMDSDDATA3SDDATA2876543219DAT1DAT0VSS2CLKVDDVSS1CMDCD/DAT3DAT2PAD1PAD2PAD3PAD412131415GNDGND 图2.6 SD卡电路图
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2.2.6 整体电路图
J0ALDATA6LADDR7LADDR5LADDR3LADDR1LDATA30LDATA28LDATA26LDATA24LDATA22LDATA20LDATA18LDATA16nTRSTTDOTCKJ0C2468101214161820222426283032343638404244464850525456586062646668707224681012141618202224262830323436384042444648505254565860626466687072LDATA7LADDR8LADDR6LADDR4LADDR2LDATA31LDATA29LDATA27LDATA25LDATA23LDATA21LDATA19LDATA17nRESETTDITMSRXD2RXD1RXD0nRTS0EINT0EINT2EINT4EINT6EINT8EINT14EINT19EINT18USB_ENDP1DN1DN0DP0SPIMISOSPICLKGPG1413579111315171921232527293133353739414345474951535557596163656769711357911131517192123252729313335373941434547495153555759616365676971CON192J0BTXD2TXD1TXD0nCTS0EINT1EINT3EINT5EINT7EINT11EINT13EINT15EINT9nXDREQ0VDDRTCAIN3AIN2AIN1AIN0nSS_SPISPIMOSInGCS2nGCS4GPG139799101103105107109111113115117119121123125127129IDE_DREQ131nLED_2133nLED_4135TOUT0137CAM_VSYNC139CAM_PCLK141CAMDATA0143CAMDATA2145CAMDATA4147CAMDATA6149nWAIT151nIDE_CS2153nLAN_CS2155n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nXDACK0IDE_DACKnLED_1nLED_3TOUT1CAMRSTCAM_HREFCAMCLKCAMDATA1CAMDATA3CAMDATA5CAMDATA7nIDE_CS1nGCS3nGCS5LnWBE1GNDVDD33VnGCS1LDATA9LDATA11LDATA13核心板接口747678808284868890929496747678808284868890929496GPG15OM3OM1SDDATA2SDCMDSDDATA0WP_SDCDCLKI2SSCLKL3MODEI2SSDOTSXPGNDVREFOM2OM0nCD_SDSDDATA3SDCLKSDDATA1L3CLOCKI2SLRCKL3DATAI2SSDILCD_PWR737577798183858789919395737577798183858789919395CON192GNDLADDR24FLASH模式选择F_SELOM0123GNDFLASHLDATA14BA0LnWELADDR20LADDR18LADDR16LADDR14LADDR12LADDR10LDATA0LDATA2LDATA4169171173175177179181183185187189191169171173175177179181183185187189191CON192170172174176178180182184186188190192170172174176178180182184186188190192LDATA15GPA0LnOELADDR19LADDR17LADDR15LADDR13LADDR11LADDR9LDATA1LDATA3LDATA5LADDR0J4A4VDD33V42CON6_2.03131VDD5VVDD_INVDD33VAU_AVDD33V10VDD33VL70110uH372568221216171819131415U7DVDDAVDD(ADC)Vpref(ADC)AVDD(DAC)VINL2VINR3AGCSTATSYSCLKBCKWSDATAODATAIL3MODEL3CLOCKL3DATAUDA1341TSVDD33VVOUTLVOUTRVINL1VINR1VrefQMUTEOVERFLTEST2TEST1AVSS(ADC)Vnref(ADC)DVSSAVSS(DAC)音频电路26242428239C70210uF/16VGND1210113PHONEPJ-215-B2C703LCD40PVD0VD2VD4VD6GNDVD9VD11VD13VD15VD16VD18VD20VD22GNDI2CSDAVMVLINETSXMTSYM1357911131517192123252729313335373913579111315171921232527293133353739LCD40P246810121416182022242628303234363840246810121416182022242628303234363840VD1VD3VD5VD7VD8VD10VD12VD14GNDVD17VD19VD21VD23LCD_PWRI2CSCLVFRAMEVCLKTSXPTSYPC70122uF/6.3VGND10uF/16VR70510KR70610KGNDGNDMIC1PJ-215-B210113CDCLKI2SSCLKI2SLRCKI2SSDII2SSDOL3MODEL3CLOCKL3DATA2120151127C70410uF/16VC706104R7074.7KVDD33VR708100GNDC70522uF/6.3VGNDR701R702R703R70410K10K10K10KLCD接口R41R42R43R44R45R4610K10K10K10K10K10KD31N4148D11N4148D21N4148R1210KVDDRTCVDD33VC305104C306104C307104C308104C309104C310104C311104SD卡SD/MMC CARDCON7VDD33VR4710KnCDWP1110WP_SD_1R4810KnCD_SDR49GND0R500WP_SDCN1123GNDDC_JACKBAT1BATTERYGNDGND如果是充电电池D3二极管保留VDD5V3C304104C30210uF/10VC312104U31AS1117AR-3.3VinVDD33V24POWERREDC314C313C30322uF/6.3V22uF/6.3V104R3311KGNDGND1GNDSDDATA1SDDATA0SDCLKSDCMDSDDATA3SDDATA2876543219S1SW SPDTFUSES1206DAT1DAT0VSS2CLKVDDVSS1CMDCD/DAT3DAT2VoutVoutPAD1PAD2PAD3PAD412131415GND电源电路GND 图2.7 整体电路图
2.3 软件设计
软件部分设计是本次设计的核心部分，主要由SD卡读写函数模块、FAT32文件系统读写函数模块、WAV文件解码模块、IIS音频驱动函数模块、TFT显示及触摸屏读取模块组成，由于程序量巨大，因此在本文中不会列出源码，下文的设计中只会说明如何软件编写流程，只要熟悉了这些流程后就可以编写出代码。
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主流程图如下：
图2.8 主程序流程图
触摸屏有无动作？有执行相应动作解码文件，并送入IIS播放或TFT显示无读取文件系中文件初始化SD卡、TFT显示初始化文件系统2.3.1 SD卡读写函数模块
要对SD卡进行正确读写就必需了解SD卡协议，其中对SD卡指令的熟悉是一个很重要的部分。
SD卡的指令被封装成48位的数据包，每次传送这48位的数据包。数据包的内容包括起始位、结束位、传输位、命令索引、传输参数和7位CRC校验码。其具体格式分布如下表。
表2.2 SD卡指令格式表
Bit 位置 Bit 宽度 值 说明 47 1 “0” 起始位 46 1 “1” 发送标志位 [45:40] 6 x 命令 [39:08] 32 x 参数 [07:01] 7 x CRC7 00 1 “1” 结束位 表2.3 SD卡指令说明
CMD 简略语 指令说明 9
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0 GO_IDLE_STATE 1 SEND_OP_COND 2 ALL_SEND_CID 3 SET_RELATIVE_ADDR 4 7 NOP SELECT/DESELECT_CARD 9 10 11 12 13 15 16 17 SEND_CSD SEND_CID READ_DAT_UNTIL_STOP STOP _TRANSMISSION SEND_STATUS GO_INACTIVE _STATE SET_BLOCKLEN READ_SINGLE _BLOCK 这是使card初始化到Idle状态的指令。CS信号设在Low的状态时,接到本指令后,card 将转换到SPI模式 接到本指令后,card将做R3回应(含有OCR 数据).根据OCR值,可以得知card能工作电压范围.OCR数据最高值位的1bit是用来确认card内部处理是否结束(Ready/Busy轮询). 接到本指令后, 处于Ready状态的card将传送CID数据.在MMC模式下,数据被送到CMD信号,在CID数据的每1bit传送后,CMD信号状态将与该card内部状态相比较,如果不一致,將中止数据传送,card返回到Ready状态.如果相一致,该card 将认为已被选中,然后转换到Identification 状态. 本指令会为已转换到Identification状态的card分配一个相对card地址(RCA).当RCA分配后,card将转换到Stand-by 状态,对以后的CMD2和CMD3不回应. 这是用来设定DSR(DriveState寄存器)的指令,但是本car不支持DSR. 本指令是用来选择一张card,让它在Stand-by状态和Transfer状态之间转换的指令.如果给card设定已分配到的RCA地址,card将从Stand-by状态转换到Transfer状态,并将回应以后的读取指令及其他指令.如果给card设定RCA以外的地址,card将转换到Stand-by状态。当RCA=0000h时,card将无条件地转换到Stand-by状态. 接到本指令后,将传送CSD数据. 接到本指令后,将传送CID数据. 接到本指令后,将从设定的地址传送P2ROM数据,直到接到指令CMD12为止. 本指令强行终止CMD11和CMD18的处理 接到本指令后, 将传送状态寄存器的信息. 接到本指令后,将转换到休止(inactive)状态. 本指令用来设定Block长度.对象是以后的指令CMD17和CMD18. 接到本指令后,将从自变量设定的地址传送1个block 长度的数据.(block长度由指令CMD16设定). 接到本指令后,将从自变量设定的地址连续传送block长度的数据,直到接到指令CMD12为止.(block长度由指令CMD16设定). 本指令是给紧跟的指令CMD18设定要传送的block 数量. 接到本指令后,将写1个block 长度的数据到自变量设定的地址.(block长度由指令CMD16设定). 18 READ_MULTIPLE _BLOCK 23 SET_BLOCK _COUNT 24 WRITE_BLOCK 10