基于SEP4O2O微處理器的動作控制MP3的設(shè)計

摘要：本文簡要分析了當(dāng)今社會電子產(chǎn)品的潮流趨勢，主要闡述了利用SEP4020、MMA7620、MC9S08QG8a等已有的硬件、軟件資源來設(shè)計一款可以通過動作控制完成換曲、暫停、播放，停止功能的MP3。提出了在設(shè)計過程中所遇到的問題并給出了相應(yīng)的解決辦法，并且對將來如何提高該MP3的性能提出了建議。
關(guān)鍵詞：SEP4020；動作控制：MP3

0 引言
動作識別是一個很熱門的話題。蘋果公司繼推出具有轟動效應(yīng)的多點(diǎn)觸控技術(shù)后又籌備申請自己的動作識別專利。動作的識別簡單的說就是利用加速度傳感器，檢測在空間上的速度變化，通過算法，提取動作。動作識別在很多方面都有應(yīng)用，比如Wii、手機(jī)感應(yīng)游戲、四槳飛行器等，但是目前很少甚至沒有將其用在MP3控制上的。當(dāng)今的電子產(chǎn)品的一大潮流就是用動作控制。試想一下一個沒有任何觸摸、機(jī)械按鍵的MP3，只要你前后左右的晃動就能進(jìn)行所有最基本的控制操作，既靈動又時尚，這應(yīng)當(dāng)是一種全新的操作體驗(yàn)。本文將探討如何設(shè)計這種通過動作來進(jìn)行正?？刂频腗P3。

1 硬件平臺
1．1 SEP4020嵌入式處理器
本文所述驅(qū)動程序基于SEP4020嵌入式微處理器。SEP4020是由東南大學(xué)國家專用集成電路系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心設(shè)計的一款處理器，采用0．18 μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS的工藝設(shè)計，內(nèi)嵌ASIX CORE(32位RISC內(nèi)核，兼容ARM720T，帶8kB指令數(shù)據(jù)Cache和全功能MMU)。SEP4020芯片中集成各種功能，包括：
8／16位SRAM／NOR FALSH接口，16位SDRAM接口
硬件NAND FLASH控制器，支持NAND FLASH自啟動，支持軟件／硬件ECC校驗(yàn)
10M／100M自適應(yīng)以太網(wǎng)MAC，支持RMII接口
64k Byte高速片上SRAM
USBl．1 Device，全速12Mb／s
支持I2S音頻接口
支持MMC／SD卡
LCD控制器，支持640×480×16位TFT彩屏和STN黑白、灰度屏
RTC，支持日歷功能／WatchDog，支持后備電源
10通道TIMER，支持捕獲、外部時鐘驅(qū)動和MATCHOUT
4通道PWM，支持高速GPIO
4通道UART，均支持紅外
2通道SSI，支持SPI和Microwire協(xié)議
2通道SmartCard接口，兼容IS07816協(xié)議
支持最多97個GPIO，14個外部中斷
支持鏈表DMA傳輸和外部DMA傳輸
片上DPLL，支持多種功耗模式：IDLE、SLOW、NORMAL SLEEP
1．2 MC9S08QG8
本文中的動作捕捉判斷部分由MC9S08QG8來控制完成。MC9S08QG8是Freescale公司的一款單片機(jī)，它的性能如下：
8通道、10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器
3個通訊接口：SCI、SPI、IIC
4k或8k可重編程FLASH存儲器
內(nèi)置在線仿真器(ICE)
1．3 MMA7620
動作控制MP3中動作的感應(yīng)是由MMA7620完成的。MMA7620是Freescale公司的一款三向加速度傳感器，它的性能如下：
3軸加速度感應(yīng)和輸出，可同時測量三個坐標(biāo)軸(x、y、z)的值并由三個通道輸出
4種靈敏度可供選擇
有休眠模式

2 動作控制MP3的設(shè)計
2．1 動作捕捉
一個動作從開始到結(jié)束一定會有加速度的產(chǎn)生，所以可以通過檢測伴隨著動作產(chǎn)生的加速度的大小和方向來判斷動作。要測量加速度的大小就需要一個加速度傳感器，將所得到的加速度以模擬量的形式表示，然后將傳感器所得到的模擬量通過一個AD轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號以方便后續(xù)計算。但是查找資料發(fā)現(xiàn)，如果單方面的使用一個AD變換器將從加速度傳感器中得到的電壓信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號并要求達(dá)到期望的精度將導(dǎo)致成本的大幅度提高，然而現(xiàn)有很多的單片機(jī)中已經(jīng)集成了AD轉(zhuǎn)換模塊，并且整個單片機(jī)的價格要低于單買單個三通道AD轉(zhuǎn)換芯片。更為可觀的是還可以利用單片機(jī)本身的處理功能對AD轉(zhuǎn)換所得到的數(shù)字信號進(jìn)行處理，預(yù)判動作。而且單片機(jī)中集成了很多的通信協(xié)議，簡單而健壯。綜合以上考慮，如果選用單片機(jī)代替AD轉(zhuǎn)換模塊就可以減輕核心板的負(fù)擔(dān)和整個項目的開發(fā)難度。
加速度傳感器可以選擇使用Freescale公司的MMA7620三軸加速度傳感器。單片機(jī)可以選擇使用Freescale公司的MC9S08QG8單片機(jī)，它集成的八通道9bitAD轉(zhuǎn)換模塊正好和MMA7620的三通道輸出相匹配，體積也很小，適用于便攜設(shè)備。