基于LPC2138的音频传输系统设计--《成都理工大学》2012年硕士论文
基于LPC2138的音频传输系统设计
【摘要】：本论文主要设计和实现了一种基于LPC2138的AudioIP的专业音频传输设备。包括新一代音频传输设备的一些关键技术，它将ARM控制与音频传输相结合。通过对音频传输设备的分析，并对实现过程中的几个重要的技术进行研究和实现，为最后全面实现音频传输设备打下了坚固的基础。
AudioIP在演播室至发射传输设备中多网络连接应用。可以实现实况转播连接。AudioIP能够通过IP数据网络，稳定、简单、有效地传播音频数据流，该IP数据网络可以使局域网、广域网、互联网、无线3G和wifi。两台AudioIP建立连接时间小于10秒，网络延迟小于2秒（可以进行配置，以达到最佳效果），提供抗抖机制和实时传输技术，保证传输连续，音质达到专业广播FM的音质。
论文根据AudioIP音频传输的功能要求，制定了系统的设计方案，在硬件系统和软件系统分析了它的实现过程。在硬件系统设计中介绍了ARM7芯片LPC2138外围的设计电路，其中包括串口、JTAG、复位电路；用户界面的设计中分析了拨码开关、模拟音量旋钮、按键、液晶OLED的设计电路；音频电路设计中分析了数字音频采样芯片、音频电路的时钟、模拟音频输入调节、模拟音频输出调节、模拟音频信号的转换、数字音频信号的输入调节、数字音频信号的输出调节、音频信号的数模转换及其音频模数通道的切换；USB、3G、wifi的设计。在软件系统设计包括ARM程序的编写、AAC音频的编码和解码、音频传输中的PPP协议、3G拨号方式以及TCP/UDP的传输。最后对硬件调试和设备传输性能的指标作了分析，并对系统的设计中存在的问题做了分析。
论文的章节具体安排分为以下：
第1章,引言。主要对本课题设计系统的一个简单的介绍，以及目前AudioIP的发展现状和课题研究的目的和意义。
第2章,系统整体设计方案。在本章主要把本课题所设计的的结构框图做了简要的介绍。
第3章,硬件系统设计。在本章论述了硬件各个模块的设计原理。
第4章,LPC2138的程序设计。在本章主要讲了LPC2138对前面板的控制程序的设计和LPC2138与PC的串口收发程序。
第5章,音频的传输。在本章分别介绍了AAC高音质编码和解码的流程；3G的拨号；音频传输的两种方式TCP和UDP。
第6章,调试及性能分析。在本章对设计好的AudioIP进行了硬件和软件的调试以及性能的分析。
音频传输设备以其高性价比、低功耗、可扩充能力强、日新月异的发展受到了全国各广播电台的广泛关注。在当今广播媒体设备迅速发展的年代，AudioIP以它独特的性能、网络化、智能化的特性，在将来的市场上具有了不可代替的地位。
【关键词】：
【学位授予单位】：成都理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：TN912.3【目录】：
摘要4-6Abstract6-10第1章 引言10-13 1.1 Audio IP系统概述10 1.2 Audio IP的发展现状10-11 1.3 课题的实现目标和意义11-12 1.4 本文的主要工作12-13第2章 系统总体设计方案13-15 2.1 方案需求设计13 2.2 系统总框架设计13-14 本章小结14-15第3章 硬件系统设计15-36 3.1 处理器LPC213815-16
3.1.1 LPC2138芯片介绍15
3.1.2 LPC2138的主要特性15-16 3.2 处理器外围电路设计16-20
3.2.1 电源电路设计16-18
3.2.2 LPC2138外围接口电路设计18-20 3.3 用户界面设计20-25
3.3.1 音源选择与音量调节的设计20-21
3.3.2 键盘电路设计与扫描21-22
3.3.3 OLED电路设计22-24
3.3.4 LED_VU条的电路设计24-25 3.4 音频信号传输电路25-33
3.4.1 数字音频转换芯片25-26
3.4.2 音频电路时钟设计26-27
3.4.3 模拟音频输入调节27-28
3.4.4 模拟音频输出调节28-29
3.4.5 音频信号模数转换29-30
3.4.6 数字音频信号输入调节30-31
3.4.7 数字音频信号输出调节31
3.4.8 音频信号数模转换31-32
3.4.9 音频模数通道切换32-33 3.5 USB Hub电路设计33 3.6 3G和wifi电路设计33-34 3.7 PCB版设计34-35 本章小结35-36第4章 LPC2138的程序设计36-44 4.1 LPC2138的功能36 4.2 前面板OLED的程序设计36-39 4.3 前面板LED灯和按键灯的程序设计39-41 4.4 前面板数字旋钮的程序设计41-42 4.5 串口数据的接收和发送42-43 本章小结43-44第5章 音频传输44-57 5.1 AAC的介绍44 5.2 AAC的编码44-45 5.3 AAC的解码45-48 5.4 网络数据包的格式48-49 5.5 PPP协议和usb_modeswitch49-51
5.5.1 PPP的简介49
5.5.2 PPP的工作原理49-50
5.5.3 usb_modeswitch的简介50
5.5.4 usb_modeswitch的使用50-51 5.6 3G拨号方式51-54
5.6.1 wvdial拨号51-53
5.6.2 pppd拨号53-54 5.7 TCP和UDP的传输54-56 本章小结56-57第6章 调试及性能分析57-61 6.1 硬件调试57-58
6.1.1 aip前面板调试57
6.1.2 aip底板调试57-58 6.2 性能指标测试分析58-60 本章小结60-61结论61-62致谢62-63参考文献63-64攻读学位期间取得学术成果64-65附录A PCB图65
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