基于嵌入式藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線音頻傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)是近年來(lái)國(guó)外先進(jìn)國(guó)家研究發(fā)展最快的短程無(wú)線通信技術(shù)之一，能夠廣泛地應(yīng)用于工業(yè)短距離無(wú)線控制裝置、近距離移動(dòng)無(wú)線控制設(shè)備、機(jī)器人控制、辦公自動(dòng)化及多媒體娛樂(lè)設(shè)備等局部范圍內(nèi)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)念I(lǐng)域中。在我國(guó),由于對(duì)藍(lán)牙技術(shù)的研究還處于研究開(kāi)發(fā)的初級(jí)階段, 還沒(méi)有形成藍(lán)牙數(shù)據(jù)短距離無(wú)線通信的一套開(kāi)放性應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。 在無(wú)線音頻傳輸領(lǐng)域內(nèi)，傳統(tǒng)的基于模擬調(diào)制方式的無(wú)線音頻傳輸由于抗干擾能力較差，傳輸?shù)囊纛l質(zhì)量會(huì)受

2、到較大的影響，而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的藍(lán)牙音頻產(chǎn)品僅支持單聲道語(yǔ)音傳輸。所以，對(duì)基于藍(lán)牙技術(shù)的高品質(zhì)多通道音頻傳輸技術(shù)的研究將具有一定的技術(shù)創(chuàng)新性，在無(wú)線音頻傳輸領(lǐng)域也具有較為廣闊的市場(chǎng)前景。 本文以嵌入式藍(lán)牙技術(shù)與音頻信號(hào)傳輸系統(tǒng)為研究開(kāi)發(fā)課題，參考國(guó)外藍(lán)牙技術(shù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),利用功能模塊單元與嵌入式技術(shù),目標(biāo)是研制一種基于嵌入式開(kāi)發(fā)應(yīng)用的高品質(zhì)雙聲道藍(lán)牙無(wú)線音頻傳輸系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過(guò)對(duì)雙聲道線性模擬音源的數(shù)字化MP3編解碼處理，結(jié)合基于嵌入式

3、應(yīng)用的簡(jiǎn)化后的HCI層藍(lán)牙應(yīng)用協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了藍(lán)牙信道帶寬內(nèi)的高品質(zhì)雙聲道音頻信號(hào)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸。 在硬件設(shè)計(jì)上，系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計(jì)思想。發(fā)送端和接收端由音頻處理模塊、控制傳輸模塊和無(wú)線模塊三部分構(gòu)成。其中，音頻處理模塊以MAS3587音頻處理芯片為核心，負(fù)責(zé)音頻信號(hào)的AD采樣、MP3壓縮和解壓縮以及DA還原等工作；控制傳輸模塊以MSP430F169為核心，負(fù)責(zé)MP3數(shù)據(jù)幀的高速傳輸以及藍(lán)牙接口協(xié)議控制；無(wú)線模塊采用藍(lán)牙單芯片解決方

4、案（集成藍(lán)牙射頻、基帶和鏈路管理等），負(fù)責(zé)MP3數(shù)據(jù)幀的射頻發(fā)送和接收。模塊與模塊之間采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口方式連接。音頻處理模塊和控制傳輸模塊之間采用DMA方式的通用并口（PIO）；控制傳輸模塊與藍(lán)牙模塊之間采用DMA方式的通用異步串口（UART）。 在軟件設(shè)計(jì)上，系統(tǒng)主要由藍(lán)牙協(xié)議解釋、傳輸控制和芯片驅(qū)動(dòng)三部分構(gòu)成。在藍(lán)牙協(xié)議解釋上，系統(tǒng)采用了基于HCI層的ACL數(shù)據(jù)包透明傳輸方式；在傳輸控制上，采用了基于通用并口（PIO）和異步

5、串口（UART）的DMA方式高效率批量數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)；芯片驅(qū)動(dòng)主要指對(duì)MAS3587的基本配置。 對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)采用了目前流行的音頻測(cè)試虛擬儀器軟件Adobe Audition 1.5。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括掃頻測(cè)試、音樂(lè)測(cè)試、聽(tīng)覺(jué)測(cè)試、距離測(cè)試以及抗干擾測(cè)試等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，輸入音源在經(jīng)過(guò)MP3編碼、發(fā)射、接收及MP3解碼后，音頻質(zhì)量基本上沒(méi)受影響，實(shí)際雙聲道音質(zhì)接近于CD音質(zhì)，而無(wú)線傳輸?shù)目煽啃赃h(yuǎn)高于模擬無(wú)線音頻傳輸，幾乎沒(méi)有斷音