领航者ZYNQ开发板试用7：ZYNQ播放音频

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领航者ZYNQ开发板的底板上板载有Cirrus Logic的高性能音频编解码芯片WM8960及相关的接口，也自带一个小喇叭可以进行声音外放，这个是该开发板相比市场上其它厂家的ZYNQ开发板的一个特色，本次实验拟用ZYNQ ARM内核驱动WM8960芯片，实现在开发板自带的喇叭上播放音频。首先看下音频部分的原理图如下图示：

可以看到与ZYNQ芯片相连的只有WM8960芯片的11~18脚，具体信号功能如下图示：

其中第11~16脚传输数据信号，又分为声音DAC输入和MIC ADC输出，第17~18脚传输控制信号，这些信号都连接到ZYNQ芯片的PL侧，控制信号SCLK和SDIN为I2C总线，可以用PS的I2C外设通过MIO来连接控制，数据信号为I2S总线，ZYNQ的PS没有I2S外设，我们用PL来实现I2S总线时序；下面为具体步骤：
1、时钟设计：音频输出的采样率我们定为48KHz，即DACLRC = 48KHz; 我们使用从模式由Zynq芯片输入MCLK和BCLK到WM8960芯片，可以计算出 MCLK = 48KHz x 256 = 12.288MHz;I2S字长采用16比特，可以得到 BCLK = 48KHz x 2 x16 = 1.536MHz。
2、PL逻辑设计：需要实现一个I2S外设，使能后不断地从FIFO内取出音频数据送到I2S总线上，另外需要一个FIFO接收从PS侧送到PL侧的音频数据，PS和PL通信这里我们采用GPIO方式，方便提供FIFO控制和状态信息到PS侧进行流控。
3、参考之前的分享（如：领航者ZYNQ开发板试用3：PS I2C外设读写RTC模块）新建一个vivado工程,命名为AudioPlay，这里需要配置ZYNQ IP增加I2C和GPIO EMIO外设，使用34个EMIO脚（32位为写音频数据，两位为控制信号），如下图示：

在配置界面点左侧Clock Configuration, 使能PL Fabric Clocks的第一路和第二路时钟，频率分别为100MHz和12.288MHz，如下图示：

另外还需要增加一个SD0外设用来可以从SD启动，可以参考我上一篇分享：领航者ZYNQ开发板试用6：Cortex-A9双核通信实验，最后按OK完成配置。然后在Source窗口中右键点击 Block Design设计文件system.bd 重新执行Generate Output Products和Create HDL Wrapper...。
4、在Vavido工程界面点左侧IP Catalog，在出现的IP Catalog界面的Search栏输入FIFO后回车，选中FIFO Generator双击后点Customize IP按下图进行FIFO配置完后按OK：



5、修改工程的顶层文件，需要增加I2S逻辑和调用FIFO模块与PS通信的代码后，并要添加约束文件按原理图指定正确的I2C和I2S的脚位，然后点左侧的Generate Bitstream编译PL部分产生比特流文件，再在菜单栏中 选择 File > Export > Export hardware，在弹出的对话框中要勾选Include bitstream，然后点击 OK”按钮。硬件导出完成后，在菜单栏选择 File > Launch SDK，启动 SDK开发环境。
6、软件设计：使用SDK自带的I2C和GPIO驱动，音频数据放在一个数组内固化在程序中，基本上是从wave格式(扩展名为*.wav)的文件中直接提取数据块的数据来播放，由于我们没有使用文件系统，需要用外部工具把音频数据转为数组包括在程序中； WM8960的I2C器件地址固定为0x1A，寄存器长度为7位，数据长度为9位，按器件地址+R/W+寄存器地址+寄存器数据顺序组成3字节在总线上传输。软件主要功能如下：
a.初始化I2C总线，通过I2C接口给wm8960下发配置命令。
b,使用PL的I2S外设，往FIFO内填充音频数据，如判断FIFO满时，则延时后等待FIFO再次非满时继续填充。PL逻辑自动取音频数据通过I2S总线送给wm8960，从而wm8960通过解码播放出声音。具体操作和测试结果如下视频所示：

实际效果来看，外放喇叭的效果不是很好，提供一个SD卡启动的文件，大家可以下到开发板上亲自听听效果。
至次，已经按试用计划完成所有实验和分享，期间因为疫情影响进度稍有延迟在后期也努力补上了，之前的评测链接如下，有兴趣者阅读，有问题联系交流，谢谢！
领航者ZYNQ开发板试用1：开箱及硬件赏析
领航者ZYNQ开发板试用2：XADC模块测试温度和电压
领航者ZYNQ开发板试用3：PSI2C外设读写RTC模块
领航者ZYNQ开发板试用4：HDMI显示图片
领航者ZYNQ开发板试用5：测试千兆以太网
领航者ZYNQ开发板试用6：Cortex-A9双核通信实验

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把附件解压出的BOOT.bin文件放在

一个SD卡的根目录，用SD方式启动开发板就亲自听效果了！

maybnt

请问可不可以提供一下源代码？

maybnt

请问有没有zynq播放音乐的源代码啊？

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上传工程给有需要的童鞋参考，分两卷压缩，一起下来解压。

sunmyfong

不错，学习一下，

jianwenchang_30

工程不全呀，只有一个简单的BD，没有音频部分