声卡驱动程序

15年6月22日09:01:18

在linux系统中，有3种音频设备的框架：OSS，ALSA和ASoC。

(一)音频设备硬件接口

(1)PCM接口

(2)IIS接口

IIS接口最先由PHILIPS采用，在一个LRCLK的信号机制中经过多路转换，将两路音频信号变成单一的数据队列，当LRCLK为高时，左声道数据被传输，LRCLK为低时，右声道数据被传输，IIS接口适合用于立体声系统。

(3)AC‘97接口

这里的声卡传输数据用的是IIS接口。别的暂时不看。

(二)OSS标准中有两个最基本的音频设备：mixer(混音器)和dsp(数字信号处理器)。

/dev/mixer和 /dev/dsp设备文件分别是应用程序对 mixer和dsp进行操作的软件接口。

(三)2440开发板里面，mini2440和TQ2440用的是 uda1341芯片，JZ2440用的是wm8976芯片。具体可以去看电路原理图。其中这两个芯片都用IIS接口来传输数据，并且IIS接口只是用来传输声音数据，而这两者的控制接口不同，其中，UDA1341用L3接口来控制，wm8976芯片用I2C或者3线接口来控制。

先讲 uda1341芯片，在内核中有对于uda1341的支持，详见s3c2410-uda1341.c。

在s3c2410_uda1341_init函数中，用driver_register(&s3c2410iis_driver);来向内核注册驱动程序。在s3c2410iis_driver 这个结构体中，如果名字对应的话，将要调用probe函数。

在probe函数中，比较重要的函数有以下几个：

init_s3c2410_iis_bus();

init_uda1341();

audio_dev_dsp = register_sound_dsp(&smdk2410_audio_fops, -1);

audio_dev_mixer = register_sound_mixer(&smdk2410_mixer_fops, -1);

int register_sound_mixer(const struct file_operations *fops, int dev)；

上述函数用于注册一个混音器，第一个参数fops是 file_operations结构体，第二个参数dev是设备编号，如果填入-1，则系统自动分配一个设备编号。mixer是一个典型的字符设备，因此编码的主要工作是用来实现 file_operations结构体中的open(), ioctl()等函数。

int register_sound_dsp(const struct file_operations *fops, int dev)；

上述函数用于注册一个dsp设备，第一个参数fops是 file_operations结构体，第二个参数dev是设备编号，如果填入-1，则系统自动分配一个设备编号。编码的主要工作是实现 file_operations结构体中的read(), write(), ioctl()等函数。

(四)OSS用户空间编程。

(四.1)dsp编程：

(1)打开设备文件/dev/dsp。

(2)如果有需要，设置缓冲区大小。调用ioctl()函数来对它的尺寸进行恰当的设置。一般默认即可。

(3)设置声道数量。可以设置为单声道和立体声。

(4)设置采样格式和采样频率。

(5)读/dev/dsp实现录音， 写/dev/dsp实现播放。

(四.2)mixer编程：对混音器的操作一般通过ioctl()系统调用来完成，所以的控制命令都以SOUND_MIXER或者MIXER开头。

对声卡的输入增益和输出增益进行调节是混音器的一个主要作用，目前大部分声卡采用的是8位或者16位的增益控制器，声卡驱动程序会将他们变换成百分比的形式，也就是说无论是输入增益还是输出增益，其取值范围都是0～100。

(五)关于这部分的讲解，还是看笔记吧：

(六)下面写wm8976的驱动程序：

就在uda1341驱动程序上面修改，看笔记可以知道，iis部分相同，只需要写出控制部分即可。

修改probe函数里面的 init_wm8976(void)函数。

写这个函数需要用到写寄存器函数，先将这个函数写出来：

static void wm8976_write_reg(unsigned char reg, unsigned int data)

{

int i;

unsigned long flags;

unsigned short val = (reg << 9) | (data & 0x1ff);

s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB2,1);

s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB3,1);

s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB4,1);

local_irq_save(flags);

for (i = 0; i < 16; i++)

{

if (val & (1 << 15))

{

s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB4,0);

s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB3,1);

udelay(1);

s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB4,1);

}

else

{

s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB4,0);

s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB3,0);

udelay(1);

s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB4,1);

}

val = val << 1;

}

s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB2,0);

udelay(1);

s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB2,1);

s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB3,1);

s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB4,1);

local_irq_restore(flags);

}

这个函数就是参考图3的时序图写出来的。

static void init_wm8976(void)

{

uda1341_volume = 57;

uda1341_boost = 0;

/* software reset */

wm8976_write_reg(0, 0);

wm8976_write_reg(0x3, 0x6f);

wm8976_write_reg(0x1, 0x1f);//biasen,BUFIOEN.VMIDSEL=11b

wm8976_write_reg(0x2, 0x185);//ROUT1EN LOUT1EN, inpu PGA enable ,ADC enable

wm8976_write_reg(0x6, 0x0);//SYSCLK=MCLK

wm8976_write_reg(0x4, 0x10);//16bit

wm8976_write_reg(0x2B,0x10);//BTL OUTPUT

wm8976_write_reg(0x9, 0x50);//Jack detect enable

wm8976_write_reg(0xD, 0x21);//Jack detect

wm8976_write_reg(0x7, 0x01);//Jack detect

}

(七)写出来以后，需要测试声卡驱动程序能不能用：

测试WM8976:

1. 确定内核里已经配置了sound\soc\s3c24xx\s3c2410-uda1341.c

-> Device Drivers

-> Sound

-> Advanced Linux Sound Architecture  // 兼容OSS

-> Advanced Linux Sound Architecture

-> System on Chip audio support

I2S of the Samsung S3C24XX chips

2. 修改sound/soc/s3c24xx/Makefile

obj-y += s3c2410-uda1341.o

改为:

obj-y += s3c-wm8976.o

3. make uImage

使用新内核启动

4. ls -l /dev/dsp /dev/mixer

5. 播放:

在WINDOWS PC里找一个wav文件,放到开发板根文件系统里

cat Windows.wav > /dev/dsp

6. 录音:

cat /dev/dsp > sound.bin

然后对着麦克风说话

ctrl+c退出

cat sound.bin > /dev/dsp  // 就可以听到录下的声音

使用madplay测试声卡：

1. 解压:

tar xzf libid3tag-0.15.1b.tar.gz  // 库

tar xzf libmad-0.15.1b.tar.gz     // 库

tar xzf madplay-0.15.2b.tar.gz    // APP

2. 编译 libid3tag-0.15.1b

mkdir tmp

cd libid3tag-0.15.1b

./configure --host=arm-linux --prefix=/work/drivers_and_test/21th_sound/tmp CPPFLAGS=-I/work/drivers_and_test/21th_sound/tmp/include LDFLAGS=-L/work/drivers_and_test/21th_sound/tmp/lib

make

make install

/* 在编译这个的过程中，需要先安装zlib库，参考网上的一个帖子安装的，那个帖子也复制下来了 */

3. 编译 libmad-0.15.1b

cd libmad-0.15.1b

./configure --host=arm-linux --prefix=/work/drivers_and_test/21th_sound/tmp

make

make install

4. 编译madplay

cd madplay-0.15.2b/

d./configure --host=arm-linux --prefix=/work/drivers_and_test/21th_sound/tmp LDFLAGS="-L/work/drivers_and_test/21th_sound/app/tmp/lib" CFLAGS="-I /work/drivers_and_test/21th_sound/app/tmp/include"

make

make install

5. 把tmp/bin/*  tmp/lib/*so* 复制到根文件系统：

6. 把一个mp3文件复制到根文件系统

7. madplay --tty-control /1.mp3

播放过程中不断按小键盘的减号("-")会降低音量

不断按小键盘的加号("+")会降低音量

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