1.1 處理器及外設(shè)電源分配
　　由圖1可知，DA9034集成了兩路高效BUCK電路、一路升壓變換電路(BOOST)、18路高性能可編程LDO穩(wěn)壓器(具有極高的電源電壓抑制比和極低的靜態(tài)電流)^[1]，可向多功能數(shù)碼相框的CPU及所有其他IC提供低噪聲的可調(diào)電壓，表1所示為系統(tǒng)電源分配表。通用LED驅(qū)動電路可以驅(qū)動工作狀態(tài)指示燈，根據(jù)不同的功耗模式及是否充電，點(diǎn)亮不同顏色的LED燈并控制其閃爍的頻率。

　　上述各組電源的輸出電壓大小都可以編程調(diào)節(jié)，處理器通過I²C總線設(shè)置DA9034相應(yīng)的寄存器，控制各組電源的開或關(guān)以及電壓大小。當(dāng)進(jìn)入低功耗模式時，可以通過關(guān)閉各外設(shè)電源來達(dá)到減小功耗的目的。
1.2 LCD背光設(shè)計(jì)
　　因?yàn)?a class="innerlink" href="http://ihrv.cn/tags/電池電壓" title="電池電壓" target="_blank">電池電壓為4.2 V左右，不能滿足背光電源的要求，所以使用DA9034的BOOST電路將電池電壓升至背光所需電壓(最高可達(dá)25 V，1.3 A)，其電路如圖2所示。BOOST_SW是一個脈沖寬度可調(diào)的PWM信號，用于控制Q1(場效應(yīng)管)的導(dǎo)通或關(guān)閉。I_F為電流反饋信號，用作過流監(jiān)控，V_F為輸出電壓反饋信號，DA9034可根據(jù)反饋來調(diào)整PWM波的占空比，從而調(diào)節(jié)背光亮度。圖中I_F與VF信號分別與DA9034的BOOST_SENSEP、BOOST_FB相連。

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1.3 電池充電電路
　　基于DA9034的嵌入式系統(tǒng)使用電池供電，并能對電池進(jìn)行充電，電路如圖3所示。VBAT_OTG為OTG(On The Go)充電泵DC/DC變換器的輸入電壓，由電池電壓提供；OTG_CPB和OTG_CPT為電壓輸出端，可以在OTG模式下為外部從設(shè)備供電。Q1和Q2為P型場效應(yīng)管，作為開關(guān)控制充電電路的導(dǎo)通和關(guān)閉，CH_GATE和CH_SOURCE引腳作為控制端，分別與兩個場效應(yīng)管的柵極、源極相連。VCHG為外部電源檢測引腳，與DA9034內(nèi)部電壓比較器相連，用來檢測是否有充電器插上。若檢測到有充電器插上，則給處理器發(fā)送一個中斷請求信號以啟動充電。電阻R52通過CH_SENSEP、CH_SENSEN引腳與內(nèi)部比較器相連，監(jiān)控充電電流，當(dāng)充電電流大于預(yù)設(shè)值時，就會自動關(guān)閉充電，以免損壞電池和充電電路。VBAT_CHG和TBAT引腳分別對電池電壓和電池溫度進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測到的電池電壓決定采用預(yù)充電模式還是快速充電模式；若檢測到電池電壓過高也可以自動關(guān)閉充電電路。

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2 音頻模塊及觸摸屏接口設(shè)計(jì)
　　DA9034的音頻子系統(tǒng)具有先進(jìn)的電源管理控制，使靜態(tài)電流最小化，可以在控制功耗的前提下為便攜式嵌入式產(chǎn)品提供高品質(zhì)的音樂，圖4為由DA9034實(shí)現(xiàn)的音頻模塊。

　　DA9034音頻子系統(tǒng)的揚(yáng)聲器驅(qū)動器輸出功率可達(dá)0.5 W，帶音量及雜音控制，播放效果較好，還包括無電容低失真16 Ω耳機(jī)驅(qū)動器及麥克風(fēng)放大器。音頻模塊與主處理器之間的控制數(shù)據(jù)通過I2C總線傳輸，音頻數(shù)據(jù)通過另外兩組總線傳輸，其中使用I2S總線的是采樣頻率可編程(最高可達(dá)48 kHz)的24位高保真立體聲DAC接口(HiFi stereo DAC interface)，與PXA310的第三個SSP 接口(Synchronous Serial Ports，同步串行口)相連；使用PCM總線的是濾波可編程、采樣頻率可為8 kHz、16 kHz或32 kHz的語音編碼器接口，與PXA310的第四個SSP 接口相連。該音頻子系統(tǒng)具有先進(jìn)的電源管理控制，可使靜態(tài)電流最小化，其功耗在8 kHz聲音模式下僅為9 mW，在48 kHz高保真模式下為35 mW^[2]。
　　DA9034還集成了觸摸屏接口，TSPX、TSMX、TSMY、TSPY 4根信號連接到四線制電阻式觸摸屏上。
3 軟件設(shè)計(jì)
　　相關(guān)的軟件主要包括DA9034的驅(qū)動模型設(shè)計(jì)以及與電源管理(BUCK電路、LDO、BOOST電路、電池充電等)、音頻編解碼、觸摸屏等相關(guān)寄存器的設(shè)置。
3.1 DA9034軟件模型
　　DA9034軟件模型如圖5所示。位于最上層的應(yīng)用程序通過調(diào)用操作系統(tǒng)的函數(shù)（系統(tǒng)調(diào)用）與操作系統(tǒng)交互。操作系統(tǒng)介于應(yīng)用程序與驅(qū)動程序之間，它不需要直接與硬件進(jìn)行交互，操作系統(tǒng)會公開一些預(yù)先定義的驅(qū)動程序接口，而驅(qū)動程序則會實(shí)現(xiàn)這些接口^[3]。操作系統(tǒng)就通過這些接口與驅(qū)動程序交互。

　　驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)與硬件之間的橋梁，DA9034中最主要的驅(qū)動程序有：BACKLIGHT(背光)、POWER BUTTON(電源按鍵)、TOUCH(觸摸屏)、BATTERY(電池充電)、PMIC(電源管理)、AUDIO(音頻)。這些驅(qū)動程序通過“事件”和“驅(qū)動函數(shù)接口”的形式與DA9034服務(wù)層交互(DA9034服務(wù)層和底層I²C操作以動態(tài)鏈接庫Micco.dll形式存在)。
　　DA9034服務(wù)層通過ISR（中斷服務(wù)例程）和底層I2C操作與PXA310的硬件聯(lián)系，最終將上層軟件的操作映射為對PXA310“IO終端”和“I²C控制器”的硬件操作。PXA310的硬件部分通過外部中斷信號及I²C總線與DA9034的相應(yīng)接口進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)與DA9034的通信。
　　DA9034與PXA310之間音頻數(shù)據(jù)的傳輸通過I2S總線和PCM總線實(shí)現(xiàn)，DA9034的I2S接口與PCM接口分別與PXA310的SSP控制器接口相連。與音頻相關(guān)的驅(qū)動AUDIO直接通過操作SSP控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
3.2 DA9034寄存器設(shè)置
　　程序通過I2C總線對DA9034的寄存器進(jìn)行讀寫，從而對電源進(jìn)行管理、對音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編解碼。下面以BUCK1為例說明DA9034寄存器的設(shè)置方法。
　　BUCK1是一路帶有動態(tài)電壓控制DVC（Dynamic Voltage Control）的DC-DC變換器，默認(rèn)的輸出電壓和最大電流為1.4 V和800 mA，最大輸出電流為1.4 A^[4]。與BUCK1有關(guān)的寄存器設(shè)置步驟如下：
　　（1）將寄存器VCC1（地址為0x20）的APPS_GO位設(shè)置為0，表示暫時先維持BUCK1的當(dāng)前設(shè)置。
　?。?）設(shè)置輸出電壓選擇。有兩個寄存器（ADTV1和ADTV2，地址分別為0x23和0x24）可以設(shè)置BUCK1的輸出電壓值，由VCC1寄存器的APPS_SEL位來選擇其中一個。該位置0表示選擇ADTV1的設(shè)置；置1表示選擇ADTV2的設(shè)置。
　?。?）設(shè)置輸出電壓大小。寄存器ADTV1和ADTV2都可以設(shè)置輸出電壓大小，并且這兩個寄存器結(jié)構(gòu)完全一樣。下面以ADTV1為例說明，表2所示為ADTV1寄存器的結(jié)構(gòu)。

　　該寄存器的低5位用來設(shè)置輸出電壓大小，當(dāng)APPS_TRIM1<4:0>=00000時，輸出電壓為0.725 V；當(dāng)APPS_TRIM1<4:0>=11111時，輸出電壓為1.500 V，中間APPS_TRIM1<4:0>的值每增加1，輸出電壓遞增25 mV。
　?。?）設(shè)置電壓變化率。通過BUCK1_AVRC寄存器設(shè)置，包括電壓變化步長和時間軸步長的設(shè)置，BUCK1_AVRC寄存器結(jié)構(gòu)如表3所示。

　　APPS_RATE<2：0>用來設(shè)置時間軸步長，APPS_RATE
<2：0>從“000”到“111”可以將時間軸變化步長設(shè)置為從1 μs～64 μs。
　　APPS_STEP<1：0>用來設(shè)置電壓變化步長，APPS_STEP<1：0>從“00”到“11”可以將電壓變化步長設(shè)置為從3.125 mV～12.5 mV。
　?。?）設(shè)置生效。將寄存器VCC1的APPS_GO位置1，使以上設(shè)置生效。
　　BUCK1還有一種睡眠模式，該模式下BUCK1運(yùn)行在高效率的極低電流狀態(tài)。睡眠模式的實(shí)現(xiàn)需要先將BUCK_SLEEP寄存器的BUCK1_nSLEEP_ENABLE位置1，以允許當(dāng)nSLEEP引腳上出現(xiàn)有效的低電平時使BUCK1進(jìn)入睡眠模式。
　　本文詳細(xì)介紹了DA9034在基于PXA310的多功能數(shù)碼相框中的應(yīng)用，包括電源分配、LCD背光電路、電池充電電路、音頻及觸摸屏電路等部分的設(shè)計(jì)，并且分析了DA9034的軟件模型及通過寄存器設(shè)置控制DA9034各模塊的方法。DA9034的應(yīng)用使PCB尺寸大大減小，功耗控制更加合理，系統(tǒng)穩(wěn)定性也有了很大提升，而且成本較低，可以在較為復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。