一、 概述
本文将介绍 LPC5528 的 I2S 模块，主要内容包括 I2S 协议简介、LPC5528 I2S 模块的基本特性、配置流程、波形实测等几个方面。
二、 I2S 协议简介
I2S (Inter-IC Sound) 总线，即集成电路内置音频总线，是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准。该总线专门用于音频设备之间的数据传输，广泛用于各种多媒体系统。
2.1 I2S 信号
I2S 总线有 3 条信号线，分别是：
（1）串行时钟 SCK，也叫位时钟，每个 SCK 传输一个位的音频数据，SCK 的频率等于 2 倍的采样频率乘以采样位数。I2S 的发送器和接收器都可作为系统的主机来提供系统的时钟频率。
（2）帧时钟 WS，即声道选择信号，用于切换左右声道的数据，WS = 0 为左声道，WS = 1 为右声道，WS 的频率等于采样频率，WS 信号由主机提供。
（3）串行数据信号 SD，用于传输二进制补码表示的音频数据。正常情况下数据是最高位先传输（MSB）。
2.2 I2S 时序
I2S 在 SCK 信号的下降沿发送数据，在上升沿进行数据采集，每次都是先发送最高位的数据，最后发送最低位，MSB 在 WS 变化的下一个时钟周期有效，即第一个数据是在 WS 变化后的第二个时钟才开始有效。下图为 I2S 协议的基本时序。
图 2.1 I2S 基本时序
I2S 支持左对齐和右对齐两种数据格式，主要根据 SD 跟 SCK、WS 信号的相对位置划分，具体如下图所示。
图 2.2 I2S 左对齐和右对齐区分
三、 LPC5528 I2S 基本特性
LPC5528 中包含 8 个 Flexcomm 模块，每个Flexcomm 模块都可以配置为 I2S 模块，如下图所示为 LPC5528 I2S 的原理框图
图 3.1 LPC5528 I2S 原理框图
LPC5528 的 I2S 模块主要包括以下特性：
- 可配置从 4 位到 32 位的数据宽度
- 数据传输使用 FIFO 模式，FIFO 深度为 8
- 支持左对齐和右对齐的数据模式
- 支持使用 FIFO触发 DMA 请求
- 位时钟和帧时钟可选择翻转
四、 LPC5528 I2S 配置流程
LPC5528 I2S 的配置流程如下：
（1）配置外设时钟,确保在 AHBCLKCTRL1 寄存器使能了对应的 Flexcomm 接口的时钟
（2）选择对应 Flexcomm 接口的时钟源,Flexcomm 可以选择以下时钟源
图 4.1 Flexcomm 时钟源选择（3）如果该 Flexcomm 之前已经配置成某个特定的外设功能，则可以通过 PRESETCTRL1 寄存器复位 Flexcomm 接口
（4）通过 PSELID 寄存器来选择 Flexcomm 接口的具体功能
（5）在 AHBCLKCTRL0 寄存器中确保使能了 IOCON 模块的时钟，通过 IOCON 模块的相关寄存器来选择 I2S 的引脚以及引脚模式
（6）配置 I2S 的速率，对于 I2S 主机，其时钟频率取决于步骤（2）中所选择的时钟源，另外可以通过修改 DIV 寄存器的值来修改 I2S
时钟频率，对于从机而言，其时钟频率由输入的 I2S 位时钟所决定
（7）使能 I2S 模块的中断，主要通过设置 FIFOINENSET、FIFOINTENCLR、FIFOINTSTAT 等寄存器
（8）I2S 主机和从机都可以支持 DMA 操作，DMA 的使能必须通过 FIFOCFG 寄存器
五、波形实测
以下我们通过 NXP 原厂的 LPC5528 开发板和例程来实测一下 I2S 的波形，使用的开发板如下所示。测试的 SDK 版本为 2.11，具体例程为 SDK 路径下的 board/lpcxpresso55s28/driver_examples/i2s/interrupt_transfer
图 5.1 LPC5528 开发板
该例程是采用中断模式循环播放一段音频，以下为通过逻辑分析仪抓到的 I2S 波形
图 5.2 I2S 实测波形
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