TI PCM9211EVM评测模块使用指南：开启数字音频开发新体验

序章

在数字音频技术飞速发展的今天，对于电子工程师而言，拥有一款出色的评估模块是进行音频开发的关键。德州仪器（TI）的PCM9211EVM评测模块，搭配CodecControl软件，为我们提供了一个便捷且强大的数字音频开发平台。今天，我们就来深入了解一下这款模块的使用方法和相关技术细节。

文件下载：PCM9211EVM-U.pdf

一、PCM9211EVM模块概述

1.1 基本特性

PCM9211EVM是一款专门为PCM9211设计的评估板，PCM9211是一款具有216-kHz数字音频接口收发器（DIX），具备立体模拟到数字转换和路由功能。该评估板体积小巧、易于使用，通过USB接口和运行CodecControl软件的PC，我们可以轻松访问PCM9211的所有特性。

它提供了丰富的接口，包括光S/PDIF输入和输出、同轴S/PDIF输入、模拟立体声输入（3.5-mm音频插孔），还有用于GPIO和数字音频信号访问的接口。同时，它还配备了数字音频MUX（通过I2C™控制）、USB接口，以及用户界面，如LED、按钮、控制接口测试点和数字音频接口测试点等。

1.2 静电放电警告

需要注意的是，PCM9211EVM上的许多组件对静电放电（ESD）非常敏感。在拆包和处理评估板时，我们必须采取适当的ESD防护措施，例如在经过认证的ESD工作站使用接地腕带。否则，可能会导致评估板组件损坏。

1.3 快速上手

要开始使用PCM9211EVM，我们可以按照以下步骤操作：

1. 安装CodecControl软件（具体安装方法见第二章）。
2. 启动CodecControl软件。
3. 将数字音频源插入同轴S/PDIF输入（J5）。
4. 将模拟音频源（线路电平）插入模拟输入（J2）。
5. 通过mini USB - B到USB - A电缆将评估板连接到PC。此时，CodecControl软件会自动检测评估板，并运行初始化脚本，将PCM9211EVM配置为通过同轴S/PDIF输入进行音频录制。之后，我们就可以使用任何支持从声卡录制音频的Windows应用程序来录制音乐了。

1.4 PCM9211配置与脚本示例

PCM9211的信号路由配置、输入/输出选项以及模数转换器（ADC）配置可以通过软件中的图形用户界面（GUI）和设备框图进行设置。同时，PCM9211通过其寄存器映射进行控制，框图中的活动对象会自动更新相关寄存器，对寄存器的更改（例如使用命令脚本）也会自动更新框图状态。

当评估板连接时，控制软件会执行初始化脚本，将PCM9211配置为常见的使用场景。我们还可以使用文本编辑器开发自定义脚本，并在命令对话框中执行这些脚本，也可以直接在命令对话框中输入脚本进行执行。控制软件自带了几个脚本示例，如“ADC record via MainOutput to TAS1020b.txt”、“PC record via TAS1020 through MPIOC in DIT output.txt”、“S/PDIF record via TAS1020 through RXINx in MainOutput.txt”等，我们可以将这些示例作为开发自定义脚本的起点。

1.5 EVM应用

EVM应用是一组脚本，用于将PCM9211EVM配置为一个或多个特定的使用场景。例如，一个应用可能包含一个用于S/PDIF录制的脚本，以及另一组用于更改评估板S/PDIF MUX的脚本（或补丁）。

我们可以将CodecControl软件中的PCM9211初始化脚本作为第一个应用，这样评估板就可以作为同轴S/PDIF到USB的接口，而无需运行CodecControl软件。PCM9211EVM支持多个EVM应用，可以存储在板载EEPROM中。通过SW2可以循环选择应用，LED D1会闪烁N次来指示活动应用；通过SW3可以循环选择补丁，LED D2会闪烁N次来指示应用的补丁。第一个应用（如果存在）是启动应用，包含用于初始化PCM9211的脚本，按下SW1可以跳过启动应用。每个应用的第一个脚本是应用本身，后续脚本（除启动应用外）会在SW2选择补丁时作为应用的补丁加载。通过这种方式，我们可以为评估板编程复杂的使用场景，并在不运行CodecControl软件的情况下执行它们。

1.6 跳线、连接器、测试点和开关

PCM9211EVM上的跳线、连接器、测试点和开关的配置对于评估板的正常运行至关重要。具体信息如下表所示：	连接器/开关/跳线/测试点	描述
头
W1	VCCAD线环。切断并插入安培计以测量VCCAD电流。
W2	右声道模拟RC滤波器旁路。插入分流器以旁路滤波器。
W3	右声道模拟RC滤波器旁路。插入分流器以旁路滤波器。
W4	VCC线环。切断并插入安培计以测量VCC电流。
W5	VDDRX线环。切断并插入安培计以测量VDDRX电流。
W6	控制接口MODE选择。插入分流器选择I2C™接口。移除分流器选择SPI接口。
W7	DVDD线环。切断并插入安培计以测量DVDD电流。
W8	光S/PDIF输出选择。1 - 2：选择MPO0，2 - 3：选择MPO1。
W9	数字音频接口选项。插入分流器将PCM9211数字音频接口输出连接到TAS1020b数字音频接口（录制音频所需）。
W10	同轴S/PDIF输入选择：1 - 2：选择RXIN0，2 - 3：选择RXIN1
W11	11针头以访问RXIN2:7和数字音频接口（AxxxIO）。
W12 (1)	SPI SS / ADR1：1 - 2：ADR1 = 0（I2C），2 - 3：SPI模式选择
W13 (1)	控制IF时钟：1 - 2：I2C模式选择，2 - 3：SPI模式选择
W14 (1)	控制IF数据：1 - 2：I2C模式选择，2 - 3：SPI模式选择
W15 (1)	控制IF数据：1 - 2：ADR0 = 0（I2C），2 - 3：SPI模式选择
测试点
TP1	I2C SCL
TP2	I2C SDA
TP3	TAS1020b MCLK
TP4	TAS1020b I2S DIN到编解码器
TP5	I2S BCLK
TP6	TAS1020b I2S DOUT从编解码器
TP7	TAS1020b I2S WCLK
TP8	SPI MISO
TP9	SPI MOSI
TP10	SPI SS
TP11	SPI SCLK
TP12	编解码器复位
TP13	XTI
TP14	控制接口MODE
TP15	+5 - V USB
TP16	+3.3 V
TP17	GND
TP18	GND
跳线
J1	迷你USB - B连接器
J2	模拟音频输入
J3	光S/PDIF输出
J4	光S/PDIF输入
J5	同轴S/PDIF输入
开关
SW1	复位编解码器
SW2	选择EVM应用
SW3	选择补丁脚本
LED
D1	EVM应用指示器
D2	EVM补丁指示器
D4	PCM9211错误指示器
D5	PCM9211 PCM指示器
连接器
P3	奇数：GND
P3.2	ERROR/INT0
P3.4	PCM/INT1
P4	偶数：MPIO_A 奇数：GND
P5	偶数：MPIO_C 奇数：GND
P6	偶数：MPIO_B 奇数：GND
P7	偶数：GND
P7.1	SCKO
P7.3	BCK
P7.5	LRCK
P7.7	DOUT

注：所有W12 - W15设置必须相同才能正常运行。

二、CodecControl软件使用指南

2.1 控制软件概述

CodecControl软件旨在方便用户对TI音频编解码器进行评估。它通过直观的图形用户界面展示了支持的TI音频编解码器评估板的大部分特性。在使用运行Windows的PC将TI音频转换器评估板作为声卡之前，必须使用CodecControl软件对评估板进行正确配置（采样率、音频路由、内部放大器设置等），当评估板被CodecControl软件检测到时，会自动完成此配置。

2.2 软件安装

我们可以从PCM9211EVM音频编解码器产品文件夹中下载CodecControl软件，该文件是一个自解压存档，以压缩格式下载。默认目标文件夹为：C:Program FilesTexas InstrumentsCodecControl。点击“Unzip”按钮完成安装，安装完成后，CodecControl软件将出现在目标文件夹中，可执行文件名为CodecControl.exe。要启动软件，只需导航到目标文件夹并双击CodecControl.exe文件即可。

2.3 软件概念

CodecControl软件以框图形式展示支持的TI音频编解码器评估板，框图由活动对象组成，这些对象会响应用户输入。例如，当用户将鼠标悬停在某个对象上时，对象会变为红色，点击对象会触发其功能。一些活动对象与特定TI音频编解码器的控制寄存器相关联，当活动对象被触发时，CodecControl软件会更新相应的寄存器；如果通过其他组件（如脚本解释器或寄存器检查器）更改了与活动对象关联的寄存器，活动对象的状态也会相应改变。

当支持的TI音频编解码器评估板连接到PC的可用USB端口时，CodecControl软件会自动检测到它。如果没有连接评估板，软件还支持EVM模拟模式，在该模式下，我们可以根据框图中的用户输入获取脚本命令。要进入模拟模式，选择“File->New EVM simulation…”，然后从支持的TI音频编解码器评估板列表中选择一个评估板。

2.4 EVM窗口

EVM窗口是CodecControl软件的主要操作界面，以PCM9211EVM窗口为例，窗口顶部是工具栏，包含缩放框和启用框图中所有活动对象的按钮。工具栏中的控制项可用于确定缩放因子，我们可以通过选择所需的缩放因子来改变框图的大小。要移动框图，只需在框图内的空白区域点击并拖动鼠标即可。

窗口底部是状态栏，提供控制软件与TI音频编解码器评估板之间通信状态的信息，还会显示框图中元素的提示信息，例如所选开关的I2C页面和寄存器/位位置。音频信号路径（数字和模拟）在通过开关路由后会改变颜色，这一特性可以直观地显示所有音频路径，并在路径启用时立即突出显示。

2.4.1 使用活动对象

将鼠标指针移到活动对象上会突出显示该对象，对象会变为红色。例如，当鼠标指针进入MPIO_A放大器符号时，MPIO_A活动对象会从非活动状态变为活动状态。点击激活的对象会触发其功能，如MPIO_A活动对象会弹出一个对话框，用于配置PCM9211的MPIO_A，同时CodecControl软件会更新TI音频编解码器中的相应寄存器。

2.5 对话框和活动对象

CodecControl软件包含多个对话框窗口，提供对额外功能的访问。大多数对话框与活动对象相关联，通过点击活动对象打开；也有一些对话框不与活动对象关联，可通过“View”菜单打开。

• 命令对话框：通过“View->Command…”打开，用于编写、编辑、加载、保存和运行命令脚本。命令脚本是包含与TI音频编解码器通信命令的文本文件，其语法在2.5.4节中描述。对话框的主要区域是命令缓冲区（可编辑文本），包含命令脚本，点击“Run”按钮可运行脚本。对话框右侧较小的只读文本区域显示从TI音频编解码器读取的控制数据，点击“Clear”按钮可清除“Read Data”字段。左下角的单行文本编辑字段允许执行单个命令，“Record”复选框可启用对控制软件生成的命令的记录。
• 初始化脚本对话框：当检测到支持的TI音频编解码器时，CodecControl软件会执行初始化脚本。要显示或编辑初始化脚本，从主窗口菜单栏选择“View->Init Script…”，点击“Run”按钮可再次运行脚本。
• 寄存器检查器：通过“View->Register Inspector…”打开，可访问TI音频编解码器的所有寄存器。它显示连接的TI音频编解码器设备寄存器的内容，点击“Refresh”按钮可触发读取某一页的内容。“addr”列以十进制表示法显示寄存器的地址，“description”列包含每个寄存器的描述，如果寄存器没有分配功能，则声明为“Reserved”。“data”列显示每个寄存器的数据（一个字节），第一列使用十进制表示法，第二列使用十六进制表示法，我们可以通过点击数据字段并输入新值（十进制或十六进制）来更改寄存器值。编号列以二进制表示法显示寄存器内容，读写位显示为实心黑色或红色，只读位显示为灰色或暗红色，红色数字表示最近更改的位，点击可写位可翻转其状态。系数可用于特定客户滤波器实现，其格式与CodecControl软件检测到的TI音频编解码器兼容。
• 脚本语法：脚本是包含要发送到设备的数据的文本文件，脚本文件中的每一行是一个命令，除了“>”命令外，不允许将行扩展到一行以上，行以回车符结束。命令如下：
  • r：从串行控制总线读取，格式为“r
    ”，其中

    是十六进制格式的设备地址，是要读取的十六进制格式的寄存器，是在自动递增模式下从读取的字节数，结果将显示在命令解释器对话框的右侧输出窗口中。
  • w：写入串行控制总线，格式为“w
    ”，其中

    是十六进制格式的设备地址，是要写入的十六进制格式的寄存器，是要在自动递增模式下写入的字节序列，每个字节为十六进制格式。
  • >：继续写入序列，格式为“> ”，是要在自动递增模式下写入的字节序列，每个字节为十六进制格式。
  • #：表示注释。
  • I：设置要使用的接口总线，格式为“I”，为“i2c”表示I2C，“spi”表示SPI。
  • b：中断脚本执行，格式为“b[optional comment]”，[optional comment]是一串字符，命令解释器将显示带有可选注释的模态对话框，关闭对话框后脚本执行将继续。
  • d：延迟脚本执行，格式为“d”，该命令将脚本执行至少暂停毫秒。
  • f：等待标志，格式为“f
    [optional timeout]”，该命令将暂停脚本执行，直到从

    读取的值与匹配，

    是十六进制格式的设备地址，是要读取的十六进制格式的寄存器，是8位二进制格式的掩码，用于与设备数据进行比较，每个位可以是0、1或X，[optional timeout]指定如果数据与不匹配，命令解释器将轮询设备的时间（毫秒）。

2.6 EVM应用

PCM9211EVM的EEPROM可以存储EVM应用，如初始化脚本和参数补丁脚本。CodecControl软件还包含一个浏览器，用于访问存储在EEPROM中的应用。要访问浏览器，选择“File->EVM Applications…”，应用以树视图显示。

我们可以通过上下文菜单（在树视图中右键单击）选择“Add Application”来添加应用，选择应用后，单击应用名称可输入新名称来更改应用名称。每个应用可以包含一个或多个脚本，脚本由一系列命令组成，用于对TI音频编解码器（或评估板组件）进行编程。要向应用添加脚本，选择上下文菜单中的“Add Script”，双击脚本可打开命令窗口，命令窗口有一个“Open”按钮，可通过文件对话框选择脚本，也可以在命令窗口中编写脚本。

一些TI音频编解码器有一个或多个按钮，用于选择应用或应用内的脚本，点击“Update EVM”按钮可将脚本编程到EEPROM中。脚本以编译后的二进制格式存储在EEPROM中，无法读回