基于音频接口的数据传输模块设计

3．2 数据格式
音频输入输出线路上传输的数据信号采用差分曼彻斯特编码，不进行载波调制与解调，直接在音频线路上传输数据编码信号。具体协议机制如下：
(1)基于音频输入输出接口的数据传输方法是一种串行通讯方法，参考标准同步串行通讯协议，采用差分曼彻斯特编码，其特点为每发送一位至少有一个跳变，以适应在只能传输交流的音频输入输出线路上传输数据。通信信号中使用中间时刻的跳变来表示发送的0或1，第一个跳变的如果是正跳变表示1，如果是负跳变表示0，之后的跳变与前一个跳变进行差分，由相比较的结果决定是1或0，如果当前位跳变方向与前一位的跳变方向相同，则表示为0，否则表示为1。采用差分曼彻斯特编码，通信双方的同步允许差半位时间，同步差半位时间内接收的数据也不受影响。
(2)数据传输是双工方式，从手机输出数据的传输使用音频输出线路，进入手机的数据传输使用音频输入线路，发送数据前让总线空闲准备，提示接收方做好接收准备。总线空闲准备是用连续发送8位以上的0来表示。
(3)串行通讯采用帧起始标志进行同步，帧起始可以从任意一位开始，串行通讯的帧起始标志采用与标准串口通信同步中一样的标识，即连续发送6个1，即发送字符0x7e表示发送了帧起始标志。
(4)串行通讯采用帧结束标志表示本次数据发送结束，进入总线空闲状态。连续发送7个1，即发送字符0x7f表示发送了帧结束。串行通讯中，线路上传输的数据的单位为位，发送Byte时首先发送最高位，最后发送最低位，发送数据时字节间没有间隔。发送数据时，数据中很可能有连续的6个1，这与帧起始标志和帧结束标志相同，会造成通讯歧义。为消除歧义，规定当发送数据时，连续发送5个1后，必须发送一位无效的0，再接着发送其他数据。而接收到连续的5个1后，需要删除接着收到的0。这连续的5个1并非一定在1个Byte中，例如，两个Byte 0x0f和0xc0，每个Byte都没有连续的5个1，但先发送0x0f后发送0xc0时，就有连续的5个1了，需要动态插入、删除一位0。
(5)所述基于音频输入输出接口的串行通讯中，编码信息流一般以块形式表示，一个信息流块包含：块头和块负载信息，线路上传输的数据帧格式如图4所示。

4 结束语
根据嵌入式开发的一般原理，设计了数据传输模块的结构，进而完成数据传输模块的硬件设计，软件设计中完成了主控系统、各相关电路的控制程序，采用差分曼彻斯特码传输数据，能满足串行通信的同步要求，保障了数据传输的稳定性。