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1、2020w(定稿刘栋)基于SPCE061A的音乐播放器设计 单位代码： 005 分 类 号： TN912.2 延安大学西安创新学院 本科毕业论文（设计）题 目：基于SPCE061A的音乐播放器设计 专 业： 电子信息工程 姓 名： 刘 栋 学 号： 0903024140 指导教师： 杨延宁 职 称： 教 授 毕业时间： 二一三年六月 基于SPCE061A的音乐播放器设计摘要：随着时代的发展和科学技术的进步，各式各样的音乐设备层出不穷，人们在欣赏美妙乐曲的同时，对音乐播放器的大小、功能、存储量等要求越来越高。早期出现的音乐盒靠机械振动发出动听悦耳的旋律，后来取而代之的是更新换代很快的电子音乐播放
2、器。本设计是一款由硬件外围电路和软件来实现的音乐播放器。硬件部分由凌阳SPCE061A单片机以及1602液晶显示部分和SPR模组构成，软件方面利用凌阳公司附带的RESWRITER工具和语音压缩工具COMPRESS TOOL方便了程序的烧写和音乐的更换。此设计硬件电路连接简单方便，再加上61单片机性价比比较高，可以非常方便灵活的实现语音的录放系统，因此具有一定的实用价值。关键词：SPCE061A；SPR模组；1602液晶显示；RESWRITER；COMPRESS TOOL Design of music player based on MCU SPCE061A Abstract: With th
3、e development and progress of science and technology, a wide range of music devices endless stream of people at the same time in a wonderful song, music player, size, function, and storage capacity requirements getting higher and higher. The early Music Box issued by mechanical vibration a melodious
4、 melody, later replaced by electronic music player replacement soon. The design is a hardware peripheral circuitry and software to achieve the music player. The hardware part by Sunplus SPCE061A MCU as well as 1602 display part and SPR module, and software Sunplus with RESWRITER tools and voice comp
5、ression tool to facilitate replacement of the programming process and music COMPRESS TOOL. This design the hardware circuit is easy and convenient connections, coupled with the relatively high cost of 61 single-chip voice recording systems can be very convenient and flexible, so it has some practica
6、l value.Key Words: SPCE061A; RESWRITER; SPR module; 1602 LCD; COMPRESS TOOL目 录1 选题背景12 系统总体设计方案12.1方案选择12.2 系统的工作原理32.3 硬件模块连线图33 音乐播放器的硬件设计53.1 SPCE061A单片机主板53.1.1 SPCE061A概述53.1.2 SPCE061A芯片性能简介63.2 SPR模组模块73.2.1基本特性与参数指标73.2.2 SPR模组的主要功能83.2.3 SPR模组硬件框图83.2.4 ResWriter工具简介103.3 液晶1602103.3.1 液晶16
7、02LCD的基本参数及引脚功能113.3.2 液晶LCD1602均衡效果显示124 音乐播放器的软件设计124.1音乐播放器主函数设计134.1.1初始化函数154.1.2语音播放的实现164.2 均衡器的实现174.3 中断的使用175 音频算法和语音资源的更改175.1凌阳音频175.1.1凌阳音频压缩算法的编码标准175.1.2压缩分类185.1.3凌阳常用的音频形式和压缩算法185.2音频格式185.2.1声音文件格式195.2.2 MIDI文件（.mid/.rmi）195.3 语音资源的添加和更换196 结论24参考文献25致 谢26附录27延安大学西安创新学院本科毕业论文（设计）1
8、 选题背景进入21世纪以来，电子技术取得了突飞猛进的发展，电子产品如雨后春笋般的出现在社会的各个领域，极大的推动了电子行业的发展。随着IC集成度越来越高以及制造成本越来越低，使得音乐播放器得到了很广泛的普及。在音乐播放器带给我们欢乐的同时，自身的更新换代也很快。音乐播放器的核心部分是解码芯片，其本质就是一个小型单片机。单片机是现代计算机、电子技术的新兴领域。无论是单片机本身，还是单片机应用系统设计方法都会与时俱进。目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展。趋势将是全盘CMOS化，最大化的SOC设计，以串行方式为主的外围扩展等几个方面发展1。本设计采用凌阳61板作为主开发芯片，“61板”是SPC
9、E061A EMU BOARD的简称，是SPCE061A单片机的开发系统，通过连接不同的硬件部分和下载不同的程序就可以实现相应的功能。61板除了具备单片机最小系统电路外，还包括电源电路、音频电路、复位电路等。本设计利用SPCE061A 的语音处理功能，配合SPR模组与液晶1602组成的外围电路，再加上相应的软件程序，通过学习与实践，可以实现音乐播放器。2 系统总体设计方案2.1方案选择单片机是各种嵌入式系统和智能化设备的核心，音乐播放器的核心部分就是由单片机构成的。单片机的种类各式各样，不同种类单片机的功能特点也各不相同。通过在学习过程中对单片机的认识和实践不断加深，各种类型的单片机的优点也得
10、以展现。此次毕业设计中我总结了两种音乐播放器的设计方案。方案一：使用AT89C51单片机作为整个设计的中心控制模块，外接+5V的电源给单片机供电。单片机所需要的时钟信号由晶振部分产生，开发板上的矩阵键盘去产生相应的外部中断来控制音乐播放器的上一首和下一首曲目。再利用I/O接口的输出去驱动蜂鸣器工作发出声响，用LED作为音乐播放器的显示部分。最后，单片机外加一个复位电路，可以在程序出错时，重新启动单片机让其重新工作。设计框图如图2-1所示：图2-1 总体设计框方案二：采用凌阳科技公司生产的SPCE061A单片机作为核心部分，用开发板自带的按键作为输入，液晶1602作为用户界面的提示部分和均衡器的
11、显示效果、SPR4096模组作为音乐资源的存储部分和61板语音播放等部分，61板作为整个音乐播放器的核心控制器并且负责语音输出3。如图2-2为硬件系统设计框图图2-2 硬件系统设计框图由于凌阳的语音芯片使用较少的外围器件就可以实现最小系统，且SPCE061A集成有ADC、DAC、PLL、AGC等电路，并配有凌阳16位单片机集成开发环境，支持标准C语言和汇编语言编程，使得开发方便、容易。加之脱离了千篇一律的靠89C51单片机来实现硬件电路的开发，为设计注入了新的资源和思想，因此本设计采用了方案二。2.2 系统的工作原理整个系统的中心控制模块为SPCE061A，输入部分使用开发版自带键盘；液晶LC
12、D1602与61板连接实现音乐播放时均衡器效果的显示；SPR4096模组存储语音资源，通过硬件电路和61板的连接去实现音乐播放器的播放控制功能。2.3 硬件模块连线图整个音乐播放器的硬件模块主要由键盘模块，SPR4096模组，1602液晶显示模块组成。硬件电路具体连接如图2-3所示：图2-3 硬件模块连线图IOA0Key1(61板自带的按键，按键的另一端接5V电压)；IOA1Key2；IOA2Key3；IOA8-IOA15-D0-D7（液晶LCD1602）；IOB13RS（液晶LCD1602数据/命令选择端）；IOB14R/W（液晶LCD1602读/写选择端）；IOB15EP（液晶LCD160
13、2使能端）；IOB0SCK（SPR4096模组）；IOB1SDA（SPR4096模组）。功能说明：按键部分主要实现如下功能：按键功能图如2-4所示图2-4 按键功能图(1)当系统处于停止状态时，各个按键功能为：按下KEY1键开始播放音乐；按下KEY2键选择上一曲；按下KEY3键选择下一曲，长按一秒钟恢复到停止状态。(2)当系统处于播放音乐状态时，各个按键功能为：按下KEY1键暂停；按下KEY2键选择上一曲；按下KEY3键选择下一曲。3 音乐播放器的硬件设计在音乐播放器的设计过程中，外围硬件电路使用了三种模块。1.凌阳科技公司生产的SPCEA061A开发板作为负责控制音乐播放的核心器件。2.SP
14、R4096模组模块作为存储语音资源的介质。3.液晶1602模块作为音乐播放时均衡器效果显示部分。3.1 SPCE061A单片机主板3.1.1 SPCE061A概述凌阳科技公司生产的单片机目前有8位和16位两大系列，8位机根据不同用途分别带有LCD驱动、单通道或者多通道发声功能。16位机以nSPCPU为内核，根据需要集成相应功能模块，从而达到功能强、成本低的效果，是一款性价比比较高的商业级单片机4。SPCE061A是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机，使用它可以非常方便灵活的实现语音的录放系统，该芯片拥有 8 路10位精度的ADC，其中一路为音频转换通道，并且内置有自动增益电路。这为实现语音录入提供了方便的硬件条件。两路10位精度的 DAC，只需要外接功放（SPY0030A）即可完成语音的播放。另外凌阳十六位单片机具有易学易用的效率较高的一套指令系统和集成开发环境。在此环境中，支持标准C语言，可以实现C语言与凌阳汇编语言
