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1、ATMELATMEL 单片闪存单片闪存 MP3MP3 解码芯片应用解码芯片应用随着技术的不断进步和市场对 MP3 播放器新的要求，MP3 解决方案也不断推陈出新。特别是最近一年，各家 IC 公司以眼花缭乱之势推出了从多片到单片 SOC 的新方案。 ATMEL 在上述形势下，于 2002 年率先推出了带即插即用 U 盘功能的单芯片闪存 MP3 解码器芯片。TLG 公司在 ATMEL 协助下，已成功开发了多款性价比极优的畅销机型。 AT89C51SND1 具有以下功能： *MP3 硬件解码器-单独的 MP3 解码器 -支持 48，44.1, 32, 24, 22.05, 16KHz 采样频率-左右
2、声道独立的音量控制(软件使用 31 级)-重低音、中音、高音均衡控制(31 级)-重低环绕声效果-辅助数据输出-“CRC 错误”和“MPEG 帧同步”指示*具有适应市场上不同的 DAC 的可编程的音频输出接口-兼容 PCM 格式-兼容 I2S 格式*基于 8 位 C51 MCU 核(最大时钟频率 20MHz)*内置 2304 字节 RAM*64K 字节 FLASH 程序空间-FLASH: AT89C51SND1C-ROM: AT83C51SND1C*兼容 Atmel DataFlash SPI 接口*兼容 IDE/ATAPI(硬盘)接口*通道 10 位 AD 转换器，8KHz(8 位真有效值)
3、-电池电压监视-软件控制的录音*超过 44 个可用的通用 I/O 口：-4 位可中断的键盘口，可组成 4xn 矩阵键盘-软件编程的 Smartmedia 接口*两个标准的 16 位的定时/记数器*硬件看门狗*带有波特率发生器的标准通用异步串口*主从 I2C 控制器*4K 字节引导闪存(T89C51SND1)-在系统编程：通过 USB,UART 和其他存储卡*USB Rev1.1 控制器-“Full speed”数据传输*内置锁相环-提供 MP3,音频时钟-USB 时钟*兼容 MultiMediaCard (MMC)卡接口*主从 SPI 控制器*电源管理模块-上位复位-软件可编程 MCU 时钟-
4、空闲、掉电模式*工作范围：-在 25C, 3V, 10%, 典型操作时消耗电流 25mA-工作温度范围-40C - +85C典型应用典型应用 MP3 播放器 PDA，数码相机，MP3 移动电话 汽车多媒体 MP3 家庭多媒体 MP3 ATMELATMEL 单片闪存单片闪存 MP3MP3 解码芯片的优点解码芯片的优点 集成 USB,MMC 的嵌入式 C51 非常小的系统软件功能齐全带 USB 功能的 MP3 播放器仅需 15K 字节固件代码。 有 44 通用 I/O 口的嵌入式 C51NAND Flash, SSFDC, I2C, SPI 和 IDE 多种扩展功能接口容易适应多种应用场合(Fla
5、sh/CD/HDD 播放器，汽车/旅行/组合音响.)。 硬件 MP3 解码器和硬件接口控制器非常低的工作电流：25mA(128Kbps,48KHz 采样率，16MHz 时钟 C51 X1 模式，3V, 25C)。 可以通过 USB 进行固件升级的 flash 版本通过网页下载音乐和固件系统引导或者用户特殊引导的E2PROM。 低成本的掩模 ROM 版本：64K 80C51 + MP3 解码器 + USB！ 提供廉价的开发工具和不需要软件授权费用。 提供绝大部分的程序 C51 代码，给用户充分发挥的空间。 内置 2304 字节的 RAM，方便用户增加复杂的功能。 内置程序存储器和多种固件加密方式
6、，保护用户独有创新的知识版权。 需要很少的外围器件 SND1,DC-DC,音频 DAC 和存储器，可以做到很小的空间内，适应现代 MP3 的纤小而功能全面的要求。 ATMELATMEL 单片闪存单片闪存 MP3MP3 解码芯片典型应用的硬件结构解码芯片典型应用的硬件结构 我们使用 ATMEL 单片闪存 MP3 解码芯片设计一个市场上最流行的 MP3 播放器，具有中文 LCD 显示，即插即用而且可以当 U 盘使用，内置 128M 字节 NAND 闪存，使用一节 AAA(7 号)电池，有录音、复读和电池电量指示。 硬件框图略(详见单片机天地2003.10) 1.AAA 电池通过 DC-DC 电路从
7、 1.5V 转换到 3V 提供给 MCU、DAC、耳机放大器、LCD 模块、NAND闪存、录音前置放大器等电路电源。 2.MCU 在通过键盘和 LCD 液晶显示屏和用户进行交流，接收用户的指令并从 LCD 液晶显示屏中将用户指令执行的结果显示出来。如：a 用户按播放键要求播放 MP3 音乐时，MCU 读 NAND 闪存的数据。如果有 MP3 歌曲在闪存上，MCU 读 MP3 文件，并且将 MP3 的歌名显示在 LCD 液晶显示屏上；如果没有MP3 歌曲在闪存上，MCU 显示没有的歌曲的信息在 LCD 液晶显示屏上，如果还有别的问题也显示在LCD 液晶显示屏上。 3.如果用户把 MP3 播放器连
8、接到电脑(包括使用 MICROSOFT WINDOWS、UNIT、LINUX、MAC OS)中，MCU 识别到用户读写 NAND 闪存要求时，根据电脑的指令对 NAND 闪存进行读写，并且及时将状态显示在 LCD 液晶显示屏上。 4.当用户进行录音时，MCU 将麦克风和麦克风前置放大电路的电源打开，将其他无关的电路电源切断，防止对录音产生干扰，经过放大的麦克风声音信号经过 MCU 集成的 A/D 转换器将模拟信号转换成数字信号，然后 MCU 将该数字信号存储到 HAND 闪存上，MCU 按照一定的频率周而复始的重复上述过程，直到用户要求录音停止或 HAND 闪存用完。 5.当用户要求播放 MP
9、3 音乐时，如果有 MP3 歌曲在闪存上，MCU 将一段的 MP3 歌曲的数字数据从HAND 闪存读到 MCU 集成的 MP3 解码器中，并且根据 MP3 数据的格式和用户的要求设置好 MP3 解码器的参数，MP3 数据通过 MP3 解码器解码后变成 WAV 格式的数字信号，该信号按照用户设定的外部A/D 转换器格式通过音频接口输出的外部 A/D 转换器，外部 A/d 转换器将 WAV 格式的数字信号转换为人耳朵可以接受的模拟信号并且通过耳机放大器放大后送到耳机。 ATMEL 单片闪存 MP3 解码芯片典型应用的固件(Firmware)结构图略(详见单片机天地2003.10) 由于系统管理的接
10、口、器件和任务都比较复杂，整个固件系统是复杂的。但是掌握一定的方法消化并运用固件是不困难的。 固件从任务调度的角度来说，分为： a disp_task.c 负责显示任务，定时的更新显示状态。 kbd_task.c 负责接收用户的按键请求。 usb_task.c 负责接收电脑通过 USB 口发来的命令和数据。 mem_task.c 负责存储器的管理工作。 mode_task.c 负责模式转换的分配工作，主要是 song_task,voice_task,tool_task 之间的转换： song_task.c 负责 MP3 播放工作，voice_task.c 负责录音的录和放工作，tool_tas
11、k.c 负责常用工具的管理工作。 各个任务之间是一种协作式多任务方式工作的，每个任务接收系统发出的调度数据，处理相应的工作，如果工作的条件(I/O 资源、时间等)满足，就执行相应的工作，否则释放 MCU 的控制权，等待下次 MCU 的控制权。 ATMELATMEL 单片闪存单片闪存 MP3MP3 解码芯片典型应用的软件结构解码芯片典型应用的软件结构 由于 ATMEL 单片闪存 MP3 解码芯片是即插即用的 U 盘，只有 WIN98 下需要驱动程序，ATMEL 免费提供编译好的版本和用户可修改的版本 WIN98 驱动程序。 ATMEL 单片闪存 MP3 解码芯片开发平台： 开发板：DVK-04 kit 仿真器：CEIBO FE-51SND 固件(Firmware)编译器：Keil C51 V7.0+ 固件(Firmware)下载工具：FLIP 1.60+ 固件的下载电缆：RS232 串口电缆(TTL 带电平转换)或 USB 连接电缆。 展望 顺应市场对 MP3 播放器在下载速度、耗电、保护知识产权、体积等方面的要求，TLG 已完成以硬盘为存储介质的超大容量新一代 MP3 开发。ATMEL 具有 USB2.0 主从 OTG、集成电源管理、集成 A/D 转换器、存储控制器等更强功能的下一代芯片也即将推出。
