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1、 昆明理工大学津桥学院 ARM 实作课程报告 实作设计题目: MP3 音乐播放器 专业: 电子信息科学与技术 年级: 2011 级 姓名: 彭 喜 学号: 201116022124 指导教师: 王剑平 日期:2013 年 11 月 27 日 基于 STM 的音乐播放器 指导教师王剑平职称副教授学生年级11 级学生专业电信 开发题目Mp3 播放器设计开发 选题的依据、目的、要求、工作量的大小： Mp3 播放器在日常生活中有广泛应用，本题目旨在帮助学生掌握 Mp3 播放器的开发和应用。 选题的只要内容和意义： 设计 Mp3 播放器，任务： （1）了解 Mp3 播放器的基本工作原理。进行芯片选型、电
2、路设计。 （2）实现 Mp3 播放器文件浏览和播放。 要求： （1） 实现 Mp3 播放。 （2） 支持常用码率。 （3） 实时显示播放文件信息。 课程所需材料清单及材料费用预算： （1）STM32 开发板 700 元 （2）Mp3 解码模块 80 元 （3）液晶显示模块 100 元 （4）其他辅料 200 元 共计 1080 元 拟采用方法及预期成果： 采用 STM32 主控制芯片实现功能，液晶显示结果。 教师意见： 同意选题 目目 录录 一、一、 前言前言.- 5 - 1.11.1 选题背景与现状选题背景与现状.- 5 - 1.21.2 设计思路与结构设计思路与结构.- 5 - 二、系统概
3、述与硬件电路设计二、系统概述与硬件电路设计.- 5 - 2.12.1 系统的总体构架系统的总体构架.- 5 - 2.22.2 电源模块电源模块.- 6 - 2.32.3 微控制器模块微控制器模块.- 7 - 2.3.12.3.1 STM32F103ZET6STM32F103ZET6 微控制器微控制器- 7 - 2.3.22.3.2 RDA5820RDA5820 简介简介.- 9 - 2.3.3.2.3.3.硬件设计硬件设计.- 10 - 2.42.4 带触摸功能的带触摸功能的 TFTTFT 液晶显示模块液晶显示模块.- 11 - 2.52.5 VS1053VS1053 音频模块音频模块- 12
4、 - 2.5.12.5.1 VS1053VS1053 概述概述- 13 - 2.5.22.5.2 VS1053BVS1053B 解码电路设计解码电路设计- 16 - 三、三、FATFAT 文件系统文件系统- 17 - 3.13.1 FATFAT 文件系统简介文件系统简介- 17 - 3.23.2 FATFAT 文件系统的读取操作文件系统的读取操作- 18 - 四、四、 系统软件设计系统软件设计.- 21 - 4.14.1 软件设计总流程软件设计总流程.- 21 - 4.24.2 底层驱动程序设计底层驱动程序设计.- 21 - 4.2.14.2.1 TFTTFT 显示驱动程序设计显示驱动程序设计
5、- 21 - 4.2.24.2.2 ADS7846ADS7846 触摸驱动设计触摸驱动设计- 23 - 4.2.34.2.3 VS1053VS1053 驱动设计驱动设计- 24 - 4.2.44.2.4 SDSD 卡读取驱动卡读取驱动- 25 - 4.34.3 功能模块的设计功能模块的设计.- 27 - 4.3.14.3.1 音乐播放功能的设计音乐播放功能的设计.- 27 - 4.3.24.3.2 USBUSB 读卡器读卡器- 27 - 4.3.34.3.3 触摸画板触摸画板.- 27 - 五、系统调试与分析五、系统调试与分析.- 29 - 5.15.1 硬件调试硬件调试.- 29 - 5.2
6、5.2 软件调试软件调试.- 30 - 5.2.15.2.1 软件设计软件设计.- 30 - 5.2.25.2.2 下载验证下载验证.- 31 - 六、六、 结束语结束语.- 32 - 参考文献参考文献.- 32 - ABSTRACT Is a high quality MP3 music compression standard, with MP3 compressed data can be reduced to 1 / 12, but there is little loss of sound quality. MP3 music as the smaller amount of dat
7、a and high-quality playback, it will soon become a set of audio playback, the data is stored as a digital product, and very popular. In this paper, STM32 family of microcontrollers, combined with decoder chip VS1053, SD card, LCD and other peripherals design and implementation of MP3 players. Its ma
8、in functions are: Play VS1053 supports all audio files, such as MP3, WMA, WAV files, and the sound quality is very good; through the joystick control playback on a / to the next, through a potentiometer to control volume change, through the LCD show the volume icon and play status, etc.; The system
9、also plans to achieve reader function, PC machine interfaces via USB directly to the development board of the SD card read and write operations to facilitate the copying audio files. Key words: MP3 Players; CortexM3; STM32F103RBT6; VS1053;FAT 摘 要 随着生活水平的提高，人们对消费电子的需求也越来越高。多功能的 MP3 播 放器也受到越来越多人的青睐。电子
10、技术快的速发展和消费者的爱好需求，MP3 的功能也越来越多，它与 PDA、手机一样，都向多功能方面发展，尽可能吸收其 它产品的功能，以便增加产品卖点。系统采用 ARM Cortex-M3 内核的 STM32F103RBT6 作为微控制器，结合 VS1053 音频解码芯片，SD 卡存储器，TFT 液 晶显示屏等外围设备，以及 FAT 文件操作，设计实现了集音乐播放触摸画板 USB 读卡器等为一体的多功能 MP3 播放器。 关键词：STM32F103RBT6；VS1053；SD 卡；TFT 液晶；MP3 播放器；FAT 小组成员：张春玲、杨昌彪、彭琴、王哲、谢树斌、彭喜小组成员：张春玲、杨昌彪、彭
11、琴、王哲、谢树斌、彭喜 软件设计：杨昌彪软件设计：杨昌彪 硬件设计：张春玲、彭琴硬件设计：张春玲、彭琴 程序调试：程序调试： 彭喜、杨昌彪彭喜、杨昌彪 SDSD 卡程序：王哲、谢树斌卡程序：王哲、谢树斌 基于基于 STM32FSTM32F 的的 MP3MP3 播放器设计播放器设计 一、一、 前言前言 1.11.1 选题背景选题背景与现状与现状 二十一世纪的第一个十年过去了，随着电子技术的高速发展和嵌入式系统的 应用，越来越多的电子产品进入人们的视野。面对多形式、多渠道的信息，人们 对信息的整合运用与随时调整的要求越来越高，消费电子无疑将潜移默化地改变 人们的生活。目前，消费电子产业每年都持续增
12、长，所涉及的产品领域和行业也 越来越多。丰富的电子产品正从各个角度向消费者展示着“数字生活”的新概念， 给人们带来了耳目一新的全面享受。 自从 1998 年世界上第一台 MP3 播放器1推出以来。MP3 播放器市场以极快的 速度发展，MP3 的功能也越来越多。国产品牌的 MP3 播放器也进入市场当中，以 纽曼、蓝魔、魅族等企业为代表的 MP3 播放器企业占据了国内 MP3 播放器市场主 要份额。 现阶段的播放器在保障高品质的前提下，尽可能吸收其它产品的功能，以便 增加产品卖点。 1 1.2.2 设计思路与结构设计思路与结构 现阶段 MP3 播放器技术已经很成熟，但对于缺少实践经验的我们还是有许
13、多 吸引力。抱着学习的态度，同时结合大学四年所学的专业知识，设计并制作了一 款多功能的 MP3 播放器。本设计采用 STM32F103ZET6 作为微控制器、VS1053 音 频作为解码模块、SD 卡作为文件存储模块、触摸 TFT 作为控制终端。 以下为主要实现的功能： MP3 文件播放功能 USB 读卡器 触摸画板 时间显示 本文主要分为三个模块介绍说明了设计的理论与实现： 1) 硬件电路模块分析各个模块的原理以及电路的设计。 2) 文件系统模块详细说明了本设计中使用的 FAT 文件系统的原 理及相关操作方法。 3) 系统软件模块相关的驱动设计及各个功能实现的软件分析。 二、系统概述与硬件电
14、路设计二、系统概述与硬件电路设计 2.12.1 系统的总体构架系统的总体构架 MP3 播放器其实就是一个功能特定的小型电脑。在 MP3 播放器小小的机身里， 拥有 MP3 播放器存储器（存储卡） 、MP3 播放器显示器（LCD 显示屏） 、MP3 播放器 中央处理器 MCU（微控制器）或 MP3 播放器解码 DSP（数字信号处理器）等。 本设计采用 STM32F103ZET6 读取 SD 卡中的 MP3 音乐文件，并将数据送入 VS1053 进行音频解码，得到模拟的音乐流，从而实现 MP3 的音乐播放功能。同时 结合 TFT 触摸屏、74HC4052 音频选择存储器、STM32F 等外围接口设
15、备2，内嵌 USB 读卡器等功能。其系统框图如图 2-1 所示。 STM32F103ZET6 微处理器微处理器 74HC4052 音频选择 RDARDA 58205820 VS1053 音频解码 耳机 接口 TFT 触摸液晶 电源模块 USB 接口 SD 卡 图 2-1 MP3 播放器系统框图 硬件模块主要包括电源模块微处理器模块VS1053 音频解码模块TFT 触 摸液晶模块。电源模块提供 3.3V 直流稳压电源。STM32F 微处理器模块主要提供 SD 卡接口，TFT 触摸液晶接口，DS18B20 接口，74HC4052 接口以及 VS1053 接口。 VS1053 音频解码模块主要获取
16、STM32F103ZET6 传入的音频文件信息与控制信息， 同时输出音频信号。TFT 触摸液晶模块实现 TFT 的显示和触摸屏的控制。 2.22.2 电源模块电源模块 电源是电子设备中必不可少的一部分，它为设备提供了能量。电源模块电路 如图 2-2 所示。USB 或 5V 电源适配器经过 AMS1117-3.3 产生 3.3V 直流电源供系 统使用。C82 可以防止电感效应而产生的自激，C86 用来减小由于负载电流瞬时 变化而引起的高频干扰，C85 用来进一步减小输出脉动和低频干扰，使电源输出 更加稳定。 图 2-2 电源模块电路 2.32.3 微控制器模块微控制器模块 2.3.12.3.1 STM32F103ZET6STM32F103ZET6 微控制器微控制器 本设计中的微控制器采用意法半导体公司出产的 STM32F1
