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1、 设计（论文）专用纸基于ARM7的MP3播放器的设计 学 校： 学 院： 应用技术学院 专 业： 电子信息工程 姓 名： 指导教师单位： 应用技术学院 指导教师姓名： 指导教师职称： 目录摘要4Abstract5前言6第一章 总体方案设计71.1 方案提出71.2 工作原理8第二章 相关技术介绍92.1 ARM7介绍92.1.1 ARM简介92.1.2 产品介绍92.2 LPC2103的简介112.2.1 管脚图112.2.2 LPC2103概述112.2.3 LPC2103的特性122.2.4 管脚连接模块132.3 诺基亚5110LCD介绍132.3.1 5110LCD简介132.3.2
2、5110LCD管脚定义152.4 蜂鸣器介绍162.5 IAR开发环境介绍182.6 H-JTAG介绍18第三章 各功能模块的硬件设计203.1 蜂鸣器音乐播放模块203.1.1 设计思路203.1.2 驱动电路分析与参数计算203.1.3 元器件选择213.2 诺基亚5110LCD显示模块223.2.1 管脚原理图223.2.2 与LPC2103的连接233.2.3 LCD显示屏实物图243.3 矩阵键盘模块253.4 电源及接口模块263.4.1 电源模块263.4.2 JTAG接口27第四章 各功能模块的软件设计284.1 蜂鸣器音乐播放程序模块284.1.1 程序设计思路284.1.2
3、 流程图294.1.3 部分源程序294.2 5110LCD显示程序设计314.2.1 程序设计的思路314.2.2 设计程序流程图314.2.3 程序设计324.3 4*4矩阵键盘电子琴程序设计354.3.1 程序设计思路354.3.2 程序流程图354.3.3 矩阵键盘扫描程序35第五章 系统测试36第六章 设计结果分析与总结376.1 设计结果分析376.2 总结与心得37附录38部分程序清单38参考文献资料45外文资料原文45外文资料翻译52摘要本设计是基于LPC2103的音乐播放器，核心控制器是LPC2103芯片，LPC2103是一种以ARM7为内核的MCU。通过C语言对其编程实现蜂
4、鸣器的音乐输出、按键控制以及LCD显示。其中蜂鸣器用的无源交流，直接通过编程实现方波信号输出就能够让蜂鸣器发声，为了让蜂鸣器发出音乐节奏，必须让输出的方波信号根据歌曲的音符编码改变其频率，这样蜂鸣器就能够根据频率不同而改变节奏，即实现了蜂鸣器音乐播放器。其次还用到了LCD显示以及按键控制，LCD用的5110显示屏，显示的作用是能够在蜂鸣器播放音乐的同时显示歌曲名称，而且通过按键切换歌曲。按键部分为一个独立按键和一个4*4矩阵键盘，独立按键用作控制歌曲切换，矩阵键盘用作电子琴设计。设计的主题部分为C语言编程，硬件部分为一个蜂鸣器驱动电路、一个矩阵键盘和一个LCD驱动，控制器为LPC2103开发板
5、。开发环境用到了keil uvision3和IAR，调试工具为H-JTAG。关键词：LPC2103、ARM7、LCD、蜂鸣器、按键AbstractThis design is based on the LPC2103 music player, MCU is LPC2103 chip, LPC2103 is a ARM7 MCU. Through the C programming realize the buzzer on the music output, button control and LCD display. Among them the buzzer passive commu
6、nication with directly by the programming square wave signal output can let a buzzer voice, in order to let out a buzzer music rhythm, must let the output pulse signal according to the songs notes to change its frequency code, such a buzzer can according to different frequency change rhythm, which r
7、ealize the buzzer music player. Second is the use of the LCD display and key control, LCD screen with 5110, the role of the show is the ability to play music of the buzzer also showed the name songs, and through the key switch songs. Key part as an independent keys and a 4 * 4 matrix keyboard, indep
8、endent button control switch as songs, matrix keyboard used as keyboard design. The theme for the design of the C programming language, hardware part as a buzzer drive circuit, a matrix keyboard and a LCD drive, controller for LPC2103 development board. The development environment and use the keil u
9、vision3 and IAR, debugging tools for H-JTAG.Key words: LPC2103、ARM7、LCD、Key、Buzzer前言如今学好ARM开发有很重要的意义，只要学习一种处理器的就有许多ARM内核的处理器供你使用。在嵌入式领域，8位处理器已经不再胜任一些复杂的应用，比如GUI，TCP/IP，FILESYSTEM等，而ARM芯片凭借强大的处理能力和极低的功耗，非常适合这些场合。所以现在越来越多的公司在产品选型的时候考虑到使用ARM处理器，从这个角度来说，对于在校大学生来说，如果你掌握了ARM开发技术，对于寻找一份好的工作也十分有利。ARM不是单片机，准
10、确来讲ARM是一种处理器的IP核。英国ARM公司开发出处理器结构后向其他芯片厂商授权制造，芯片厂商可以根据自己的需要进行结构与功能的调整，因此实际中使用的ARM处理器有很多种类，主要有三星、飞利浦、ATMEL、INTEL制造的几大类，功能与使用上均不相同。ARM处理器核还可以嵌入其他专用芯片中作为中央处理单元使用，例如飞利浦的MP3解码芯片就是采用ARM7核心的。ARM系列处理器很少集成片上硬件资源，更接近今天的处理器范畴，基本不被认为是单片机。传统的51单片机为8位处理器，而ARM芯片为32位处理器，虽然二者都能够作为硬件平台去实现各种要求，但ARM由于自身特性其处理速度、处理能力和存储容量
11、相比于51高很多。而且其安全性高，数据不易被丢失。总之51只能满足一些简单的用户要求，而碰到更个性化、复杂化的需求相比于ARM来说51显得力不从心。本课题主要研究ARM7以及相关MP3的各个功能模块，各个模块的功能设计都是基于ARM7内核的处理器芯片LPC2013控制的，ARM7是一切设计的核心，所以本次课题研究内容以ARM7为主。通过C语言对其编程实现各项功能，包括控制LCD显示，按键模块，蜂鸣器音乐播放器等。而控制各个模块最主要部分还是程序设计，因此对自身的编程能力有很高的要求。深刻的掌握ARM的编程应用，打下牢固的基础，对自己的提升也非常大。本设计是基于ARM7内核的LPC2103处理器
12、芯片做为MP3的主控芯片，相比于传统的MP3其灵活性和扩展性较好，性价比较高。第一章 总体方案设计1.1 方案提出LPC2103是一种更高级的单片机，它是基于ARM做为内核的处理芯片，其性价比更高于51系列单片机，所以本设计应用原理与51系列单片机相似，让其各管脚与外设相连，通过编程控制其功能。其中LCD显示以及按键都可以直接与LPC2103的管脚相连，蜂鸣器音乐输出也只需要加上一个三极管做为开关，防止大电流烧坏芯片。所以很容易得到一个设计方案如下图。LCD显示屏 接口模块音乐播放模块LPC2103主控芯片电源模块按键控制模块图1-1 整体设计框图1.2 工作原理其中LPC2103开发板做为主
13、控芯片，通过编程实现蜂鸣器单音播放，LCD显示歌曲名称，并通过按键实现切换歌曲，控制开始停止以及下一曲等。输入输出模块包括电源接口、20针JTAG下载接口，电源接口为5V直流，可用USB直接供电，JTAG接口用来下载烧写程序代码。第二章 相关技术介绍2.1 ARM7介绍2.1.1 ARM简介 ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器。适用于多种领域，比如嵌入控制 消费/教育类多媒体 DSP和移动式应用等。ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体和OEM厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术
14、及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。目前，总共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议，其中包括Intel、BM、LG半导体、NEC、SONY、菲利浦和国民半导体这样的大公司。至于软件系统的合伙人，则包括微软、升阳和MRI等一系列知名公司。ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。2.1.2 产品介绍ARM提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案。由于所有产品均采用一个通用的软件体系，所以相同的软件可在所有产品中运行（理论上如此）。典型的产品如下。 CPU内核ARM7：小型、快速、低能耗、集成式RISC内核，用于移动通信。ARM7TDMI(Thumb):这是公司授权用户最多的一项产品，将ARM7指令集同Thumb扩展组合在一起，以减少内存容量和系
