《MP3播放器的设计实现.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MP3播放器的设计实现.doc（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、MP3播放器的设计实现应用天地：消费电子MP3播放器的设计随着数字声音作为一种存储、处理和传输高保真声音的方法在消费电子等领域的广泛应用，与之相关的数字音频压缩技术也得到了充分的发展，MP3音乐格式的出现和Internet的日益普及更是将数字音乐推向了高潮。MP3压缩音乐的方式是通过一个运算法则，去掉声音中高频与低频的部分，大幅删减不必要的容量浪费，同时保留了人类所能感受到的音频部分，因此其好处在于大幅降低了数字声音文件的容量，而不会破坏原来的音质。音质越低的声音在MP3的运算法则下可以得到越高的压缩比MP3歌曲的播放功能。在按键的控制下，通过OLED中菜单选项的选择，实现对歌曲播放模式以及歌
2、曲选择等功能；在播放的同时，OLED上显示的信息除滚动的歌曲名称信息外，还包括系统供电电池的电量及歌曲播放模式等。例。本文研究了数字音频技术在嵌入式系统中的应用,给出了嵌入式MP3播放系统的软硬件设计。系统结构整个系统包括主控. M C U（LPC2148）、解码器、DAC（VS1003）、SD卡、按键、OLED和锂电池等几部分，结构框图如图1所示。PC通过USB接口实现对SD卡的管理和对MP3歌曲、文档等数据信息的存储。系统启动后，由MCU控制将存储于Flash中歌曲的码流信息送入到VS1003芯片中，通过VS1003芯片解码以及其内含的高质量的立体声DAC和耳机驱动电路，实现96 . 20
3、06年12月今日电子. 硬件设计1 电源模块MAX1811是能够直接从USB端口取电的高集成度单体Li+蓄电池的充电芯片，充电电路如图2所示。本系统充电电流应设定为500mA，同时将SELV引脚置高，MAX1811芯片被配置为Li+电池充电至4.2V，CHG端允许芯片在充电期间点亮LED。电子科技大学张天益朱红由于Li+蓄电池的单体放电电压为3.6V，不适合其他芯片的工作电压，所以需加LDO芯片SPR6200和SPR6201，将电压分别降低到3.3V和2.7V。2 主控芯片LPC2148是支持实时仿真和嵌入式跟踪的16/32位ARM7TDMI-S微控制器，内嵌512KB高速Flash存储器，因
4、其功能强大，便于系统以后的升级。本系统中暂时只用到USB、SPI、SSP接口功能和ADC功能，其他功能的使用待扩展而定。3 解码模块VS1003解码芯片内部集成有VS_DSP处理器、立体声音频DAC和立体声耳机放大驱动器等。由于解码与控制芯片分离，所以音质好，控制也比较简单。LPC2148通过其SPI接口对VS1003进行控制，图3给出了LPC2148与VS1003的硬件连接图。4 显示模块VGS12864E是128 64行点阵的OLED单色、字符、图形显示模块。模块内置6464的显示数据RAM，其中的每位数据对应于OLED屏上一个点的亮、暗状态；其指令应用天地：消费电子 电阻后与LPC214
5、8的I/O相连，并通过10k电阻上拉；同时，3和8引脚也通过电阻上拉。软件设计本系统的系统与液晶显示驱动控制器HD61202兼容。本系统通过模拟时序的方式用8位I/O口与OLED模块8位数据总线D0D7相连，再通过3位I/O口与液晶的指令控制或数据操作位RS、读写控制位R/W和使能控制位E相连的方式来控制. OLED模块。5 存储模块采用SD卡作为存储介质的优点是容量大、体积小且防振。歌曲全部存储在SD卡中，SD卡工作于SPI模式。通过将LPC2148的SSP设置成SPI功能与SD卡相连接。同时，芯片的其他两个I/O口分别设置成卡完全插入到卡座中检测引脚和卡是否写保护的检测引脚。图4为SD卡的
6、接口电路，其中VSS1、VSS2与GND相连接地；DAT1、DAT2接10k 下拉电阻；10和12引脚接一个大约100的软件设计包括三部分：显示程序、SD卡读写程序和MP3播放程序。图5为软件总体设计流程。1 显示程序系统使用的是不含字符和图形驱动的OLED点阵显示屏，所以系统服务程序包括了图形及中、英文字符的显示驱动控制。图6是显示模块的软件流程。显示程序入口参数是字符编码，根据编码判断字符的类型，根据不同类型的字符（符号、ASCII码、汉字）设置不同的查表基地址。然后将字符编码值作为查表偏移地址获得该字符的显示点阵数据存入显示缓冲区，最后调用执行程序完成字符显示刷新。显示程序还提供了所有A
7、SCII字符和简体中文的查表接口。字库存储在LPC2148内部的Flash中。由于LPC2148的A/D的最高电压不能超过3.3V，所以Li+蓄电池电压通过电阻分压后送入A/D口，读出转换后的值通过适当处理也送入OLED成比例的显示电池供电情况。2 SD卡读写程序LPC2148内部带有一个完全兼容USB2.0规范的USB设备控制器。配置芯片内部的相关寄存器，使其仅仅使能芯片内部的逻辑端点0和2，分别支持USB协议中的控制传输和批量传输。然后初始化USB口相关驱动参数后尝试与PC建立通信联系。97今日电子. . 2006年12月应用天地：消费电子3 MP3播放程序VS1003主要通过串行命令接口
8、（SCI）和串行数据接口（SDI）来接收LPC2148的控制命令和MP3的数据。通过xCS、xDCS引脚的置高、置低来确认是哪一个接口处于传送状态。对于VS1003芯片的功能控制，如初始化、软复位、暂停、音量控制、播放时间的读取等，均是通过SCI写入到特定寄存器实现的。两条SCI指令之间要通过DREQ引脚信号判断上次处理是否完成。MP3文件的数据流通过SDI传送。SDI可以工作在两种方式：. native mode和compatibility mode，通过寄存器中SM NEWMODE位进行选择。本系统采用native mode，. compatibility mode只是为了与以前的芯片兼容
9、。图7是数据流处理过程。首先将通过SDI传送过来的MP3数据送解码器解码，然后根据SCI BASS寄存器内容将解码后的数据送入低音、高音增强器，之后送入声音控制单元，再送入音频FIFO。音频FIFO中的数据在通过采样速率转换成同一速率，再送入DAC。如果音频. FIFO有足够的空间，VS1003会发出一个高电平DREQ数据请求信号，以表示可以接收至少32B的数据。如果输入解码器的数据无效或传送的速度不够，VS1003芯片会自动做静音处理。结语此MP3播放器解决方案也能实现. PlusV/WAV/ADPCM/WMA/MIDI格式的音频文件播放。实验结果在电路板上调试通过，播放MP3音乐流畅，音质
10、好。此外，若采用VS1003的升级芯片VS1033，在不改变电路的情况下系统可直接升级成AAC播放器。. EPCEDA工具和IP核推动芯片业发展EDA工具和IP内核是IC产业的基础，只有借助EDA工具发工具、操作系统、IP库，很多开发工程师对ARM处理器的和IP内核等资源，才能在高起点上开发出有市场竞争力的开发也非常熟悉。产品。MIPS公司主要有MIPS 4KE、MIPS 24K、MIPS 24KE、. MIPS目前主要的EDA厂商有Cadence、Synopsys、Mentor34K系列可合成处理器内核，可让客户实现价格、性能和功Graphics、Magma、Synplicity等公司，其中
11、最大的EDA公司耗之间的平衡。MIPS32 34K系列内核在24K系列的基础上增Cadence的产品线也最为丰富，提供了提供了包括定制IC设加了多线程处理和DSP功能，可以显著减少处理器核心等待计平台Virtuoso、数字IC设计平台Encounter、验证平台Incisive、存储器的时间。MIPS32 34K目前可实现5个线程，将来可实系统互联设计平台Allegro在内的4个平台，并有针对性地现最多9个线程，所有线程通过VPE(虚拟处理单元)来管理。推出4个锦囊，用于解决特定的应用设计问题。在增加14%的芯片面积时，处理速度可增加60%。如果开中国科学院计算技术研究所采用了Cadence公
12、司的IC设启5条线程，处理性能可增加2倍。计平台的部分工具，采用90nm工艺完成通用64位处理器龙MIPS的SoC-it平台提供了一组经过定义的元件，硬件芯2E。中科院计算所在龙芯2E中采用了Cadence Encounter核心包括存储子系统、中断和片上互连，通用外设包括实时数字IC设计平台中的CeltIC NDC纳米延时分析器，. Virtuoso时钟(RTC)、串行端口(UART)和通用I/O。通过MIPS-Verified项Schematic Editor原理图编辑器，. Virtuoso Analog Design目中上百个针对设计具体功能的验证测试，MIPS公司可以对Environment模拟设计环境、Virtuoso Layout Editor版图编辑基于MIPS内核的芯片进行架构、内核的验证，确保产品的器以及Incisive功能验证平台中的NC Sim多语言仿真环境。兼容性。目前，珠海炬力利用MIPS内核开发出了MP3播放器IC设计的另一个核心是IP核，目前主流的处理器IP核有专用芯片，上海方泰电子利用MISP内核开发了多媒体音视ARM和MIPS。凭借占据市场先机和低功耗的优势，ARM处理频处理器，在网络存储设备、打印机等许多应用中也可以看器在手机处理器市场上一枝独秀，而且市场上有大量的开到基于MIPS内核的芯片。98. 2006年12月今日电子.
