帶U盤功能的MP3播放器設(shè)計方案

隨著人們對MP3產(chǎn)品進(jìn)一步的認(rèn)識和更高層次的需求，MP3發(fā)生了一系列的變化，其更加小巧精致，更人機(jī)化和情趣化，個性區(qū)分也越來越強(qiáng)。MP3播放器正朝著功能強(qiáng)大、外觀豐富、價格便宜的方向發(fā)展。這里提出一種基于AT89C51SND1C的MP3播放器設(shè)計方案。當(dāng)MP3播放器上的USB設(shè)備插入PC機(jī)上的USB接口進(jìn)行文件下載時執(zhí)行U盤功能，否則程序運(yùn)行執(zhí)行MP3功能。

　　1 MP3播放器簡介

　　MP3播放器是一種新興的數(shù)字音樂播放器，播放MP3、WMA等格式的文件。通過用MPEG-1 Layer 3編碼技術(shù)，可以得到大約12：1壓縮的有損音樂信號。盡管MP3音樂是有損的，它在壓縮過程中對功率譜較弱的信號有所丟失，但它同CD原聲區(qū)別不大，不影響一般音樂愛好者對音樂的欣賞。MP3大大縮小了聲音文件的長度，使音樂的存儲和傳輸更方便。

　　1.1 結(jié)構(gòu)

　　MP3播放器一般分成3個部分：CPU、MP3硬件解碼器存儲器。其中可以將前兩部分集成在一起，即帶MP3硬件解碼器的CPU;或?qū)⒑髢刹糠旨稍谝黄?，即集成硬件解碼、D/A轉(zhuǎn)換及音頻輸入。存儲器可以是Flash存儲器或硬盤。綜合考慮元器件性價比等各方面的因素，選定方案為：1)CPU+MP3解碼器+USB控制器：AT89C51SND1C;2)D/A轉(zhuǎn)換器：CS4330;3)音頻放大器：任意雙路運(yùn)算放大器即可;4)存儲器：K9F120 8;5)串口調(diào)試選用串口電平轉(zhuǎn)換器：MAX3232;6)MP3屏幕顯示器：LCD1602。

　　1.2 功能

　　在該硬件系統(tǒng)設(shè)計中，采用美國Atmel公司生產(chǎn)的AT89C51SND1C作為主控MCU，可以實現(xiàn)如下功能：1)能對MP3或WMA格式的文件進(jìn)行解碼播放;2)可以進(jìn)行模擬音量，音效調(diào)節(jié)，聲道選擇，音量的范圍：+18～+75 dB，最小為靜音;3)可對歌曲進(jìn)行選擇，具有進(jìn)、退、快進(jìn)、快退功能及指定播放第幾首歌曲的功能;4)通過USB接口，可直接從PC機(jī)上高速下載音樂，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)語音編碼格式壓縮和存儲數(shù)據(jù)。

　　2 MP3播放器工作原理

　　MP3播放器的基本工作原理如圖1所示。通過USB接口把Flash存儲器上的MP3或者WMA等格式的數(shù)字音樂文件，送到主芯片內(nèi)部集成的解碼芯片進(jìn)行解碼，這些音樂文件經(jīng)過解碼后解碼為數(shù)字信號，然后通過A/D轉(zhuǎn)換將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號，再通過功率放大器進(jìn)行音頻放大，最后通過耳機(jī)輸出。本系統(tǒng)的一般工作過程如下：當(dāng)用戶要求播放MP3音樂時，如果在該系統(tǒng)Flash存儲器里沒有歌曲，可以通過USB接口連接PC機(jī)來下載音樂文件到存儲芯片中;若該系統(tǒng)中已存有MP3歌曲，用戶可根據(jù)顯示屏上的文件名選擇或者順序選擇MP3文件，選擇文件后主芯片將所選的音頻文件從Flash閃存中讀到主芯片集成的MP3解碼器解碼后變成數(shù)字信號，該信號按照用戶設(shè)定的外部D/A轉(zhuǎn)換器格式通過音頻接口輸出的外部A/D轉(zhuǎn)換器，外部A/D轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為人耳可接受的模擬信號并且通過功率放大器放大后送到耳機(jī)。在播放過程中可以進(jìn)行音量的增減等的選擇和控制。

　　3 MP3播放器的設(shè)計

　　3.1 硬件設(shè)計

　　該設(shè)計方案可以方便地將外部的MP3格式的音樂文件傳輸?shù)奖鞠到y(tǒng)的存儲器Flash中。由圖2硬件連接框圖可以看出本系統(tǒng)的具體硬件設(shè)計主要包括：1)主芯片AT89C51SND1C和存儲器K9F1208之間的連接設(shè)計，包括片選信號，讀寫信號以及AD信號的連接;2)主芯片和USB接口的連接設(shè)計，此部分主要用于MP3文件的傳輸和固件下載;3)主芯片和按鍵以及LCD之間的設(shè)計連接，用戶通過顯示屏幕獲取播放器的進(jìn)程信息，通過按鍵來對音樂進(jìn)行選擇和控制;4)主芯片和D/A轉(zhuǎn)換器之間，這一系統(tǒng)將該系統(tǒng)解碼后的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為人耳能識別的模擬信號，這一部分主要包括時鐘信號、數(shù)據(jù)信號以及反饋信號的連接;5)電源轉(zhuǎn)換部分，本系統(tǒng)內(nèi)部使用的電源一般為3.3 V，而USB接口以及電池的電源都需要DC-DC部分來進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而為系統(tǒng)提供所需的3.3 V電源;6)播放系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)的切換電路設(shè)計。

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