車載MP3的系統(tǒng)設計總體方案

　　2.3 收音機模塊的硬件設計

　　調(diào)頻87.5 MHz～108 MHz的數(shù)字調(diào)諧收音機模塊，使用了便攜式、低功耗調(diào)頻立體聲收音機芯片TEA5767HN。工作電壓低，需要很少并且低價的外圍電路。由于集成了低噪聲RF輸入放大器，具有高靈敏度;自由調(diào)節(jié)的立體聲解碼器，調(diào)諧系統(tǒng)的鎖相環(huán)合成器。通過引腳BUSMODE有兩種總線可以選擇：I2C總線和3線總線。本系統(tǒng)選用了I2C總線，即把BUSMODE設置為O。圖4為TEA5767HN的硬件設計電路。

　　3 系統(tǒng)軟件設計

　　設計一個USB系統(tǒng)，要想使其正常工作，就要進行軟件的設計。車載MP3的系統(tǒng)軟件設計分為三部分：(1)USB外設端的單片機固件(Firm-ware)程序;(2)主機操作系統(tǒng)上的客戶驅(qū)動程序;(3)主機應用軟件。單片機固件響應各種來自系統(tǒng)的USB標準請求，完成各種數(shù)據(jù)的交換工作和事件處理;客戶驅(qū)動程序則讓主機可以識別USB設備，并通過應用軟件來讀取USB設備，完成通信功能;主機應用軟件通過客戶驅(qū)動程序與系統(tǒng)USB(USB Device Interface)進行通信，由系統(tǒng)產(chǎn)生USB數(shù)據(jù)的傳送動作。包括檢測枚舉程序、中斷服務、人機接口、文件操作函數(shù)集、FAT文件系統(tǒng)函數(shù)集、USB協(xié)議層、硬件提取層、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序。

　　3.1 車載MP3的系統(tǒng)設計工作流程描述

　　3.2 端點配置階段程序設計

　　前面已經(jīng)提到固件的程序結(jié)構框架可基于中斷或基于查詢方式，這里以查詢方式為例。對于一個USB Mass Storage設備而言，必須支持3個端點的數(shù)據(jù)處理。

　　(1)O號端點：控制端點用于控制傳輸，主機通過與端點O相對應的管道來讀取設備描述符，完成對設備地址的設置，并完成配置。此端點為雙向數(shù)據(jù)傳輸端點。

　　(2)兩個非O端點：批量傳輸端點。這種端點為單向數(shù)據(jù)傳輸端點，分別為Bulk-In端點和Bull-Out端點。

　　3.3 設備配置階段程序設計

　　USB設備一旦插入到PC機的USB接口，USB檢測到設備插入以后，就會通過控制管道向默認地址發(fā)送USB標準請求，進入設備配置階段。

　　配置階段就是主機向設備索取各種描述符的過程。每當設備收到主機發(fā)送的數(shù)據(jù)后，便會觸發(fā)端點中斷寄存器中端點O所代表的位。此時，應該讀取端點O的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，讀取指定長度(長度由UBYCTX寄存器表示)的數(shù)據(jù)。然后對照USB標準設備請求的數(shù)據(jù)格式，對請求類型進行識別，然后轉(zhuǎn)向相應的標準請求處理函數(shù)。

　　3.4 批量傳輸階段(BullOnly)程序設計

　　按照USB協(xié)議中的規(guī)定，控制管道是消息管道，控制管道中的信息具有固定的格式。而其他管道則是流管道，流管道中的數(shù)據(jù)，USB協(xié)議中沒有規(guī)定其格式。

　　Mass Storage協(xié)議通過Bulk傳輸方式來傳送命令與數(shù)據(jù)。在這種傳輸方式下，有3種類型的數(shù)據(jù)(CBW，CSW和普通數(shù)據(jù))在USB和設備之間傳送。CBW和CSW數(shù)據(jù)都有一定的格式，普通數(shù)據(jù)根據(jù)其前面的命令塊來決定其歸屬和意義。因此，批量傳輸階段程設計的任務就是識別來自BulkOut端點的CBW數(shù)據(jù)進行相應的處理，然后通過BulkIn端點向主機回傳相應的CSW或數(shù)據(jù)。

　　3.5 播放任務

　　USB播放模式下，按壓重復鍵打開重復播放功能，此時可連續(xù)重復播放當前曲目，點按快退鍵或快進鍵可選擇你希望重復播放的曲目，再次點按此鍵時取消重復播放功能。進入該功能后，LCD上“RPT”字符將變亮。按壓瀏覽鍵打開瀏覽功能，可順序播放每個曲目的前幾秒，此時可點按快退鍵或快進鍵向后或向前瀏覽曲目，當聽到要選的曲目時，輕旋音量鈕可播放所選的曲目，同時取消該功能。進入該功能后，LCD上“INT”字符將變亮。按壓隨機鍵打開隨機播放功能，此時本機將隨機播放曲目而非按正常的播放順序播放USB盤中的曲目，點按快退鍵或快進鍵，可隨機播放其他的曲目，再次點按此鍵取消隨機播放功能。進入該功能后，LCD上“RDM"字符將變亮。按壓暫停/播放鍵，暫?；虿シ徘俊和２シ艜r，LCD上顯示“STOP ON”字符。

　　4 系統(tǒng)調(diào)試

　　單片機應用系統(tǒng)的軟、硬件制作完成后，必須反復進行調(diào)試、修改，直至完全正常工作為止。調(diào)試工作通?？煞?個步驟進行。

　　(1)硬件調(diào)試

　　首先，用邏輯筆、萬用表等工具對硬件電路作脫機檢查，看連線是否與邏輯圖一致，有無短路、虛焊等現(xiàn)象。器件的型號、規(guī)格、極性是否有誤，插接方向是否正確。檢查完畢，可用萬用電表測量一下電路板正負電源端之間的電阻，排除電源短路的可能性。

　　通電檢查時，可以模擬各種輸入信號分別送人電路的各有關部分，觀察I/O口的情況，查看電路板上是否有元件過熱情況，是否有冒煙、異味等現(xiàn)象發(fā)生。各相關設備的動作是否符合設計要求。

　　(2)軟件調(diào)試

　　軟件的調(diào)試必須在開發(fā)系統(tǒng)的支持下進行。先分別調(diào)試通過各個模塊程序，然后調(diào)試中斷服務程序，最后調(diào)試主程序，將各部分連接進行調(diào)試。調(diào)試的范圍可以由小到大、逐步增加，必要的中間信號可以先作設定。通常交叉使用單步運行、斷點運行、連續(xù)運行等多種方式，每次執(zhí)行完畢后，檢查CPU執(zhí)行現(xiàn)場、RAM的有關內(nèi)容、I/O口的狀態(tài)等。發(fā)現(xiàn)一個問題，解決一個問題，直至全部通過。

　　(3)軟硬件聯(lián)調(diào)

　　在軟硬件分別調(diào)試成功的基礎上，進行軟硬件聯(lián)機仿真，當仿真成功后，將固件程序?qū)懭雴纹瑱C中，即可脫機運行。

　　5 結(jié)論

　　經(jīng)過系統(tǒng)的軟硬件設計與調(diào)試，以及在系統(tǒng)集成調(diào)試成功的基礎上，完成了車載MP3的系統(tǒng)設計。車載MP3的系統(tǒng)設計具有USB盤立體聲播放及FM立體聲收音功能。摒棄了傳統(tǒng)音響系統(tǒng)中的CD和磁帶播放功能，具有電子抗震、抗干擾性強等優(yōu)點，可根據(jù)USB盤的存儲大小隨時下載最新的MP3歌曲，免去購買碟片的大量花費，并且本機具有掉電記憶功能和現(xiàn)場保護功能。