【正文】 大容量的可擦除存儲(chǔ)器 對(duì)于便攜式 MP3 播放器，大容量的可擦除存儲(chǔ)器是其必備的，同時(shí)該設(shè)備的類型，質(zhì)量和容量大小 ，直接決定了 MP3 播放器的價(jià)格 ， 當(dāng)前 MP3 播放器都具有大容量的可擦除存 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 5 儲(chǔ)器，而且 其容量有越來(lái)越大之趨勢(shì)。 液晶顯示面板 為了實(shí)現(xiàn)良好的交互操作， MP3 基本上都提供了一個(gè)液晶顯示面板 LCD,主流的 MP3通常都采用字符型 LCD。 基于集成 MP3 功能單片機(jī)的 MP3 播放方案 當(dāng)前市場(chǎng)比較流行的是基于集成 MP3 功能單片機(jī)的 MP3 播放器，該方案僅需少量的外圍器件就可以構(gòu)成 MCU 單芯片的 MP3 播放器，這些芯片提供豐富的接口功能。 基于定制 ASIC 電路 的 MP3 播放器方案 MP3 播放器有一塊定制的 ASIC電路，它比通常 MCU的功能要強(qiáng)大，且速度也快。 由于該設(shè)計(jì)的 ASIC 具有并口和 USB口可復(fù) 用通信的特性，因而使用不同連接電纜和適配器，就能夠?qū)崿F(xiàn)與 PC機(jī)不同的通信方式，對(duì)于 PC僅有并口的用戶和具有 USB口的用戶均能使用該款機(jī)器。使用 PC并口通信時(shí)，最高可達(dá) 300KB/s的通信頻率；使用 USB通信時(shí)，最高可達(dá) 400～ 500KB/s的通信頻率。 采用 FPGA 實(shí)現(xiàn) MP3 播放器的方案 Xilinx公司采用了具有現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（ FPGA）的 MP3，實(shí)現(xiàn)具有先進(jìn)用戶接口特性的 MP3 播放器。其中， FPGA器件主要用于實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器與輸入 /輸出器件的管理和接口功能。 各個(gè)方案的比較 基于分離芯片的 MP3 播放器 成本大，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸淘汰?，F(xiàn)在大部分采用的是基于集成 MP3 功能單片機(jī)的 MP3 播放方案?；诙ㄖ?ASIC 電路的 MP3 播放器方案的顯著特點(diǎn)是電路集成度高，可降低成本，擴(kuò)展功能，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，但不普及。采用 FPGA實(shí)現(xiàn) MP3 播放器的方案比較完美，但難度大我沒(méi)有采用。 基于以上分析，又由于本人能力和時(shí)間所限，本文采用基于集成 MP3 功能單片機(jī) 進(jìn)行MP3 的研究和設(shè)計(jì)。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 6 4 基于 AT89C51SND1 的 MP3 播放器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā) AT89C51SND1C 單片機(jī)是 ATMEL 公司的系列單片機(jī)之一，本章將以該芯片為核心來(lái)開(kāi)發(fā) MP3 播 放器。 4. 1 系統(tǒng)分析 本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)一個(gè) MP3 播放器的功能，由于涉及文件傳輸和存儲(chǔ)問(wèn)題，所以附帶需要實(shí)現(xiàn) USB存儲(chǔ)器的功能。整個(gè)系統(tǒng)由 AT89C51SND1C（ MCU）、 K9F2808U0A（ Flash芯片），電源部分、音頻部分、串行通信部分和人機(jī)接口部分組成。 MCU部分 :控制整個(gè)系統(tǒng)，提供 USB控制和 MP3 解碼功能； Flash芯片：存放系統(tǒng)文件； 電源部分：提供系統(tǒng)工作所需要的電源，包括 1 個(gè)升壓和 1 個(gè)降壓部分； 音頻部分：把數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)化為聲音信號(hào)； 人機(jī)接口部分：包括按鍵和 LED指示等 等 為了方便調(diào)試，系統(tǒng)中還提供了串行通信部分，在這個(gè)部分中主要詳細(xì)介紹電源、音頻部分。 電源部分：整個(gè)開(kāi)發(fā)板上所有芯片統(tǒng)一采用 伏供電，對(duì)開(kāi)發(fā)板的供電采取 2種形式： USB供電和 7 號(hào)電池供電。 USB供電模式： USB 供電參數(shù)如下： USB接口提供 5V電壓和 200mA電流， Imax=500mA；PC機(jī)為 500mA；筆記本電腦為 100mA。 由于 AT89C51SND1 所需要的電壓為 3V（177。 10%）， 25mA，所以能夠滿足需要。把 5V電壓轉(zhuǎn)為成 ：電位器分壓和 DCDC芯片。在 ATMEL提供 的開(kāi)發(fā)板中采用的是第一種方案，為了保證輸出電壓的穩(wěn)定，我采取第 2 種方案：第 2 種方案?jìng)溥x芯片為 AS1117 和 MAX1626/7，參數(shù)比較如表 所列。 表 降壓電源芯片比較 名 稱 性 能 價(jià) 格 AS1117 IOUT=10 mA， VIN= 0≤ IOUT≤ 800 mA， ≤ VIN≤ 10V 1 元 MAX1626/7 15≤ IOUT≤ 50 mA， ≤ VIN≤ $ 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 7 電池供電模式：考慮到產(chǎn)品的完整性，故同時(shí)設(shè)置用 7 號(hào)干電池進(jìn)行供電的模式，這就需要一個(gè) ～ 的 DC芯片，備選芯片為 LM2621 和 MAX1642/3。參數(shù)比較如表 所列。 本設(shè)計(jì)中 選 MAX856 芯片。 表 升壓電源芯片比較 名 稱 性 能 價(jià) 格 LM2621 至 14 V Input Voltage 至 14 V Adjustable Output Voltage Up to 1A Load Current $ MAX856 Vout= V ≤ Vm≤ V Iout= A $ 結(jié)合比較，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中我們分別選擇芯片 AS1117 和 MAX856。 音頻部分： AT89C51SND1C的音頻輸出提供 PCM和 I2S2 種模式，使得音頻芯片的選擇變得比較容易。綜合考慮數(shù)據(jù)精度和供電電壓等因素，選擇 CS4330 為音頻 DAC芯片，CS4330 可是兼容性標(biāo)準(zhǔn)的 48kHz、 和 32kHz 音頻信號(hào) ,音頻信號(hào)通過(guò)串行數(shù)據(jù)口SDATA 送入，左右時(shí)鐘信號(hào) LRCK 控制左右聲道和描繪數(shù)據(jù)和串行時(shí)鐘系統(tǒng)的其它部分可以參照前面章節(jié)中提到的設(shè)計(jì)思想。 系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)包括硬件和軟件兩個(gè)部分，其中硬件主要是指開(kāi)發(fā)電路板， 軟件部分主要包括 軟件 模塊分析，解碼和音頻的分析。 硬件設(shè)計(jì) 整個(gè)系統(tǒng)劃分成幾個(gè)部分：電源部分、控制器部分、存儲(chǔ)器部分、音頻部分、人機(jī)接口和 RS232 通信部分。電路圖見(jiàn)附錄 A。 電源部分：整個(gè)系統(tǒng)采用 3V電源供電，系統(tǒng)電源可以取自 USB接口，也可來(lái)自干電池，所以系統(tǒng)電源由兩個(gè)部分組成，一個(gè)部分提供從 USB接口的 5 到 3V的 DCDC降壓轉(zhuǎn)化；另外一個(gè)部分提供從 干電池到 3V 的 DCDC 升壓轉(zhuǎn)化。圖 是利用 AS1117進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的電路圖。如圖 所示，從 USB 接口出來(lái)的 5V電源通過(guò) AS1117 芯片被轉(zhuǎn)化 為 3V電源，給整個(gè)系統(tǒng)供電。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 8 圖 利用 AS117 進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)化 XX1117 芯片（其中 XX 是公司給產(chǎn)品的系列名字，如 AS111 LM1117 等，其大體功能相同，只是在具體參數(shù)上有細(xì)微的差別）有多種不同的封裝形式，重要的是有不同的電壓輸出型號(hào)，在本系統(tǒng)中一定要選擇 XX1117 芯片輸出電壓是 3V 的芯片，否則調(diào)試起來(lái)很麻煩。 圖 是利用 MAX856 進(jìn)行升壓的電路圖，通過(guò) MAX856 把干電池的 供系統(tǒng)使用的 3V電壓。整個(gè)電路中比較重要的是二極管 1N5817，總的說(shuō)來(lái)，按照 圖 連接之后，在輸入端加上 ，就可以在輸出端上得到需要的電壓，相當(dāng)方便。 圖 MAX856 外圍電路 控制器部分：控制器是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，其電路圖如圖 所示。需要注意的是，由于在系統(tǒng)中有 MP3 和 USB傳輸?shù)认鄬?duì)來(lái)說(shuō)是高頻的信號(hào)，為了避免噪聲對(duì)系統(tǒng)的影響，尤其是對(duì)音頻輸出信號(hào)的影響，所以在 AT89C51SND1C的正負(fù)電源之間需要加上一個(gè) 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 9 RC濾波電路以消除電路中的噪聲，而且對(duì)于 AVDD 和 UVDD兩個(gè)模擬電壓和數(shù)字電源而言，兩者需要在數(shù)字地和模擬地處單點(diǎn)通過(guò)一個(gè)磁珠相連接，以避免數(shù)字 電源和模擬電源之間的影響，在系統(tǒng)中 A3V 是模擬電源， 3V是數(shù)字電源。 圖 控制芯片 AT89C51SND1C 音頻部分：音頻部分是整個(gè)系統(tǒng)中最為重要的一個(gè)部分，在把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)的過(guò)程中，容易產(chǎn)生噪聲，這個(gè)關(guān)系