【正文】 湖北民族學院科技學院畢業(yè)論文（設計）基于arm9的MP3播放器學生姓名：李文萍 學 號：K030731020系 別：信息工程學院 專 業(yè)：計算機應用技術指導教師：胡濤 評閱教師：胡濤論文答辯日期 答辯委員會主席 摘 要隨著電子技術的飛速發(fā)展，嵌入式在各個領域中的應用也是越來越廣，在各個行業(yè)都能夠看到嵌入式的身影。對于廣大年輕人來說，他們最熟悉的嵌入式設備就要數(shù)MP3了。隨著MP3作為消費類產(chǎn)品的普及，越來越多的人開始使用MP3，而與此相進步的是MP3的設計與生產(chǎn)。近幾年來，MP3的設計與制作技術也在不停的更新與升級，在當前的MP3播放器中，一般使用外置獨立的MP3硬解碼芯片。此種方案的好處是可以使用眾多的MCU，可根據(jù)需要任意選擇。MP3作為一種高質(zhì)量音樂壓縮標準，采用MP3壓縮的數(shù)據(jù)量可以縮小到1/12，音質(zhì)卻沒有多少損失。由于MP3音樂的較小數(shù)據(jù)量和高質(zhì)量的播放效果，使其在網(wǎng)絡上傳輸?shù)靡詫崿F(xiàn),因此風靡網(wǎng)絡。本文是在ARM硬件平臺上設計與實現(xiàn)的MP3播放器。采用Qt編程語言編寫。利用開源的高質(zhì)量MPEG音頻解碼庫MAD進行解碼，生成PCM數(shù)據(jù)。利用OSS音頻驅動程序處理PCM數(shù)據(jù)。本文的主要工作如下:詳細介紹了音頻壓縮技術和嵌入式系統(tǒng)相關知識；在主機上建立了MP3播放器開發(fā)所需要的交叉編譯環(huán)境以及QT編程開發(fā)工具，并建立了硬件開發(fā)平臺；在ARM的硬件平臺上完成桌面系統(tǒng)Qtopia和MP3播放器的移植；在MP3播放器軟件設計中，代碼頂層使用符合Qt特點的C++語言對播放器進行用戶界面設計；用戶可以對MP3文件進行選擇、播放、暫停和音量調(diào)節(jié)。關鍵詞：arm9，嵌入式系統(tǒng)，MP3播放器，QTAbstractWith the rapid development of electronic technology, embedded applications in various fields is increasingly widely in various industries to see the embedded figure. For all young, they are most familiar with a few MP3 of embedded devices we must. With the MP3 as the popularity of consumer products, more and more people started using MP3, but with this progress is the design and production of MP3. In recent years, MP339。s design and production techniques are constantly updating and upgrading the current MP3 players, the general use of external standalone MP3 hardware decoder chip. The benefits of such programs is to use a large number of MCU, can be arbitrarily chosen. As a high quality MP3 music pression standard, with MP3 pressed data can be reduced to 1 / 12, but there is little loss of sound quality. MP3 music as the smaller amount of data and highquality playback, so the network transmission can be achieved, so popular in the network. This article is in the ARM hardware platform design and implementation of the MP3 player. Qt programming language used。 use of open source highquality MPEG audio decoder library MAD decoding, generates PCM data。 use OSS audio driver processing PCM data. The main work of this paper is as follows: Details of the audio pression technology and embedded systems knowledge。 established in the host MP3 player needed to develop crosspiler development tools, programming environment and the QT, and the establishment of a hardware development platform。 in the ARM hardware platform to plete the desktop Qtopia and MP3 players transplantation。 in MP3 players, software design, code toplevel that meets Qt features of C + + language of the player user interface design。 users can MP3 files to select, play, pause and volume control. Keyword: arm9, embedded system, MP3 player, QT 目 錄摘 要………………………………………………………………………………………………………………ⅡAbstract .…………………………………………………………………………………………………………Ⅳ目 錄………………………………………………………………………………………………………………Ⅵ1. 緒 論 5 課題背景 5 嵌入式操作系統(tǒng)概述 8 9 ARM7與ARM9的區(qū)別 102. Qt開發(fā)環(huán)境介紹 11 Qt簡介 11 系統(tǒng)的軟件分析與設計 12 交叉編譯環(huán)境的建立 123. 硬件開發(fā)平臺的構建 14 硬件開發(fā)板 14 硬件開發(fā)環(huán)境的建立 154. MP3播放器的系統(tǒng)結構 16 存儲系統(tǒng) 16 通信接口 175. 播放器的設計與實現(xiàn) 18 MP3音頻解碼模塊 19 Linux下音頻驅動模塊 20 定時器和按鍵的設計 21 QT/E和MAD動態(tài)庫的編譯 22 Qtopia相關軟件的編譯 23 Qtopia桌面系統(tǒng)的移植 26 MP3播放器應用程序的移植 276. MP3播放器的測試 297. 總結與展望 30致 謝 31參考文獻 321. 緒 論 課題背景我們滿懷憧憬與希望跨入二十一世紀大門的時候，計算機技術也開始進入一個被稱為后PC技術的時代。在現(xiàn)在日益信息化的社會中，計算機和網(wǎng)絡已經(jīng)全面滲透到日常生活的每一個角落。對于我們每個人，需要的已經(jīng)不再僅僅是那種放在桌上處理文檔，進行工作管理和生產(chǎn)控制的計算機機器；各種各樣的新型嵌入式系統(tǒng)設備在應用數(shù)量上已經(jīng)遠遠超過通用計算機，任何一個普通人可能擁有從大到小的各種使用嵌入式技術的電子產(chǎn)品，小到mp3，PDA等微型數(shù)字化產(chǎn)品，大到網(wǎng)絡家電，智能家電，車載電子設備。而在工業(yè)和服務領域中，使用嵌入式技術的數(shù)字機床，智能工具，工業(yè)機器人，服務機器人也將逐漸改變傳統(tǒng)的工業(yè)和服務方式。 目前嵌入式系統(tǒng)技術已經(jīng)成為了最熱門的技術之一，吸引了大批的優(yōu)秀人才投入其中。但是對于何為嵌入式系統(tǒng)，什么樣的技術又可以稱之為嵌入式技術，仍在討論之中，有關嵌入式系統(tǒng)定義的問題，已經(jīng)在很多論壇社區(qū)引發(fā)了多次爭論。就這個問題我們可以分別從廣義上和狹義上講： 廣而化之，可以認為凡是帶有微處理器的專用軟硬件系統(tǒng)都可以稱為嵌入式系統(tǒng)。作為系統(tǒng)核心的微處理器又包括三類：微控制器(MCU)、數(shù)字信號處理器(DSP)、嵌入式微處理器(MPU)。所以有人簡單的說：嵌入式系統(tǒng)是指操作系統(tǒng)和功能軟件集成于計算機硬件系統(tǒng)之中。還有人認為嵌入式系統(tǒng)就是以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。應該說后者從功能應用特征上比較好的給出了嵌入式系統(tǒng)的定義，嵌入式的概念的分析根本上應該從應用上加以切入。 從狹義上講，我們更加強調(diào)那些使用嵌入式微處理器構成獨立系統(tǒng)，具有自己的操作系統(tǒng)并且具有某些特定功能的系統(tǒng)，這里的微處理器專指32位以上的微處理器。按照這種定義，典型的嵌入式系統(tǒng)有使用x86的小型嵌入式工控主板，在各種自動化設備，數(shù)字機械產(chǎn)品中有非常廣闊的應用空間；另外一大類是使用Intel，Motorola等專用芯片構成的小系統(tǒng)，它不僅僅在新興的消費電子和通訊儀表等方面獲得了巨大的發(fā)展應用空間，而且甚至有趨勢取代傳統(tǒng)的工控機?，F(xiàn)在大家更加清楚的看到：嵌入式技術的春天已經(jīng)來了。所以也就難怪嵌入式系統(tǒng)成為當前最熱門的技術之一。（以下我所說的嵌入式系統(tǒng)特指采用32位，64位微處理器的系統(tǒng)） 嵌入式系統(tǒng)可以稱為后PC時代和后網(wǎng)絡時代的新秀。與傳統(tǒng)的通用計算機，數(shù)字產(chǎn)品相比，利用嵌入式技術的產(chǎn)品有其自己的特點： 1．由于嵌入式系統(tǒng)采用的是微處理器，實現(xiàn)相對單一的功能，采用獨立的操作系統(tǒng)，所以往往不需要大量的外圍器件。因而在體積上，功耗上有其自身的優(yōu)勢。相比之下，一個使用Windows CE的PDA，僅靠機內(nèi)電源就可以使用幾天，而任何一臺筆記本僅僅能夠支持3小時左右。 2．嵌入式系統(tǒng)是將計算機技術、半導體技術和電子技術與各個行業(yè)的具體應用相結合后的產(chǎn)物，是一門綜合技術學科。由于空間和各種資源相對不足，嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設計，量體裁衣、去除冗余，力爭在同樣的硅片面積上實現(xiàn)更高的性能，這樣才能在具體應用中對處理器的選擇更具有競爭力。3．嵌入式系統(tǒng)是一個軟硬件高度結合的產(chǎn)物。為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中，而不是存貯于磁盤等載體中。片上系統(tǒng)，板上系統(tǒng)的實現(xiàn)，使得以pda等為代表的這類產(chǎn)品擁有更加熟悉的操作界面和操作方式，比著傳統(tǒng)的商務通等功能更加完善，實用。 ，面向21世紀的嵌入式系統(tǒng)要求配備標準的一種或多種網(wǎng)絡通信接口。針對外部聯(lián)網(wǎng)要求，嵌入設備必需配有通信接口,相應需要TCP/IP協(xié)議簇軟件支持；由于家用電器相互關聯(lián)(如防盜報警、燈光能源控制、影視設備和信息終端交換信息)及實驗現(xiàn)場儀器的協(xié)調(diào)工作等要求，新一代嵌入式設備還需具備IEEE139USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口，同時也需要提供相應的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅動軟件。為了支持應用軟件的特定編程模式，如Web或無線Web編程模式，還需要相應的瀏覽器，如HTML、WML等。5．因為嵌入式系統(tǒng)往往和具體應用有機地結合在一起，它的升級換代也是和具體產(chǎn)品同步進行，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進入市場，具有較長的生命周期。雖然嵌入式系統(tǒng)這一名詞在最近幾年才成為流行。但早在80年代，國際上就有一些IT組織、公司，開始進行商用嵌入式系統(tǒng)和專用操作系統(tǒng)的研發(fā)。從硬件方面講，32,64位微處理器是目前嵌入式系統(tǒng)的核心，它們的使用同樣也是未來發(fā)展的一大趨勢。 為了搶占這個無限廣闊的市場，各大硬件廠商競相推出產(chǎn)品，包括Intel，Motorola，Philip，AMD等等均不甘示弱，幾乎每個月都有新產(chǎn)品出現(xiàn)。進入十一月以來，Microchip推出具有數(shù)字信號處理