【正文】 宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些功能組合在一起。輸入的比特流被解碼，然后通過一個數(shù)字音量控制器到達一個18位過采樣多位εΔDAC。圖5 按鍵控制電路接線圖 音頻解碼芯片VS1003電路VS1003芯片是一個MP3/WMA/MIDI音頻解碼器和ADPCM編碼器。其接線圖如圖4所示。通過U 盤文件級子程序庫實現(xiàn)單片機讀寫USB存儲設(shè)備中的文件。 圖3 USB總線的通用接口芯片CH375電路接線圖CH375的USB主機方式支持常用的USB全速設(shè)備,外部單片機可以通過CH375按照相應USB協(xié)議與USB設(shè)備通訊。圖2硬件系統(tǒng)總體方框圖 USB總線的通用接口芯片CH375電路CH375芯片是一個支持USBHOST主機方式和USBDEVICE/SLAVE設(shè)備方式的USB總線通用接口芯片。通過對按鈕的控制來實現(xiàn)對單片機要求播放的音樂，并通過放大電路和音頻設(shè)備輸出聲音。其它芯片是通過普通I/O端口連接的。 設(shè)計方案論證通過以上的理論分析，對本設(shè)計的所有的主要芯片有了初步的了解。該液晶屏本身帶有字庫功能所以，系統(tǒng)不需要有外部字庫文件，可實現(xiàn)曲目的漢字顯示。在本地端，CH375具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機/DSP/MCU等控制器的系統(tǒng)總線上。MP3解碼芯片常見的有VS100X 系列和 STA01X系列，VS系列自帶DAC輸出功能，而且能解碼的音頻格式也比較多；而STA系列需要外加DAC，使用起來多有不便，而且只能解碼MP3一種格式的音樂文件。本設(shè)計以STC12C5A60S2芯片作為主控制器，芬蘭VLSI公司的VS1003作為音頻解碼芯片，南京沁恒公司的CH375作為USB設(shè)備接口芯片，以U盤作為媒體存儲介質(zhì)，LCD12864液晶屏作為顯示屏，來完成音樂播放器的功能。 設(shè)計意義基于單片機的音樂播放器可應用于MP3，MP4，擴音器等很多方面，并可作為很多系統(tǒng)的輔助功能，傳統(tǒng)的音樂播放器是利用定時器可以產(chǎn)生各種固定頻率的方波信號，可以產(chǎn)生包括“Do”、“Re”、“Me”等音階在內(nèi)的各種頻率聲音。本設(shè)計以單片機為核心控制器，設(shè)計一個音樂播放器，主要完成U盤存儲的音頻文件數(shù)據(jù)提取及播放任務。雖然播放器與存儲器的一體化設(shè)計，使MP3播放器便于攜帶,但與此同時他也帶來了很多新的問題,比如存儲容量固定。[關(guān)鍵詞]單片機；音樂播放器；U盤文件讀??；音頻解碼 Software Design of Music Player Based on 51 MCUAutomation Specialty Hao ShuaichenAbstract:This topic finishes the software design of the music player based on the 51 microcontroller. The paper mainly introduces the method of identification, extraction and audio decoding program to the storing the U disk MP3, WMA or MIDI format file. At the same time the hardware debugging shows that the music player can select the songs and control the volume through the keyboard, at the same time through the screen display the song name. The sound can play through the speakers or headphones. The design basically realizes the function of music player.Key words:Single chip microputer。南 陽 理 工 學 院 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）學 院： 電子與電氣工程學院 專 業(yè)： 自動化 學 生： 郝帥臣 指導教師 ： 劉忠超 完成日期 2013 年 5 月 南陽理工學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于51單片機的音樂播放器的軟件設(shè)計Software Design of Music Player Based on 51 MCU總 計 ： 33 頁表 格 ： 3 個插 圖 ： 15 幅南 陽 理 工 學 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）基于51單片機的音樂播放器的軟件設(shè)計Software Design of Music Player Based on 51 MCU學 院： 電子與電氣工程學院 專 業(yè)： 自動化 學 生 姓 名： 郝帥臣 學 號： 1109624064 指 導 教 師（職稱）：劉忠超（講師） 評 閱 教 師： 完 成 日 期： 南陽理工學院Nanyang Institute of Technology基于51單片機的音樂播放器的軟件設(shè)計自動化專業(yè) 郝帥臣[摘 要]本課題完成了基于51單片機的音樂播放器的軟件設(shè)計。 music player。如果想裝下更多的歌曲只能去購買新的產(chǎn)品,造成了巨大的浪費。該播放器類似于個人計算機的音樂播放軟件，可識別、提取U盤所存儲的MPWMA或MIDI格式的文件并可自行完成音頻解碼數(shù)據(jù)處理，最后送揚聲器或耳機進行播放。將各個音階連接在一起，便可組成一支曲子或者是演奏一段旋律，不能播放真正的MP3文件。該設(shè)計具有四按鍵操作界面，界面顯示友好，支持MPWMA和MID音樂格式，該系統(tǒng)支持FAT32文件系統(tǒng)，支持大容量U盤。經(jīng)過比較，選用VS1003作為解碼芯片，該芯片支持 MPWMA、WAV、MIDI、等格式的解碼，自帶DAC輸出；同時，還可以調(diào)節(jié)音量、高低音等，更重要的是它還具有MIC功能，如需要，還可以實現(xiàn)錄音功能。在USB主機方式下，CH375還提供了串行通信方式，通過串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片機/DSP/MCU等相連接。（4）存儲媒介，MP3播放器需要大容量的存儲器來存放歌曲，可以選擇 Flash芯片存儲、SD卡、U盤等。本MP3播放系統(tǒng)以STC12C5A60S2為控制核心，不僅要管理USB總線的通用接口芯片CH37MP3解碼芯片VS100LCD12864液晶顯示屏和按鍵的處理，同時還要管理USB存儲設(shè)備中的文件系統(tǒng)，查找文件等等。2 系統(tǒng)硬件原理及概述 STC12C5A60S2處理器介紹STC12C5A60S2/AD系列單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期(1T)的單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快812倍。同時通過LCD顯示屏來顯示所播放的曲目。CH375具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機/DSP/MCU/MPU等控制器的系統(tǒng)總線上。CH375內(nèi)置了處理MassStorage海量存儲設(shè)備的專用通訊協(xié)議的固件外部單片機可以直接以扇區(qū)為基本單位讀寫常用的USB存儲設(shè)備（包括USB硬盤/USB閃存盤/U 盤）。并行接口包含8位數(shù)據(jù)總線，4線控制：讀選通、寫選通、片選輸入、中斷輸出。圖4 LCD12864顯示電路接線圖 按鍵控制電路按鍵控制電路，、。它包含一個高性能，自主產(chǎn)權(quán)的低功耗DSP處理器VS_DSP4,工作數(shù)據(jù)存儲器。通過串行總線控制解碼器。uVision當前最高版本是uVision4,它的界面和常用的微軟VC++的界面相似，界面友好，易學易用，在調(diào)試程序、軟件仿真方面也有很強大的功能。本質(zhì)是一個典型的調(diào)試窗口，主要包括以下幾個窗口，如圖7所示。VS1003解碼即VS1003譯碼程序。該部分總體開發(fā)思路是，VSl003通過同步串行總線SPI與STC12C5A60S2進行命令和數(shù)據(jù)的傳輸。系統(tǒng)啟動后，由MCU控制將存儲于U盤中歌曲的碼流信息送入到VSl003芯片中，通過VSl003芯片解碼以及其內(nèi)含的高質(zhì)量的立體聲DAC和耳機驅(qū)動電路，實現(xiàn)MP3歌曲的播放功能[2]。INT引腳和MCU的外部中斷輸入引腳相連，當有U盤插入時INT變?yōu)榈碗娖接|發(fā)外部中斷，當RD為高電平，且CS，WR和AO都為低電平時，D7～DO上的數(shù)據(jù)被寫入CH375芯片中；當RD為高電平，且CS和WR都為低電平，AO為高電平時，D7～DO中的數(shù)據(jù)可作為命令碼寫入CH375芯片中；當WR為高電平，且CS，RD和AO都為低電平時，CH375中的數(shù)據(jù)可以通過D7～DO輸出[3]。表2 LCD12864控制界面模式RSR/W功能說明LLMCU寫指令到指令暫存器（IR）LH讀出忙標志（BF）及地址記數(shù)器（AC）的狀態(tài)HLMCU寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（DR）HHMCU從數(shù)據(jù)暫存器（DR）中讀出數(shù)據(jù)c）LCD12864使能E信號E作為12864的外加時鐘，控制12864與外部的連接。表3 LCD12864使能信號E狀態(tài)執(zhí)行動作結(jié)果高——低I/O緩沖——DR配合W進行寫數(shù)據(jù)或指令高DR——I/O緩沖配合R進行讀數(shù)據(jù)或指令低/低——高無動作B為數(shù)據(jù)類型選擇。SCLK有獨立的操作時序，當多個連續(xù)的指令被送入時，指令執(zhí)行時間需要被考慮，需要等待上一個指令執(zhí)行完畢才送入下一個指令，因為ST7920內(nèi)部沒有傳送/接收緩沖區(qū)。如圖8所示[4]。但是這種開發(fā)方式隨著系統(tǒng)復雜度的增高也變的愈加吃力了，因為對開發(fā)人員要熟悉芯片的內(nèi)部資源，能夠進行寄存器配置，這樣就對工程師的要求比較高。其次，CH375方便的庫文件開發(fā)方式本身就屏蔽了硬件的細節(jié)，處于以上考慮在本次開發(fā)中沒用移植操作系統(tǒng)，而采用庫文件的方式來開發(fā)設(shè)計。這是CH375軟件開發(fā)十分顯著的優(yōu)點。原理如圖9所示[5]。子程序庫對U 盤文件的讀寫方式分為兩種：扇區(qū)模式和字節(jié)模式。查看子程序庫的全局變量“CH375DiskStatus（磁盤及文件狀態(tài)）”可以獲取當前的文件模式。下面是單片機針對U盤的以字節(jié)為單位進行讀寫操作的流程，如圖10所示。要控制VS1003首先要實現(xiàn)的就是寫命令，它是控制實現(xiàn)成功的前提。每次可以寫入32個字節(jié)的數(shù)據(jù)，因為VS1003有32Byte的數(shù)據(jù)緩沖區(qū),而DREQ變低時，單片機就要停止數(shù)據(jù)的發(fā)送[8]。圖11 MP3文件播放流程圖 系統(tǒng)流程圖主程序?qū)崿F(xiàn)對單片機進行初始化后，進入歌曲識別子程序。在播放音樂的過程中，子程序循環(huán)判斷音樂是否播放結(jié)束。驅(qū)動安裝調(diào)試如圖13所示。解釋一下打?qū)μ柕淖饔?。跟每次下載前重新調(diào)入已打開在緩沖區(qū)的文件，方便調(diào)試使用性質(zhì)一樣，但是不用點擊下載來調(diào)入文件，自動調(diào)入并下載。經(jīng)過分析將I/O資源分配簡化，把并行通信改為串行通信，簡化了線路，并且I/O端口分配也合理還留出了余量。（2）U盤數(shù)據(jù)的讀取和MP3文件播放的設(shè)計做了分析，并根據(jù)設(shè)計功能的要求，確定了總體設(shè)計方案。但是設(shè)計過程中可能沒有完全考慮到整體的設(shè)計問題，如歌詞的顯示，在以后的設(shè)計過程中注意這些細節(jié)性的問題，在實際的應用中盡可能的避免。 (并行的使能信號；串行的同步時鐘)LCD12864_PSB(15)P15。 Display_Wele()。 //數(shù)據(jù)口，對應MOSIsbit CLK =P2^7。 //指令使能sbit XDCS =P2^2 。i8。 //VS1003從高位開始寫入 CLK=1。 spi_write(0x02)。 XCS=1。 wr_mad(0x00,0x08,0x04)。 wr_mad(0x03,0xd0,0x00)。 wr_mad(0x02,0x00,0x55)。 spi_write(0)。} ：include include include include void mDelaymS(UINT8 delay){ unsigned char i,j,c。j!=0。j) c+=3。 i++。 /* 顯示錯誤 */}void Host_MP3Play() { UINT32 i,c,TotalCount。 mStopIfError(i)。 LCD12864_W_Test(0,0x90)。 else //如果沒有U盤插入，直接跳到host函數(shù)最后面 { mDelaymS(100)。i++ ) { mDelaymS(100)。 while (CH375DiskConnect()==ERR_SUCCESS) mDelaymS(100)。 // 輸出一個字符串 for(EnumC