【正文】 ) unsigned char deExtension[3]。 //卷標(biāo) (ASCII 碼 ) unsigned char BS_FilSysType1[8]。 //根目錄簇號 unsigned char FSInfo[2]。 //FAT32 為 0 unsigned char BPB_SecPerTrk[2]。 //文件系統(tǒng)標(biāo)志與版本號 unsigned char BPB_BytesPerSec[2]。 //分區(qū)的大小 }。 主引導(dǎo)扇區(qū)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 雖然本次設(shè)計中用的 SD 儲存卡基本只有一個分區(qū)，但是在文件系統(tǒng)初始化電子信息工程系畢業(yè)論文 23 的開始我們必須通過 MBR 獲得分區(qū)表項(xiàng)的數(shù)據(jù)，以獲得 CHS、 LBA 參數(shù)以及分區(qū)大小扇區(qū)數(shù)，否則就無法知道 SD 儲存卡中的文件系統(tǒng)的起始物理扇區(qū)號！ 在單片機(jī)定義程序如下： struct PartRecord //結(jié)構(gòu)體 :分區(qū)表項(xiàng) { unsigned char Active。 1 2831 字節(jié) 32 位的文件字節(jié)長度。 1213 字節(jié) 僅長文件名目錄項(xiàng)用，用來存儲其對應(yīng)的短文件名目錄項(xiàng)的文件名字節(jié)校驗(yàn)和等。顯然，對于 容量大于 512MB 的邏輯盤，采用 FAT32 的簇比采用 FAT16 的簇小很多，大大減少了空間的浪費(fèi)。引導(dǎo)區(qū)和文件分配表區(qū)又合稱為系統(tǒng)區(qū)。 第二是向SD儲存卡 寫入 512字節(jié)的數(shù)據(jù) ， 同讀扇區(qū)命令相同 ， 寫入的字節(jié)數(shù)也可由 CMD16設(shè)定 ， 默認(rèn)是 512 字節(jié)。首先把 CS 拉低，發(fā)送 CMD17，插入一定量的時鐘信號，等待命令發(fā)送成功，當(dāng)收到 00h 信號后表明命令發(fā) 送成功，如果始終收到的是 FFh 則表明發(fā)送命令失敗，需要重復(fù)發(fā)送，插入一定量的時鐘信號，等待讀取扇區(qū)數(shù)據(jù)。 表 32 CID 寄存器結(jié)構(gòu) 名稱 域 數(shù)據(jù)寬度 CID 劃分 生產(chǎn)標(biāo)識號 MID 8 [127:120] OEM/應(yīng)用標(biāo)識 OID 16 [119:104] 產(chǎn)品名稱 PNM 40 [103:64] 產(chǎn)品版本 PRV 8 [63:56] 產(chǎn)品序列號 PSN 32 [55:24] 保留 － 4 [23:20] 生產(chǎn)日期 MDT 12 [19:8] CRC7 校驗(yàn)合 CRC 7 [7:1] 未使用，始終為 1 － 1 [0:0] 電子信息工程系畢業(yè)論文 19 圖 33 讀取 CID 時序 CSD(CardSpecific Data)寄存器提 供了讀寫 SD 儲存卡的一些信息。在很多讀者的實(shí)驗(yàn)中，很多是因?yàn)槭韬隽诉@一點(diǎn)，而使初始化不成功。 Class8：申請?zhí)囟罴? CMD27：寫 CSD 寄存器。 CMD10：讀 CID 寄存器。 SPI 兼容模式使得MMC 主機(jī)系統(tǒng)通過很小的改 動就可以使用 SD 儲存卡。 電子信息工程系畢業(yè)論文 16 CMD：命令從該 CMD 線上串行傳輸。當(dāng)默認(rèn)的上電后， SD 儲存卡使用 DAT0。 SD 存儲卡上的所有單元有內(nèi)部時鐘發(fā)生器提供時鐘。目前 SD 儲存卡在數(shù)碼相機(jī)中正在迅速普及，大有成為主流之勢。而且它是一體化固體介質(zhì)，沒有任何移動部分，所以不用擔(dān)心 機(jī)械運(yùn)動的損壞。 2 個SDI 傳輸之間的 SCI 傳輸過程 (見圖 26)，只要有 SCI 傳輸，在傳輸完成之后就一定存在一個 DREQ 低電平返回， DREQ 與 SCI 傳輸是匹配的。 圖 23 SCI 寫數(shù)據(jù) 它與 SCI 讀數(shù)據(jù)類似，也是先將 XCS 線拉低以選擇芯片。因此，首先 STC12C5A60S2 的 XCS 線上信號需要拉低以選擇芯片，這是 SPI 協(xié)議的一個關(guān)鍵。具體操作通常由 8 bit 的指令字節(jié)來確定。由于 SPI 協(xié)議本身是全雙工的同步通信方式，因此對于SCI 傳輸過程， VS1003 定義了讀、寫 2 套命令操作機(jī)制。 (設(shè)置靜音 (SCI_COL=0XFFFF)將關(guān)閉模擬 部分的供電。 音量控制寄存器。 bit15~bit13:SC_MULT時鐘輸入 XTALI的倍頻設(shè)置，設(shè)置之后將啟動 VS1003內(nèi)置的倍頻器。 SCI_BASS(地址 0X2， RW，可讀寫 )重音 /高音設(shè)置寄存器。 ) 電子信息工程系畢業(yè)論文 8 bit12:SM_ADPCM。 bit9:SM_SDIORD。 bit5:SM_TESTS。 bit2:SM_RESET。重要寄存器的定義、類型、參數(shù)、功能，詳見表 22。 VS1003 能解碼 MPEG1 與 MPEG2 音頻層 III(CBR+VBR+ABR)； WMA ~384kbps 所 有 流 文 件 ； WAV(PCM+IMA ADPCM) ； 產(chǎn) 生MIDI/SPMIDI 文件；對話筒輸入或線路輸入的音頻信號進(jìn)行 IMA ADPCMM 編碼支持 MP3 和 WAVV 流高低音控制；內(nèi)含高性能片上立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器，兩聲道間無相位差；內(nèi)含能驅(qū)動 30 歐負(fù)載的耳機(jī)驅(qū)動器。 電子信息工程系畢業(yè)論文 4 第二章 VS1003 音頻解碼模塊 VS1003 簡介 VS1003 是一個單片 MP3/WMA/MIDI 音頻解碼器和 ADPCM 編碼器。雖說 MP3 格式也是 有損壓縮 ，但是使用高采樣率之后， MP3 的音質(zhì)會大幅度提高。在法國第十六屆冬奧上，德國的廣播系統(tǒng)利用 MP3 清晰地轉(zhuǎn)播比賽實(shí)況，以此證明了 MP3 是數(shù)碼音頻廣播極具發(fā)展?jié)摿Φ墓ぞ?。這 樣一來就相當(dāng)于拋棄人耳基本聽不到的高頻聲音，只保留能聽到的低頻部分，從而將聲音用1∶ 10 甚至 1∶ 12 的壓縮率壓縮。隨著電子技術(shù)的發(fā)展， MP3 播放器向大容量、 高音質(zhì)、小巧便攜不斷發(fā)展?；诔杀尽⒁糍|(zhì)和功耗的綜合考慮，采用一種基于 SPI 協(xié)議的解碼芯片 VS1003 來實(shí)現(xiàn)音頻解碼功能，處理器選用 STC12C5A60S2 作為控制 MCU，存儲介質(zhì)選用 SD 卡來實(shí)現(xiàn)音頻播放功能。 MP3 技術(shù)使音樂數(shù)據(jù)壓縮比率大，回放質(zhì)量高。 它是在 1991 年由位于德國埃爾朗根的研究組織 FraunhoferGesellschaft 的一組工程師發(fā)明和標(biāo)準(zhǔn)化的。 1987 年德國的 IIS(Institute fur Integrierte Schaltungen)地方 UE147 研究所，根據(jù)心理聲學(xué)原理，開始對壓縮技術(shù)進(jìn)行了研究，并開發(fā)出強(qiáng)有力的技能標(biāo)準(zhǔn) ISOLayer3。 除上述以外 MP3 技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于便攜式設(shè)備上，例： MP3 播放器，手機(jī)等。 STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機(jī)是STC 生產(chǎn) 的單時鐘 /機(jī)器周期 (1T)的單片機(jī)，是高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的新一代8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051，但速度快 812 倍。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(dá)一個 18 位過采樣多位ε Δ DAC。 XDCS /BSYNC 13 DI 數(shù)據(jù)片選端 /字節(jié)同步 IOVDD1 14 IOPWR I/O 電源 XTALO 17 AO 晶振輸出 XTALI 18 AI 晶振輸入 IOVDD2 19 IOPWR I/O 電源 DGND2 20 DGND 處理器核與 I/O 地 DGND3 21 DGND 處理器核與 I/O 地 DGND4 22 DGND 處理器核與 I/O 地 XCS 23 DI 片選輸入，低電平有效 CVDD2 24 CPWR 處理器核電源 RX 26 DI UART 接收口，不用時接 IOVDD SCLK 28 DI 串行總線的時鐘 SI 29 DI 串行輸入 SO 30 DO3 串行輸出 CVDD3 31 CPWR 處理器核電源 TEST 32 DI 保留做測試，連接至 IOVDD 電子信息工程系畢業(yè)論文 6 表 21 所用管腳功能 表 (續(xù) ) 管腳名稱 LQFP48 管腳類型 管腳功能 GPIO0 /SPIBOOT 33 DIO 通用 I/O0/SPIBOOT，使用 100K 下拉電阻 GPIO1 34 DIO 通用 I/O1 AGND0 37 APWR 模擬地，低噪聲參考地 AVDD0 38 APWR 模擬電源 RIGHT 39 AO 右聲道輸出 AGND1 40 APWR 模擬地 AGND2 41 APWR 模擬地 GBUF 42 AO 公共地緩沖器 AVDD1 43 APWR 模擬電源 AVDD2 45 APWR 模 擬電源 LEFT 46 AO 左聲道輸出 AGND3 47 APWR 模擬地 內(nèi)部寄存器 在 VS1003 的使用中除了需要對管腳作用的了解，還要對 VS1003 的內(nèi)部寄存器有很好的了解。 SM_DIFF=0 正常音頻相位； SM_DIFF=1 左聲道反轉(zhuǎn)。當(dāng)你要中途停止 WAV、 WMA 或者M(jìn)IDI 文件的解碼時，置位 SM_OUTOFWAV，并向 VS1003 持續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù) (對于WAV 文件發(fā)送 0)直到將 SM_OUTOFWAV 清零 ?同時 SCI_HIDAT1 也將被清零。 SM_PLUSV=1， MP3+V 解碼使能。 SM_SDINEW=1， VS1002 本地模 式 (新模式 )。 同 時 置 位SM_ADPCM_HP、 SM_ADPCM 和 SM_RESET 將開啟 ADPCM 錄音用高通濾波器，對錄音時的背景噪音有一定的抑制作用。當(dāng) ST_AMPLITUDE(bit:15~12)不為零時，高音增強(qiáng)將使能。采樣率須 2 的倍數(shù) ； bit0=0，單聲道數(shù)據(jù)， bit0=1，立體聲數(shù)據(jù)。 ，右聲道：173。 VS1003 特定的 SPI 協(xié)議可分為兩大類：SCI( Serial Command Interface，串行命令接口 )傳輸和 SDI( Serial Data Interface，串行數(shù)據(jù)接口 )傳輸 SCI 傳輸是指 VS1003 為實(shí)現(xiàn) 基于 SPI 協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸而率先進(jìn)行的命令傳輸。因此數(shù)據(jù)應(yīng)答是一個非常重要的通信標(biāo)識邏輯，完全由 VS1003 自動產(chǎn)生。 電子信息工程系畢業(yè)論文 10 圖 22 SCI 讀數(shù)據(jù) XCS 線就是該系統(tǒng)的 CS 信號傳輸線。數(shù)據(jù)傳輸完成后， XCS 線上的信號需要被拉高。對于圖 24 所示的 2 個相鄰的 SCI 命令傳輸過程， XCS 信號必須在 2 個 SCI 傳輸中被拉高，當(dāng)檢測到 DREQ 線上信號變高后再拉低以進(jìn)行 SCI傳輸。 SD 儲存卡由日本 松下 、東芝及美國 SanDisk 公司于 1999 年 8 月共同開發(fā)研制。 SD 儲存卡多用于 MP3 隨身聽、數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等，也有用于筆記本電腦上。使用非常有效的數(shù)據(jù)壓縮比如 MPEG， SD 儲存卡可以提供足夠的容量來應(yīng)付多媒體數(shù)據(jù)。主機(jī)系統(tǒng)可以選擇以上其中任一模式， SD 儲 存卡模式允許 4 線的高速數(shù)據(jù)傳輸。 CLK： 每個時鐘周期傳輸一個命令或數(shù)據(jù)位?；貜?fù)可以來自單機(jī)或所有卡。 儲存卡的命令 SD 儲存卡命令共分為 12 類，分別為 class0 到 class11，不同的 SD 儲存卡，主控根據(jù)其功能，支持不同的命令集如下： Class0：卡的識別、初始化等基本命令集 CMD0：復(fù)位 SD 卡。 CMD18：讀多塊，直至主機(jī)發(fā)送 CMD12 為止。 CMD29：擦除寫保護(hù)塊的地址。在初始化過程中， SPI 的時鐘不能太快，否則會造初始化失敗。 圖 32 初始化時序圖 CID 寄存器存儲了 SD 儲存卡的標(biāo)識碼。對 SD 儲存卡的操作主要是對存儲在 SD 儲存卡的數(shù)據(jù)進(jìn) 行讀寫， SPI 模式下的讀扇區(qū)操作時序如圖 35 所示。每次扇區(qū)寫操作將向 SD 儲存卡的某個扇區(qū)中寫入 512 個字節(jié)。 Windows95 OSR2 和 Windows 98開始支持 FAT32 文件系統(tǒng)，它是對早期 DOS 的 FAT16 文 件系統(tǒng)的增強(qiáng)，由于文件系統(tǒng)的核心 文件分配表 FAT 由 16 位擴(kuò)充為 32 位，所以稱為 FAT32 文件系統(tǒng)。文件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)區(qū)的存儲空間是按簇進(jìn)行劃分和管理的，簇是空間分配和回收的基本單位，即一 個文件總是占用若干個整簇，文件所使用的最后一簇剩余的空間就不再使用，而是浪費(fèi)掉了。目錄項(xiàng)中原來在 DOS 下保留未用的 10 個字節(jié)都有了新的定義，全部 32 字節(jié)的定義如下： 07 字節(jié) 文件正名。 2223 字節(jié) 16 位二進(jìn)制的文件最新修改時間，其中的高 5 位為小時，次 6 位為分鐘，后 5 位的二倍為秒數(shù)。從某種意義上來講， FAT32 文件系統(tǒng)是非常成功的，使用戶可以脫離底層儲存設(shè)備驅(qū)動，更為方便高效地組織數(shù)據(jù)。 //分區(qū)的結(jié)束頭 unsigned char EndCylSect[2]。 }。 //根目錄最多可容納的目錄 項(xiàng)數(shù) (FAT32 不用 ) unsigned char BPB_TotSec16[2]。 //一個 FAT 表扇區(qū)數(shù) unsigned char BPB_ExtFlags[2]。 //未用 unsigned char BS_BootSig[1]。 //文件名 (文件名不足 8 位用 0x02 填