【正文】 UDA1334 方案 MCU 軟解 UDA1334 集成 I2S WAV， 其他格式 難以支持 較好 模擬 電路 簡單 AD1853方案 MCU 軟解 AD1853 I2S+SPI WAV，其他格式 難以支持 很好 程序 控制 復(fù)雜 綜合以上三個方案， VS1003 方案能支持更多的音頻格式，電路簡單，輸出音質(zhì)能滿足大多數(shù)情況的要求，可行性高，故選擇 VS1003 方案。 四種顯示屏各自的特點如 表 所示。本方案中某些部分還有改進和提升的空間，例如增加錄音、回放等功能，采用真彩 LCD 做出更加豐富美觀的界面等，所以后期對各個功能模塊的優(yōu)化提升也將是本次設(shè)計的重要內(nèi)容。通過按鍵和 OLED 顯示屏，用戶可以查看和播放 SD 卡上的音頻文件。人機輸入接口主要包括： ? 觸摸按鍵； ? 機械按鍵； ? PS2 鍵盤； ? 遙控器。 AD1853 的控制功能如音量調(diào)節(jié)須另外通過 SPI接口實現(xiàn)。 圖 VS1003音頻解碼方案 UDA1334方案 本方案利用 MCU 對音頻文件進行軟件解碼，解碼后的數(shù)據(jù)通過 I2S 接口傳送給音頻DAC UDA1334。 音頻解碼 與 輸出 音頻解碼與輸出是音頻播放器的基本功能， 好的方案不僅可以簡化電路和程序設(shè)計，而且對 播放器的音質(zhì)水平 有重要影 響 。 基于 Kiis K20的 WAV音頻播放器的設(shè)計 8 工程技術(shù)支持中心 (ETSC) FTA32簡要介紹 FAT32 是在 FAT16 基礎(chǔ)上發(fā)展而來，可以被大多數(shù)操作系統(tǒng)支持， FAT32 比 FAT16更有效地利用了硬盤空間，并且最大分區(qū)的上限已經(jīng)達到了 32GB。 總結(jié) 根據(jù)以上四種存儲介質(zhì)的性能列出 表 。 SD卡 SPI 總線模式示意圖如 圖 所示。 SD卡簡要介紹 如 圖 所示， SD 卡（ Secure Digital Memory Card）是一種為滿足安全性、容量、性能和使用環(huán)境等各方面的需求而設(shè)計的一種新型存儲器件， SD 卡允許在兩種模式下工作，即 SD 模式和 SPI 模式。 Nand Flash簡要介紹 Nand Flash 的特點其內(nèi)部采用非線性宏單元模塊，為固態(tài)大容量內(nèi)存的實現(xiàn)提供了廉價有效地解決方案。 Nor Flash簡要介紹 Nor Flash 的特點是芯片內(nèi)部執(zhí)行（ XIP， execute in place）。 處理器 具有優(yōu)越的處理 速度， S3C2440A其主頻 就可達 400MHz， 為解碼提供了足夠的速度， 同時也為作品功能擴展提供了更多可能。其高效的信號處理功能與 CortexM 處理器系列的低功耗、低成本和易于使用的優(yōu)點的組合，旨在滿足專門面向電動機控制、電源管理、嵌入式音頻和工業(yè)自動化市場的新興類別的靈活解決方案。對于音頻播放器，后期需要音頻解碼芯片對音頻文件進行解碼，會進行大量的數(shù)據(jù)運算，這就對控制器的性能有較高的要求。 技術(shù)可行性分析 音頻播放器的設(shè)計涉及的知識面比較廣泛 ， 主要有 USB協(xié)議、 SD 卡 、文件系統(tǒng)、音頻解碼等等，具有一定難度，可能會花費一些時間。 功能簡介 本次設(shè)計完成的音頻播放器 以 飛思卡爾 Kiis 系列 K20 為 控制 核心 ， 具有的主要功能如下： ? 能夠支持多種格式的音頻文件，如常見的 WAV、 MP3 等 ； ? 具有暫停、播放等按鍵控制功能； ? 具有歌詞、音頻信息顯示等功能； ? 具有 USB 下載功能； ? 具有 SD 卡 存儲 功能； ? 具有簡單人機交互 。 在嵌入式技術(shù)快速發(fā)展的同時 ， 數(shù)字音頻技術(shù)發(fā)展 也取得 了 長足進步 ，人們對多媒體應(yīng)用需求的不斷增加，同時也 對音頻服務(wù)質(zhì)量的期望不斷提升，音頻編解碼技術(shù)越來越多的受到重視 。但這些數(shù)字化信號的信息量極大 ， 巨大的數(shù)據(jù)量存儲和傳輸帶來的壓力，是音頻信號數(shù)字化 之 后面臨的一個不容忽視的問題。 基于 Kiis K20的 WAV音頻播放器的設(shè)計 2 工程技術(shù)支持中心 (ETSC) 2. 技術(shù)指標 主要技術(shù)指標 基于 Kiis 系列 K20 的 WAV音頻播放器的主要技術(shù)指標如下： ? 采用 K20 作為主控制器； ? 支持 USB 下載音頻文件； ? 支持 SD 卡的文件存儲； ? 支持 WAV格式音頻播放； ? 簡單的人機交互界面； ? 支持 MP3 格式音頻播放。但是，目前嵌入式系統(tǒng)發(fā)展迅速，音頻播放器所涉及的知識和芯片 資料 相當豐富。同時考慮到自身對微控制器的熟悉程度和作品的低功耗、經(jīng)濟實用、高性價比等特點，所以對 MCU 選型進行了分析了解。 K20P64M72SF1RM 的 CPU 頻率可以達到 72MHz， 內(nèi)部集成各種通信接口模塊，包括串行外圍接口模塊 SPI、通用串行總線模塊 USB 等 具體外部資源如 表 。但是軟件移植的工作量相對較大， 由于進度安排 不利于此次作品設(shè)計 。 雖然 Nor Flash 寫入和擦除的 速度 比較 慢，但是其讀取數(shù)據(jù)速度很快 。 Nand Flash 具有極高的單元密度，可以達到高存儲密度，并且寫入和擦除的速度也很快，適 用于大量數(shù)據(jù)的存儲，因而在嵌入式產(chǎn)品中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，如數(shù)碼相機、 MP3 隨身聽記憶卡、體積小巧的 U 盤等。 SD 卡具有大容量、高性能、安全等多種特點的多功能存儲卡。 圖 SD 卡 SPI總線模式示意圖 圖 SD 卡 基于 Kiis K20的 WAV音頻播放器的設(shè)計 7 工程技術(shù)支持中心 (ETSC) 通過對以上兩種模式進行對比可得知 SD卡工作在 SDIO模式下時，速度要比工作在 SPI模式下快。 表 存儲媒介性能比較 存儲介質(zhì) 存儲密度 讀取速度 擦除和寫入速度 存儲管理 Nor Flash 低 很快 慢 易 Nand Flash 高 快 快 困難 SD 卡 高 快 快 易 U 盤 高 快 快 需要 USB 接口 通過對 表 進行 綜合 對比分析， 最終決定 采用 SD 卡作為存儲媒介。 這種文件系統(tǒng)也有缺點，那就是采用 FAT32格式分區(qū)的磁盤，由于文件分配表的擴大，其運行速度比采用 FAT16 格式分區(qū)的磁盤速度慢。以下三種方案均能達到基本要求， 為選出最佳設(shè)計方案，下面分別進行論證。軟件解碼方式可以實現(xiàn)對 WAV文件的解碼，但由于 MCU的運算速度 有限 ，難以實現(xiàn) MP WMA等音頻格式的解碼。由于 AD1853 為電流輸出方式，應(yīng)用時需外加 I/V變換電路 和功率放大電路 ，為滿足音質(zhì)要求，平衡 LPF 濾波電路和平衡 /非平衡轉(zhuǎn)換電路也必不可少。 這幾種人機輸入接口的特點如 表 所示： 表 人機輸入接口對比 人機輸入接口 電路復(fù)雜程度 程序復(fù)雜程度 使用壽命 成本 體積 觸摸按鍵 復(fù)雜，需要專用電路 簡單 很長 高 小 機械按鍵 簡單 簡單 較長 低 小 PS2 鍵盤 一般，但需要專用接口 復(fù)雜，須使用 PS2 協(xié)議 較長 高 很大 遙控器 一般，但需要接收器 一般，須使用解碼程序 較長 較高 較大 搖控器適用于有距離間隔的場合， PS2鍵盤體積過大，均不適合在音頻播放器上使用；觸摸按鍵雖然使用壽命長，但需要專用控制電路，成本也較高；優(yōu)質(zhì)的機械按鍵已經(jīng)能滿足播放器的要求，且電路和程序都比較簡單，故選擇機械按鍵作為人機輸入接口。播放音頻時，主控芯片K20 從 SD