【正文】 再次感謝侯老師幾個月來對我始終如一的關心和幫助。 圖 51：初始化的界面 能采用 VS1003 解碼電路進行音頻解碼，得到比較高質的音質。在學習的過程中，利用一個叫 WINHEX 的軟件，可以看到邏輯磁盤和物理磁盤內的數(shù)據結構。至此就完成了一塊電路板的制作，接下來就是針對模塊的調試。由于刪除文件。而在 BPB 表中其起始點是在扇區(qū)字節(jié) 位移 0bH 處，這段總共占了 25 字節(jié)。對本設 計的需求已經遠遠可以滿足。在本設計過程中用 芯片降壓到所需的 電壓，并且還在并行串行的方式上預留了接口，即通過此接口可以選擇串行和并行接口方式。44腳 RCAP：基準濾波電容。 K1 K2 K3 K4 K5R910K+5VR1010KR1110KR1210KR1310KS3SWPBS4SWPBS5SWPBS6SWPBS7SWPBGND 圖 34 功能按鍵 VS1003 音頻解碼模塊 VS1003B 是芬蘭 VLSI 公司生產一種 VSXX 系列的芯片，是一種單芯片 MP3/WMA 音頻解碼器。 圖 33 圖 Atmega128 的引腳 8 Atmega128 芯片是一種高性能、低功耗 8 位的 AVR 微處理器，片內具有 128K 字節(jié)的系統(tǒng)可編程 Flash，可解決卡機問題，能及時處理傳送的數(shù)據。需對 SD 卡數(shù)據存儲結構及 VS1003 解碼電路進行深入的了解。 方案二：直接用音頻解碼芯片解碼。伴隨著“無驅動”閃存盤的技術實現(xiàn)，在 Windows 20xx 以上的操作系統(tǒng)中免去了安裝驅動程序的麻煩。但對于市場需求來說， MP3 仍然占有一定的市場。通過 ATmega128 讀取 SD 卡或者讀取經 CH375 芯片傳送的音頻數(shù)據，再送入VS1003B 解碼芯片實現(xiàn)特定格式的音頻解碼，并通過耳機或者有源音響輸出。就音頻播放器來說，其常用格式就有 WAV、 OGGG、 MP WMA、ACC、 APE 等。直到 1998 年，第一臺 MP3 隨身聽 Saehan MPman F10 2 誕生，重 65 克。如采用初學者廣泛使用的AT89S52 單片機，它內部具有低損耗、高性能的 CMOS 微處理器，片內也具有 8K字節(jié)的儲存空間、 4個 8位的并口、 1 個全雙工的串行口、 128 字節(jié)的 RAM、 2個 16位定時 /計數(shù)器，其尋址范圍也有 64K,這些特點能滿足簡單的設計需要，但如果用這款單片機來設計 MP3 那最好要外接一個儲存芯片，否則對數(shù)據的緩沖、處理速度跟不上，容易造成卡機現(xiàn)象。 系統(tǒng)設計硬件組成 本系統(tǒng)是基于 Atmega128 單片機所設計的 MP3 播放器，音頻文件存儲在 SD卡上，通過文件系統(tǒng)的讀取 SD 扇區(qū)或將音頻存 在 U 盤等 USB 外設儲存器上，通過 CH375 驅動芯片讀取外設儲存器，由 Atmega128 單片機讀取數(shù)據并送到 VS1003B 音頻解碼模塊解碼輸出，同時還可以通過按鍵來選擇實現(xiàn)歌曲切換，暫停播放和音量調整等功能。本模塊設計電路圖如 31 所示，系統(tǒng)使用內部 8M 晶振，下載熔絲位為 E4 91 FF 不兼容103 模式?？梢詮拈e置模式喚醒 。8腳 DREQ：數(shù)據請求 。 若大于 2G 的盤，格式化的時候只能選擇 FAT32， FAT16 的盤是不能正常播放的。 U 盤模塊部分容易造成影響的一些問題 在 PCB 設計中，應注意一些細節(jié)以防對設計造成不必要的影響。對于 ICCAVR 軟件，在編寫程序的時候要注意各個中斷函數(shù)的書寫，還要注意管腳的使用，對包含的頭文件也應該具有一定的了解。文件名 的大小 一般占用 8個 字節(jié)，而 長的文件名 則 需要用數(shù)組 來存放 。運用專業(yè)的電路設計軟件 Altium Designer 來設計原理圖，添加相對應的元件封裝后便可成功導入 PCB 圖制作，然后需在 PCB 面板上進行線路的布線和元器件的位置擺放，過程中應考慮元器件布局的合理性，線路的干擾性等問題。在程序的編寫過程中，為了規(guī)范程序的書寫，而且考慮到本設計的模塊比較多，如果只是用一個 文件來編寫則程序會相當繁雜，并且不方便錯誤的檢查，所以本設計程序運用了多個 和 文件，這樣不僅簡化了程序，并且也方便今后對該程序的移植，很多高級工程師都是利用這種程序編程方 式。最后就是對 U盤通信進行調試，由于 U 盤的驅動芯片 CH375 內嵌通信協(xié)議 ,所以只需按照協(xié)議來調用其指令，按照寫入所需的命令，便能實現(xiàn)其初始化。 本設計硬件簡單 ,軟件也不是很復雜，具有 易于開發(fā) , 成本較低 , 安全可靠 , 方便實用， 操作方便等特點。謝謝你們！ 25 附錄 1（原理圖、 PCB 圖、實物圖） 主控板原理圖及 PCB 100uFC4104C512D1LEDGND1IN3OUT2U2CYT117104C13V3+5V4K7R1123J1電源接口GND100uFC6100uFC2104C3GND1IN3OUT2U1CYT117GNDA6B5C4A1B2C3S1按鍵開關供電電源 CD/DAT31CMD2VSS13VDD4CLK5VSS26DATA07DATA18WP10DATA291112*1SD10KR210KR310KR410KR53V3GNDSD_CSMOSIGNDSCKGNDMISODATDAT12P16Header 29SD 卡部分 123456789vs1VS1003 模塊接口+5VGNDXRESETMISOMOSISCKDREQXCSXDCS解碼部分接口 +5VSCKMOSID/CCSRSTLEDENGND1234567891015110 液晶 10KR8Res2104C14CapS2SWPB3V3GNDnRESTAVR128 復位電路K1 K2 K3 K4 K5R910K+5VR1010KR1110KR1210KR1310KS3SWPBS4SWPBS5SWPBS6SWPBS7SWPBGND 1 23 45 67 89 10JP1SCKTXD0ISP下載+5VISP 下載口GNDnRESTPDI usbVCC1DATA2DATA+3GND4*3usb+5VGNDUD+UDR7 INT1RST2WR3RD4TXD5RXD6NC7A08V39UD+10UD11GND12XI13XO14D015D116D217D318D419D520D621D722GND23ACT24RST25RST26CS27VCC28*2CH375A*3X112MC1022PFC1122PFCH375INTCH375RSTICH375WRCH375RDCH375A0D0D1D2D3D4D5D6D7D2USBLEDR61KCH375CSC73V33V33V3123P3
。本次設計，不但鞏固了我們所學的專業(yè)知識，而且還增長了課外知識，加強了自身的動手能力。 應用 FAT 系統(tǒng)文件就可以很快解決歌曲的切換問題?？偨Y：做板需要耐心，需要技巧，在原理圖設計過程中需要懂設計原理，謹慎檢查，對焊貼片式芯片時，注意把握電烙鐵融錫的時間，不能燙太久。 開始 系統(tǒng)初始化 查詢中斷 U 盤復位 /加載 U盤是否插入 查詢 FAT 系統(tǒng)文件 返回播放主程序 查詢 U 盤指定文件 結束 N N Y Y 17 第五章 系統(tǒng)測試與分析 系統(tǒng)設計過程 設計前準備工作， 認真查閱資料，對比可選方案，最終明確設計的方案，同時也對一些設計中的主要芯片進行大概的了解。 SD 卡文件系統(tǒng)的實現(xiàn) 要實現(xiàn)對文件的管理，那么單片機通過對 SD 卡的 讀寫中就可按照 FAT16/FAT32 文件系統(tǒng)的格式對 SD 卡上的數(shù)據進行操作，這樣便可以在 SD 卡上實現(xiàn)文件的創(chuàng)建、文件的讀寫和文件的刪除等操作。在 ICCAVR 編輯器的狀態(tài)窗口中可以很清楚地把編譯出現(xiàn)的錯誤顯示出來，當用鼠標單擊編譯出現(xiàn)的錯誤時，光標就會自動跳轉到編輯窗口中引起錯誤的那一行，這樣就省去了煩雜的查錯工作 [7]。補充：CH375 的數(shù)據緩沖 區(qū)僅為 64 個字節(jié)，讀取一個扇區(qū)（ 512 字節(jié)）要讀 8次，每讀完一次要從 CH375 中送入繼續(xù)讀取的命令，等待 CH375 的數(shù)據緩沖區(qū)更新為下面的 64 個字節(jié)后，再次等待中斷，讀取狀態(tài)。通過執(zhí)行命令和作出相對應的命令響應，完成單片機對 SD 卡的讀寫 操作。2 腳 MICN：同向差分話筒輸出 。主機或從機操作 LSB 首先發(fā)送或 MSB 首先發(fā)送 。對于 MCU 的選擇，考慮到效率問題，最終也選定了 Atmega128 作為 主控芯片，它的外圍電路簡單，滿足本設計的需要。 方案四：采用諾基亞 5110 液晶模塊，它采用的是串行通信協(xié)議進行通信，傳輸速度快，耗能低，接口信號線數(shù)量少，能顯示英文、數(shù)字還有圖案，并且市場價格最便宜。 3 第二章 系統(tǒng)概述 系統(tǒng)設計總方案選擇 系統(tǒng)初步設計圖如圖 21 所示 圖 21 系統(tǒng)初步設計圖 系統(tǒng)可行設計方案對比選擇 根據設計要求，結合實際情況和成本要求，對系統(tǒng)主要部分電路方案敘述如下。 MP3 的現(xiàn)世，由于閃存技術初現(xiàn)，存儲容量還很小，而價格偏高，當時的 MP3 仍屬于十分昂貴的“奢侈品” 。人們對生活質量的要求也越來越得到重視，對音樂的追求也迅速成為了其享受生活的重要部分。 MP3 player。而 MP3 播放器相對而言比較簡單，對于初設計者來說是一種很好的選擇。為了解決外觀不美觀的問題， MP3 采用了伸縮式 USB 接口，可以提供高速傳輸，還可以即插即用。 基于上述比較，故選擇方案二； 顯示模塊方案 方案一：采用 LCD1602 液晶，完成數(shù)據顯示。 6 第三章 硬件組成及設計 硬件設計包括整個系統(tǒng)的電路圖，主要由單片機最小系統(tǒng)、 VS1003 解碼模塊、外部音頻存儲模塊、諾基亞 5110 液晶顯示模塊、電源電路模塊、 MP3 功能按鍵電路等組成，本章根據系統(tǒng)設計結構圖來對每個部分的電路進行分析和說明，重點講述 MCU 微控制器Atmega12 SD 卡模塊電路、 VS1003B 音頻解碼模塊電路、 CH375 驅動外設模塊電路、功能按 鍵并且涉及到的一些芯片詳細資料。具有獨立片內振蕩器的可編程看門狗定時器，可解決一些程序跑飛的情況。串行控制和數(shù)據接口， 4 個常規(guī)的 I/O 口，一個 UART，一個高品質可變采樣率的 ADC 和立體聲 DAC、一個耳機放大器和地線緩沖器。驅動 SD 卡的模式分為 SD 總線模式和 SPI 總線模式。當有 U盤插入時 CH375 產生中斷來告訴單片機 ,單片機每次得到 CH375 的中斷后 ,都要用 “ 獲取狀態(tài) 碼 ” 來取消這個中斷，讓 INT恢復到高電平，為下次中斷做準備。 +5VSCKMOSID/CCSRSTLEDENGND1234567891015110 圖 39 諾基亞 5110 液晶接口圖 13 第四章 軟件設計 開發(fā)工具介紹 本設計除了硬件方面的重要性，同時也應該注重軟件。簇是一種文件存儲在磁盤上的最小單位，開始 端口初始化 設置 SPI 為低速模式 CS 置為低電平 SD 卡復位， CMD0 CMD1，初始化 SPI 高速模 式 發(fā)送 CMD8，保留 Rec=0x01? 結束 CMD58，讀 OCR 寄存器 至少延時 74 個時鐘周期 CMD59，關 CRC CMD16，設置扇區(qū)大小 Y N 15