【正文】 //如 果當(dāng)前播放歌曲不為第一首，則指向上一首 else NowPlaying=NumofSong1。 } break。 1） Func，功能切換。} //如果選曲時(shí)，則重新播放當(dāng)前曲目 while(!(MP3STA1amp。當(dāng)讀取到的數(shù)據(jù)已經(jīng)不足一扇區(qū)時(shí)，結(jié)束當(dāng)前所播放的歌曲，讀取下一首歌曲的數(shù)據(jù)；如果所讀取的數(shù)據(jù) 超過一扇區(qū)，則將數(shù)據(jù)存入另一個(gè)扇區(qū)，并讀取這個(gè)扇區(qū)的數(shù)據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，有些外圍芯片也需要復(fù)位，如果這些復(fù)位端的復(fù)位點(diǎn)評(píng)要求與單片機(jī)的要求一致，則可以與之相連。 圖 38 為 CS4331 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。計(jì)算機(jī)主板、顯卡 簡(jiǎn)易自動(dòng)樂曲播放器 采用單片機(jī) 最小系統(tǒng)足以滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，同時(shí)要設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)的晶振和復(fù)位電路。 X2 O 輸出片上振蕩器反相放大器 使用內(nèi)部振蕩器，晶振 /諧振器電路連接到該管腳。 . 主電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的主芯片采用美國(guó) ATMEL 公司的 AT89C51SND1C，該芯片是一個(gè) ~ V 低電壓、 80 mW 低功耗、運(yùn)算速度高、功能完善、高度集成并且低成本的單芯片數(shù)字（ MPEG1，2， amp。 MP3 播放器 所 關(guān)注的只是檢查比特流的頭和頻譜分布的數(shù)據(jù)幀，以及和它們存儲(chǔ)在一起的 邊信息 ，然后再將重建這些信息為音頻信號(hào)。 MDCT 把子帶的輸出在頻域里進(jìn)一步細(xì)分已達(dá)到更高的頻域分辨率。例如 ，如果數(shù)據(jù)傳輸率是 128kbit/s，那么每一幀可以分配的數(shù)據(jù)上限就確定了（除非使用變比特率方法）。 編碼 過程 MP3 文件由一系列長(zhǎng)度不同的幀組成，一個(gè)接著一個(gè)，就好像電影膠片一樣。N 的值降低會(huì)導(dǎo)致量化的精度降低， N 的值增加又會(huì)導(dǎo)致信息存儲(chǔ)量的增加。 二 、音頻采樣 采樣就是從一個(gè)時(shí)間上連續(xù)變化的模擬信號(hào)取出若干個(gè)有代表性的樣本值，來代表這個(gè)連續(xù)變化的模擬信號(hào)。這里要介紹一下數(shù)字音頻信號(hào)。 （ 3） 對(duì) MP3 播放器的硬件 進(jìn)行 設(shè)計(jì) 。其實(shí)，就像手機(jī)、 PC 所 走過的道路一樣，MP3 在容量、功能、外觀設(shè)計(jì)、視聽統(tǒng)一等多方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步之后，便開始顯露出市場(chǎng) 細(xì)化趨勢(shì)。隨著人們生活水平的不斷提高以及對(duì)美好生活的渴望，對(duì)便攜試聽的要求也越來越高。MP3 的解碼器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及到大量的數(shù)學(xué)計(jì)算，對(duì)處理器與內(nèi)存的要求相當(dāng)高。制作精良的 MP3 音樂，在專門的數(shù)字播放器中播放，完全可以 達(dá) 到普通 CD 唱機(jī)播放的音質(zhì)。 詳 細(xì)分析了嵌入式 MP3 播放器的開發(fā)過程，為嵌入式 MP3 播放器提供了一種合適的集成開發(fā)方法和框架。 本文介紹了一種基于 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89C51 單片機(jī)的 MP3 播放器設(shè)計(jì)，分析了基于單片機(jī)的音樂播放器的工作原理，詳細(xì)介紹了音樂播放器的功能以及硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì) 的方法，以單片機(jī)為核心，由最小系統(tǒng)、 D/A 轉(zhuǎn)換電路和 鍵盤電路等完成對(duì)音樂播放器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 中華人民共和國(guó)教育部 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì) 題目： 基于單片機(jī)的 MP3 播放器設(shè)計(jì) 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 通信工程 2021 級(jí) 3 班 2021年 6月 東北林業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 設(shè)計(jì) 題目 基于單片機(jī)的 MP3 播放器設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 專 業(yè) 通信工程 2021 級(jí) 3 班 學(xué) 生 2021 年 12 月 5 日 題目名稱 ： 基于單片機(jī)的 MP3 播放器設(shè)計(jì) 任務(wù)內(nèi)容（包括內(nèi)容、計(jì)劃、時(shí)間安排、完成工作量與水平具體要求） （ 1）課題內(nèi)容： 本課題要求在了解國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)、查找閱讀一定數(shù)量的相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，通過分 析以以 C51 內(nèi)核單片機(jī)為核心，完成一個(gè) MP3 播放器的設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì) 主要以 AT89C51 單片機(jī)為核心，對(duì)音樂播放器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了硬件及軟件的設(shè)計(jì)，并給出了一套完整的解決方案，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)音樂播放器對(duì)音樂的演奏。 消費(fèi)類的電子應(yīng)用在嵌入系統(tǒng)中所扮演的角色變得越來越重要，尤其是手持類產(chǎn)品更是越來越豐富。適中的價(jià)格、良好的音質(zhì)，使用便于攜帶、長(zhǎng)時(shí)間播放和豐富的資源使 MP3 播放器成為最受歡迎的網(wǎng)絡(luò)音樂媒體。目前，AT89C51 處理器以其高性價(jià)比，豐富的外設(shè)資源，越來越受到各種嵌入式研發(fā)人員的青睞 [57]。 MP3 播放器近乎完美的播放效果和豐富歌曲資源、可靠性高、功耗低、無機(jī)械結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，普遍受到廣大音樂愛好者的歡迎。針對(duì)這種情況，幾乎所有的廠商都加大了新產(chǎn)品的推出力度，并細(xì)分產(chǎn)品線。 （ 4） 對(duì) MP3 播放器的軟件 進(jìn)行 設(shè)計(jì) 與調(diào)試 。數(shù)字音頻信號(hào)是相對(duì)模擬音頻信號(hào)來說的。一個(gè)在時(shí)間和幅值上都連續(xù)的模擬音頻信號(hào)的函數(shù)表示為 ??xt ，采樣的過程就是在時(shí)間上將函數(shù) ??xt 離散化的過程。因此在編碼時(shí)就需要合理地選擇 N 的值 [16]。每一幀的前面都有一個(gè)頭信息，其中就包括一些關(guān)于后繼數(shù)據(jù)的額外信息。這一步?jīng)Q定了可以存儲(chǔ)多少可獲得的數(shù)據(jù)以及有多少數(shù)據(jù)被丟棄。而且通過對(duì)子帶的進(jìn)一步細(xì)分，編碼器部分消除了多相濾波器組引入的混迭效果。從某種意義上說，播放器其實(shí)就是一個(gè) MP3 文件、播放列表和聲卡的 接 口，將它們包裝為相對(duì)簡(jiǎn)單明了的解碼 MP3 比特流格式的規(guī)則。3）音頻解碼器。如果外部振蕩器使用，給 X2的懸空。 電源部分 電源是整個(gè)播放器的重要組成部分，圖 35 是電源部分的電路，圖中 AS1117 是一款低壓差的線性穩(wěn)壓器，當(dāng)輸出 1A 電流時(shí)，輸入輸出的電壓差典型值僅為 。 LCD 監(jiān)視器及 LCD TV 圖 38 CS4331 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu) 東北林業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 控制部分 播控系統(tǒng)的設(shè)置通過按鍵來選擇， AT89C51SND1C 提供 4 個(gè)按 鍵輸入口，連接 USB 前，短接了 DFU 跳線，運(yùn)行 BootLoader，進(jìn)入到固件下載；接到 USB 前，按下了 FORMAT，則格式化 U 盤；連接到 USB，不按任何鍵，則進(jìn)入 U 盤功能。 圖 311 復(fù)位電路 單片機(jī)晶振電路 單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，在單片機(jī)系統(tǒng)里，晶振作用非常大，它結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率。將讀取后的數(shù)據(jù)送入解碼器中，解碼時(shí)，通過鍵盤控制。MPBREQ))。功能切換的作用是設(shè)置功能狀態(tài)。 } case SELECTSONG : //如果處于 MP3 選曲功能 { if(NowPlaying==(NumofSong1)) NowPlayiing=0。 //如果當(dāng)前已經(jīng)到達(dá)第一首，則指向最后一首 ChangwSong=1。 case SELECTSONG : //如果處于 MP3 選曲功能 { if(NowPlaying0)NowPlaying。 MP3TRE+=7。 圖 42 鍵盤相應(yīng)流程圖 每個(gè)鍵對(duì)應(yīng)了一個(gè)鍵盤響應(yīng)函數(shù)。return。產(chǎn)生中斷后，程序讀取下一個(gè)扇區(qū)中的數(shù)據(jù)，如果程序不需要再讀取下一扇區(qū)的數(shù)據(jù)，則將數(shù)據(jù)送入解碼器中。按下按鈕則直接把+5V 加到了 RST/VPD 端從而復(fù)位，這稱為手動(dòng)復(fù)位。 MCLK 則是 DAC 電路所需的主時(shí)鐘。環(huán)境溫度范圍是 50℃～ 140℃ 用途： 選用 AT89C51 單片機(jī)作為主機(jī)，它具有 4K 片內(nèi) ROM， 128 字節(jié)片內(nèi)RAM， 片外 ROM 尋址范圍達(dá) 64K， 2 個(gè) 16 位計(jì)數(shù)器， 5 個(gè)中斷源， 4 個(gè)并行口，一個(gè)串行口。 音樂播放器首先讀取存儲(chǔ)器上的音樂信號(hào)，再通過解碼器對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼分析，經(jīng)解 碼的信號(hào)通過 D/A 轉(zhuǎn)換器將解碼出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，然后把轉(zhuǎn)換后的模擬音頻放大，通過低通濾波后到音頻輸出。解碼器并不需要存儲(chǔ)或者利用人類心理聲學(xué)理論，也不需要進(jìn)行比特分配過程。在濾波器組上， MP3 在使用了正交鏡像濾波（和MP1 和 MP2 相同）后，緊跟著使用了改進(jìn)離散 余弦 變換 MDCT（ Modified Discrete Cosine Transform），對(duì)正交鏡像濾波的不足進(jìn)行了一些補(bǔ)償。第三，要考慮數(shù)據(jù)傳輸率，它決定了每一幀能夠分配的比特最大值。波形編碼是盡量保持輸入波形不變，即重建的語(yǔ)音信號(hào)基本上與原始語(yǔ)音信號(hào)波形相同，壓縮比較低；參數(shù)編碼是要求重建的信號(hào)聽起來與輸入語(yǔ)音一樣，但其波形可以不同，它是以 語(yǔ)音信號(hào)所產(chǎn)生的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)的一種編碼方法，壓縮較高；混合編碼是綜合了波形編碼的高質(zhì)量潛力和參數(shù)編碼的高壓縮效率的混合編碼方法，這類方法也是目前低碼率編碼的方向 。 根據(jù)以上公式可知，要減小比特率 I，在 2s 已經(jīng)確定的情況下，只能去減少 N 的值。采樣頻率越高，量化位數(shù)越多，數(shù)字化后的音頻質(zhì)量越高。 音頻 DAC 是將數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號(hào)，以推動(dòng)耳機(jī)、功放等模擬音響設(shè)備。 （ 2） 對(duì) MP3 播放器的整體結(jié)構(gòu) 進(jìn)行 分析 。隨著價(jià)格的回落 與技術(shù)的成熟，當(dāng)前的MP3 已經(jīng)不再是過去發(fā)燒友們享受音樂的專利。 隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式產(chǎn)品以其自然 的人際交互界面和豐富的多媒體處理能力迅速得以推廣，并取得了巨大成功。使用 MP3 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于音頻數(shù)據(jù)編碼既可以獲得較大的音頻數(shù)據(jù)壓縮比，又可以得到較好的音樂回放質(zhì)量。 本課題來源于 生產(chǎn)實(shí)踐 東北林業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 音質(zhì)是選擇音樂格式最重要的一個(gè)因素， MP3 音樂具有壓縮比高，音質(zhì)較好、制作簡(jiǎn)單、容易獲取、交流方便等優(yōu)點(diǎn)。近幾年以來，隨著 MP3 播放器的出現(xiàn)及其技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì) MP3 播放器的要求越來越高，制造商在 MP3 播放器的選型、設(shè)計(jì)、開發(fā)、附加功能和試用領(lǐng)域等方面做了很多努力，設(shè)計(jì)了多種方案 [13]。 單片機(jī)是一 種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力（如算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳送，中斷處理）的微處理器，隨即存取數(shù)據(jù)處理器，只讀程序存儲(chǔ)器，輸入輸出電路，可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行通信口，顯示驅(qū)動(dòng)電路，模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D 轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊單塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)最小而又完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 課題的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾方面： MP3 壓縮算法的研究。 關(guān)鍵詞 ： 音樂 播放器； 單片機(jī) ；解碼器 ； Microcontrollerbased MP3 Player Design Abstract MP3 is MPEG1 Audio Layer Ⅲ for short. MPEG Audio is widely used audio pression standards, including the most plex algorithm Ⅲ level, but the maximum pression ratio, better, at lower bit rate can be achieved under the conditions of the basic CD39。這類的產(chǎn)品的體積通常較小， 價(jià)位通常相對(duì)較低，對(duì)于功耗的要求也相對(duì)的嚴(yán)格許多。 課題研究的目的和意義 課題研究的目的 MP3 早在多年前就打敗了 CD/MD 播放器，奪取了隨身 聽市場(chǎng)的頭把交椅?；谝陨媳尘?，我在此次設(shè)計(jì)中提出了 AT89C51SND1C 微處理器的 軟 件 解碼方案，在降低硬件成本的基礎(chǔ)上保證高質(zhì)量的播放效果。從 2021年到現(xiàn)在， MP3 市場(chǎng)繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)，銷量達(dá)到 萬臺(tái)，同比增長(zhǎng) %，銷售額達(dá)到 億元，同比增長(zhǎng) %。 在市場(chǎng)細(xì)分下，愛國(guó)者月光寶盒 MP3 針對(duì)不同的用戶推出不同的經(jīng)典之作，產(chǎn)品劃分為經(jīng)典、時(shí)尚、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用型等等。 東北林業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5