【文章內(nèi)容簡介】 三 AVR8515 PDIUSBD12 STA013 CS4330 K9F5608 NS4890 方案論證 方案論證如表 所示： 表 MP3 方案的認(rèn)證 開發(fā) 難度 穩(wěn)定性 芯片 數(shù)量 材料 可否買 價(jià)錢 綜合 評價(jià) 方案一 易開發(fā) 穩(wěn)定性好 4 易買 低 9 方案二 易開發(fā) 穩(wěn)定性好 3 難買 低 7 方案三 較難 一般 6 易買 高 6 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 MP3 播放器的方案設(shè)計(jì) 5 方案選擇 考慮到開發(fā)難度以及成本兩個(gè)大方面來看，方案一是非常不錯的一個(gè)選擇，具有開發(fā)難度低。穩(wěn)定性能好，采用的芯片也不多，而且材料市面上也方便購買，價(jià)錢也適合。而其它兩個(gè)方案，均有不足的地方，所以綜合考慮，我選擇了方案一。 主要芯片介紹 介紹了 AT89C51SND1 和 K9F5608 兩個(gè)芯片，描述了兩個(gè)芯片的主要功能已經(jīng)特性。 主芯片 AT89C51SND1 單片機(jī) 圖 AT89C51SND1 引腳圖 單片機(jī)的引腳圖見圖 ，該芯片有 80 個(gè)引腳，在焊接過程中需要多注意一點(diǎn)，在功能使用上，需看如下具體參數(shù)： ： (1).MCS51 內(nèi)核， 用 KEIL 軟件 開發(fā) ， 無需特殊軟件平臺 。 (2).MPEG I/IILayer 3 hardware decoder ① 獨(dú)立 MP3 Decoder； ② 支持 48， ， 32， 24， ， 16khz 取樣頻率 ； 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 MP3 播放器的方案設(shè)計(jì) 6 ③ 支持軟件 31 階音量控制 ,高中低音均衡控制 ； ④ 重低音效 果。 (3).集成 DAC 部件，支持 PCM， IIS 格式； (4).4K字節(jié) boot flash memory USB/UART 下載代碼 ； (5).64K字節(jié)片上代碼存儲空間 ； (6).集成 部件 ； (7).MMC卡接口 ； (8).IDE/ATAPI 接口（ HDD/CDROM Interface） ； (9).2通道 ADC， 8Khz 取樣 。 ： AT89C51SND1C 提供 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲 ， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè) I/O口線，兩個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)， AT89C51SND1C 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作， 支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式， 空閑方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷 系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電力式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作自到下一個(gè)硬件復(fù)位。 ： 芯片引腳的詳細(xì)介紹如下： (1).I/O 介紹 ： 具體介紹見表 表 I/O 口功能介紹 引腳名稱 類型 描述 備用功能 P0 I/O P0 是一個(gè) 8 位雙向 I / O端口。 AD7:0 P1 I/O P1 是一個(gè) 8 位雙向 I / O端口，有 內(nèi)部上拉電阻 。 KIN3:0,SCL,SDA P2 I/O P2 是一個(gè) 8 位雙向 I / O端口 ， 有 內(nèi)部上拉電阻。 A15:8 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 MP3 播放器的方案設(shè)計(jì) 7 P3 I/O P3 是一個(gè) 8 位雙向 I / O端口 ， 有 內(nèi)部上拉電阻 。 RXD,TXD,INT0,INT1 ,TO,T1,WR,RD P4 I/O P4 是一個(gè) 8 位雙向 I / O端口 ， 有 內(nèi)部上拉電阻 MISO,MOSI,SCK,SS P5 I/O P5 是一個(gè) 8 位雙向 I / O端口 ， 有 內(nèi)部上拉電阻 (2).時(shí)鐘信號的描述 ： 具體介紹見表 表 時(shí)鐘信號的描述 信號名稱 類型 描述 備用功能 X1 I 振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 X2 O 振蕩器反相放大器的輸出端。 FILT I 鎖相環(huán)低通濾波器的輸入端， FILT 接收 RC 網(wǎng)絡(luò)鎖相環(huán)的低通濾波器。 (3).定時(shí)器的描述 ： 具體介紹見表 表 定時(shí)器的描述 信號名稱 類型 描述 備用功能 INT0 I 外部中斷 0 INT1 I 外部中斷 1 T0 I 定時(shí)計(jì)數(shù)器 0 (4).音頻接口信號描述 ： 具體介紹見表 表 音頻接口信號描述 信號名稱 類型 描述 備用功能 DCLK O DAC 數(shù)據(jù)時(shí)鐘 DOUT O DAC 音頻數(shù)據(jù) DSEL O DAC 信道選擇 SCLK O DAC 系統(tǒng)時(shí)鐘 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 MP3 播放器的方案設(shè)計(jì) 8 (5).USB 控制信號描述 ： 具體介紹見表 表 USB 控制信號描述 信號名稱 類型 描述 備用功能 D+ I/O USB+數(shù)據(jù)端口。為了全速運(yùn)行，該引 腳建議連接一個(gè) 的外部上拉電阻。 D I/O USB數(shù)據(jù)端口。 (6).多媒體接口信號描述 ： 具體介紹見表 表 多媒體接口信號描述 信號名稱 類型 描述 備用功能 MCLK O MMC 時(shí)鐘輸出 MCMD I/O MMC 命令出入 MDAT I/O MMC 數(shù)據(jù)出入 (7).通用異步通信信號描述 ： 具體介紹見表 表 通用異步通信信號描述 信號名稱 類型 描述 備用功能 RXD I/O 串口接收 TXD O 串口發(fā)送 (8).串行外部接口 SPI 信號描述 ： 具體介紹見表 表 串行外部接口 SPI 信號描述 信號名稱 類型 描述 備用功能 SCL I/O 雙總線時(shí)鐘 SDA I/O 雙總線數(shù)據(jù) (9).A/D 轉(zhuǎn)換信號描述 ： 具體介紹見表 表 A/D 轉(zhuǎn)換信號描述 信號名稱 類型 描述 備用功能 AIN1:0 I A/D 轉(zhuǎn)換模擬輸入 AREFP I 模擬參考 +電壓 AREFN I 模擬參考 電壓 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 MP3 播放器的方案設(shè)計(jì) 9 (10).鍵盤接口信號描述 表 ： 具體介紹見表 表 鍵盤接口信號描述 表 信號名稱 類型 描述 備用功能 KIN3:0 I 鍵盤輸入行 :0 (11).ISP 接口 描述 ： 具體介紹見表 表 ISP 接口 描述 信號名稱 類型 描述 備用功能 A15:8 I/O 高八位外部地址 :0 AD7:0 I/O 低八位 /數(shù)據(jù) :0 ALE O 鎖存 ISP I/O ISP 使能輸入 RD O 讀信號 WR O 寫信號 (12).系統(tǒng)信號描述 ： 具體介紹見表 表 系統(tǒng)信號描述 信號名稱 類型 描述 備用功能 RST I 復(fù)位輸入 TST I 測試輸入 (13).電源信號描述 ： 具體介紹見表 表 電源信號描述 信號名稱 類型 描述 備用功能 VDD PWR 電路板供電 VSS GND 電路板接地 AVDD PWR 模擬供電 AVSS GND 模擬接地 PVDD PWR PLL 供電 PVSS GND PLL 接地 UVDD PWR USB 供電 UVSS GND USB 接地 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 MP3 播放器的方案設(shè)計(jì) 10 存儲芯片 K9F5608 圖 K9F5608 引腳圖 K9F5608 引腳圖見圖 所示， K9F5608 是一片 32*8BIT 的存儲芯片，可以提供 ， , 的電壓。它使用與非單元的結(jié)構(gòu)使其在固態(tài)大規(guī)模存儲上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)高性價(jià)比的解決方案。在其上面可是很方便的實(shí)現(xiàn)程序的運(yùn)行和在線修改和擦除。 I/O 端口提供了和其他命令輸入類似的數(shù)據(jù)和地址的輸入輸出。 ： 具體介紹見表 表 K9F5608 引腳描述 引腳名稱 引腳功能 I/O7： 0 用作輸入命令、地址和數(shù)據(jù)。沒有使用到時(shí)被拉高。 CLE 命令鎖存器 CE 芯片使能 RE 讀使能 ALE 地址鎖存器使能端 WE 寫使能 端 WP 用于擦除、 寫的時(shí)候有 掉電情況的鎖存。當(dāng)外部掉電時(shí)，內(nèi)部電源發(fā)生器會產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位，當(dāng)該引 腳為低時(shí) 且 LOCKPRE 為高的時(shí)候，存儲器處于鎖的狀態(tài)。 R/B 用于顯示芯片的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)為低的時(shí)候，便是芯片 處于忙碌的狀態(tài)，忙完后返回到高的狀態(tài)。 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 章 MP3 播放器的方案設(shè)計(jì) 11 VCCQ 提供輸出緩沖的電源，在內(nèi)部連接 VCC VCC 芯片供電電源。 VSS GND // DNU // 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖 K9F5608 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 K9F5608 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 所示， 該芯片有 2048 個(gè) block，每個(gè) block 有64個(gè) page，每個(gè) page 有 512+16=528 個(gè)字節(jié)。 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 章 MP3 播放器的硬件設(shè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 第三章 MP3 播放器 的硬件 系統(tǒng)設(shè)計(jì) MP3 播放器的硬件系統(tǒng)框架 圖 MP3 播放器的硬件系統(tǒng) MP3 播放器的硬件系統(tǒng) 見如圖 所示， 本設(shè)計(jì)采用的是 ATMEL 公司的AT89C51SND1 音樂播放器專用芯片， 該芯片集成了 USB 通信、串口通訊、 A/D 轉(zhuǎn)換以及 MPEG2 解碼功能 ， 包含 64K 的 flash 存儲器和 4K 嵌入存儲器 ，支持在線編程。 提供 了 定時(shí)計(jì)數(shù) 、 鍵盤接口 、 串并接口 、 模數(shù)轉(zhuǎn)換 、以及 其他外部存儲器接口 。 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路見圖 所示， 在最小系統(tǒng)中 FILT 引腳 是 阻容網(wǎng)絡(luò) 給單片機(jī)內(nèi)部 PLL 鎖相環(huán)的濾波電路，以 及 給 USB 和 MP3 部件提供更高的頻率。 X1南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 章 MP3 播放器的硬件設(shè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 和 X2為 外接晶體振蕩器，為系統(tǒng)提供基本的 20M時(shí)鐘。 ISP 引腳是提供在線 程 RESET 引腳 是復(fù)位端， 在單片機(jī)內(nèi)部有下拉電阻，所以只需一個(gè)上拉電容即可完成上電復(fù)位。 ISP 按鍵主要是用于下載時(shí)候進(jìn)行芯片的準(zhǔn)備工作 ，連接 USB 同時(shí)按下 S6鍵，則運(yùn)行 Boot Loader 功能，進(jìn)入到固件下載模式。 USB 通信電路 圖 USB 通信電路 USB 通信電路 見 圖 ， USB 接口 USBD+和 USBD。這兩個(gè)引腳就是單片機(jī)內(nèi)部 USB 部件的差分信號輸入輸出引腳，接到 USB Device 插口上。 USB_DEL定義的是 IO 端口 ，用來檢測 USB 電纜上的 5V 電壓， 檢測 是否插入 USB 電纜， 來判斷是 U盤功能還是 MP3 功能 。 按鍵電路 圖 按鍵電路 按鍵電路見圖 所示， 播控系統(tǒng)的設(shè)置是通過按鍵來選擇， AT89C51SND1提供了按鍵輸入口， MP3 鍵盤由 4 個(gè)鍵組成，一個(gè)備用按鍵，分別為 S1鍵、 S2鍵、 S3 鍵和 S4 鍵： S4 功能切換； S3 向后； S2 向前； S1播放 /暫停。 S5是備用按鍵，在本設(shè)計(jì)中該按鍵換成了 led 顯示燈，顯示其按鍵工作狀態(tài)。 用戶在使用播放器時(shí)可以方便地根據(jù)自己的喜好來選擇歌曲播放或暫停 。 南昌大學(xué)共青學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 章 MP3 播放器的硬件設(shè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 電源電路： 電源電路是包括兩個(gè)部分：一個(gè)是充電電路；一個(gè)是穩(wěn)壓電路。充電電路是為了給電池充電的，穩(wěn)壓電路是給系統(tǒng)提供工作電壓。 充電電路 圖 充電電路 充電電路如圖 所示， 充電電路使用的 LP4054 芯片 ,LP4054 通過修改 PROG引腳對地的電阻 可以對充電電流進(jìn)行設(shè)定 ,同時(shí)當(dāng)電池充滿了還能關(guān)閉充電器。 充電電流計(jì)算公式 : Ibat = 1000/Rprog () 關(guān)閉充電器的計(jì)算公式： Ibat = (Vprog/Rprog) () 穩(wěn)壓電路 圖 穩(wěn)