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正文內(nèi)容

基于at89c51snd1的mp3播放器-畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2025-04-09 05:11 本頁面
 

【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(píng)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(cuò)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(tái) 。 (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(chǔ)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(chǔ) , 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(hào)的描述 : 具體介紹見表 表 時(shí)鐘信號(hào)的描述 信號(hào)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(hào)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(hào)描述 : 具體介紹見表 表 音頻接口信號(hào)描述 信號(hào)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(hào)描述 : 具體介紹見表 表 USB 控制信號(hào)描述 信號(hào)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(hào)描述 : 具體介紹見表 表 多媒體接口信號(hào)描述 信號(hào)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(hào)描述 : 具體介紹見表 表 通用異步通信信號(hào)描述 信號(hào)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(hào)描述 : 具體介紹見表 表 串行外部接口 SPI 信號(hào)描述 信號(hào)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(hào)描述 : 具體介紹見表 表 A/D 轉(zhuǎn)換信號(hào)描述 信號(hào)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(hào)描述 表 : 具體介紹見表 表 鍵盤接口信號(hào)描述 表 信號(hào)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(hào)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(hào) WR O 寫信號(hào) (12).系統(tǒng)信號(hào)描述 : 具體介紹見表 表 系統(tǒng)信號(hào)描述 信號(hào)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(hào)描述 : 具體介紹見表 表 電源信號(hào)描述 信號(hào)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(huì)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(chǔ)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(chǔ)器和 4K 嵌入存儲(chǔ)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(chǔ)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(hào)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(duì)地的電阻 可以對(duì)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)
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