【文章內容簡介】 到 MP3 播放器的聲音效果的好壞。本系統(tǒng)選擇的是 CS4330 芯片，其外圍電路連接如 圖 所示。 CS4330 能夠兼容 48kHz、 和32kHz 的音流頻。聲音數(shù)據(jù)通過串行輸入引腳 SDATA 輸入。左右輸入時鐘 LRCK 決定了左右聲道，而在串行輸入時鐘 SCLK的驅動下數(shù)據(jù)被送入 CS4330 的數(shù)據(jù)緩存中，而主時鐘決定了數(shù)據(jù)濾波器的使用。 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 10 頁 10 圖 CS4330 的外圍電路 (a) 圖 CS4330 的外圍電路 (b) 主時鐘 Master Clock（ MCLK） 主時鐘 MCLK必須是采樣時鐘的 25 384 或者 512 倍，采樣時鐘和 LRCK 的頻率相等，而 MCLK 對 LRCK 的頻率可以自動的檢測和初始化。 CS4330 內部的分頻器在初始化的時候自動把時鐘信號轉化為需要的時鐘信號。 串行時鐘 Serial Clock（ SCLK） 串行時鐘驅動了數(shù)據(jù)的輸入， CS4330 支持內部和外 部的串行時鐘模式。 初始化和掉電模式 CS4330 進入掉電模式決定于初始化上電。內部分類濾波器和 deltasigma 調制器重置，內部的電壓參考，一位數(shù)字 模擬轉化器選擇電容低通濾波器并且掉電。一直到 MCLK和 LRCK提供， CS4330 都會保持在掉電模式。當檢測到 MCLK和 LRCK后， MCLK將計算一個LRCK時鐘周期來決定 MCLK/LRCK 的頻率。隨即根據(jù)供給內部的電壓參考，決定是 5V或者3V 電壓模式。最后，電壓提供給 D/A 轉化器和選擇電容濾 波器，模擬輸入也會變 化為大約 （ 3V模式下） 。這個過程需要大約 1ms， 1024 個 LRCK時鐘周期。 在一個 LRCK時鐘周期下，如果 MCLK或者 CRCK 都沒有， CS4330 進入掉電模式。當 MCLK和 LRCK恢復后初始化順序馬上進行。如果 MCLK/LRCK 頻率或者電壓在掉電模式下發(fā)生了改變， CS4330 將進行相應的改變。在有時鐘輸入的時候， CS4330 最好不要進行上電操作。 供電模式 CS4330 名義上的供電可以是 5V 或者 3V?！?SMART 類似電路”在進入初始化的時候或者跳出掉點模式的時候將自動的選擇電壓。當 VA+引腳上輸入電壓為 ～ 時 候，輸出電壓是 ；當 VA+引腳上輸入電壓為 ～ ，輸出電壓為 。在 ～ 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 11 頁 11 ，輸出電壓將是 ，但是這種情況必須要盡量避免，因為這種情況將帶來極大的功耗損失。同樣的， CS4330 也需要加上濾波電路，而且這個電路離 CS4330 越近越好。 CS4330 的模擬濾波器是一個開關電容濾波器，而且該濾波器的頻率決定于時鐘頻率以及采樣頻率。 （ 1） 人機接口部分 人機接口部分主要是提供一個人和系統(tǒng)進行信息交換的接口，包括鍵盤輸入、 LED顯示以及串行接口 3 個部分。鍵盤輸入提供給用戶選 擇功能的能力、 LED顯示系統(tǒng)現(xiàn)在的工作狀態(tài)，如前面章節(jié)中提到，串行接口可以方便開發(fā)過程中的調試，通過串行調試助手等工具，把系統(tǒng)運行情況反饋到 PC機的屏幕。 鍵盤輸入、數(shù)碼管、撥碼以及 LED的顯示電路圖如圖 ，圖 和圖 。 以下給出各個人機接口的功能定義。 圖 鍵盤輸入電路 圖 數(shù)碼管顯示電路 圖 LED 顯示和撥碼開關 撥碼開關 1（供電選擇）：用于控制由 USB 接口還是由干電池給系統(tǒng)供電，當撥碼位于左邊時候，由 USB接口供電， USB電纜給系統(tǒng)提供 5V電壓， 電壓通過 AS1117 轉化為 3V 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 12 頁 12 供給芯片 ；當撥碼位于右邊的時候，由 7 號干電池通過 MAX856 升壓后給芯片供電，串口不可用。（這個控制開關的設置是為了方便調試，否則可以把這個控制開關和撥碼開關合二為一）。 撥碼開關 2（系統(tǒng)功能選擇）：用于控制系統(tǒng)是執(zhí)行 U 盤功能還是 MP3 功能，這兩者的初始化狀態(tài)不同。當撥碼位于左邊時，執(zhí)行 U 盤功能，系統(tǒng)上電之后處于 U盤初始化狀態(tài)；當撥碼位于右邊時候，執(zhí)行 MP3 功能，系統(tǒng)上電之后處于 MP3 初始化狀態(tài)。 撥碼開關 3（系統(tǒng)上電）：由于開始給系統(tǒng)供電，當撥碼 位于左邊時候，系統(tǒng)上電，控制器根據(jù)系統(tǒng)能夠選擇的不同位于不同的初始化狀態(tài)，對應的指示燈 2/3 亮 /滅；當撥碼位于右邊時候，系統(tǒng)斷電，關閉。 撥碼開關 4（ ISP選擇）：當撥碼位于左邊時候， AT89C51SND1 的 ISP 引腳為低電平，允許進行 ISP編程，否則接到高電平，不允許進行 ISP編程。 指示燈 1（供電指示燈 1）：當 5～ 3V供電正常時，供電指示燈 1 亮。 指示燈 2（供電指示燈 2）：當 ～ 3V供電正常時候，供電指示燈 2 亮。 指示燈 3（ U盤指示燈）：當執(zhí)行 U盤功能時，無數(shù)據(jù)傳輸時燈亮，有數(shù)據(jù)傳輸時閃爍。 指示燈 4（ MP3 指示燈）：當執(zhí)行 MP3 功能時候，等待播放的時候該燈亮，播放時候該燈閃爍。 按鍵 1（系統(tǒng)復位鍵）：按該銨鈕幾秒鐘，整個系統(tǒng)回到系統(tǒng)上電時候的狀態(tài)。 按鍵 2（ MP3 歌曲選擇鍵）：每按一次，歌曲序號自動向上加 1，馬上從該首進行播放，當?shù)阶詈笠皇讜r候從第一首開始計數(shù)。 按鍵 3（ MP3 聲音控制鍵）：每按一次，聲音級別自動向上加 1，當達到 31 級時候從 0級開始重新播放。 按鍵 4（ MP3 開始鍵）：當處于 MP3系統(tǒng)初始化狀態(tài)時候，按一下開始播放歌曲，指示燈 3 開始閃爍；如果沒有歌曲可供播放，則沒有作用。 數(shù)碼管：在 U盤模式下顯示 U字樣；在 MP3 模式下顯示現(xiàn)在播放的是第幾首歌曲。 U盤初始化狀態(tài)：上電后，當系統(tǒng)功能撥碼開關位于左邊時，數(shù)碼管顯示 U 字，等待和 PC進行數(shù)據(jù)變換。 MP3 初始化狀態(tài)：上電后，當系統(tǒng)功能撥碼開關位于右邊時，數(shù)碼管顯示整個 MP3 存儲器中一共有幾首歌曲可供播放，聲音級別位于第 10 級。 （ 2） Flash存儲芯片 MP3 系統(tǒng)仍然選擇了前面 USB實驗系統(tǒng)中使用的 Flash芯片 K9F2808U0A， Flash芯片 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 13 頁 13 的電路，如 圖 所示。 圖 Flash 芯片電路圖 軟件系統(tǒng)設計 軟 件模塊分析 MP3 播放系統(tǒng)中的軟件設計按照模塊可以劃分為以下幾個部分 ： Flash 存儲模塊、 USB通信驅動模塊、 MP3 解碼控制模塊、音頻解碼接口模塊。 2 、 Flash存儲部分 對 Flash的讀 /寫操作的相關知識在本小節(jié)中僅僅對 FAT文件系統(tǒng)進行詳細地介紹。 一個 FAT（ FAT12/FAT16/FAT32）文件系統(tǒng)卷（卷可以理解為是一張軟盤、一個硬盤或是一個 Flash電子盤）由 4 個部分組成：保留區(qū)（ reserved region）， FAT區(qū)，根目錄區(qū)（ root directory region）和文件和目錄數(shù) 據(jù)區(qū)。 FAT分配空間的時候，是按簇來分配的，但是其給出的地址卻是 LBA（ Logical Block Address），即它只給出一個扇區(qū)號，比如對此 Flash 而言，若給出 LBA為 0x40，代表簇 1的扇區(qū) 1。因此需要將 Logical Block Address 轉換為物理地址，這樣，才可以對數(shù)據(jù)進行存取操作。根據(jù)我們定義的結構，轉換公式為： Flash 的 Block=Logical Block Address/0x20 Flash 的 Page=Logical Block Address/0x20 因此簇和扇區(qū)的概 念只是在 BPB中給出存儲介質信息的時候告之系統(tǒng)就可以了，我們 遼寧科技大學本科生畢業(yè)設計 第 14 頁 14 只要做好 LBA與物理地址間的轉換即可。 由于作為 U 盤的 Flash 不要求啟動，因此可以沒有