【文章內容簡介】 略介紹，以方便對VS1003B進行設置。MP3文件是由幀構成，幀是MP3文件最小組成單位。MP3文件大體分為三部分：TAG_V2(ID3V2)，F(xiàn)rame,TAG_V1(ID3V1)[17]。每個MP3數(shù)據(jù)幀又分為幀頭和數(shù)據(jù)部分構成。幀頭長度為4BYTE（32位），幀后面可能有兩個字節(jié)的CRC校驗。幀頭數(shù)據(jù)結構如圖37所示。圖37 MP3幀頭結構A表示幀同步，所有位置位；B表示MPEG音頻版本；C表示音樂層描述；D為保護位；E為位速率索引；F表示采樣頻率索引；G為填充位；I為聲道模式；其余信息與本次設計關系不大，暫未使用，這里不做介紹。以上介紹中最重要的為E和F部分。E部分具體含義如表32所示。表32 位速率索引表BitsV1,L11V1,L2V1,L3V2,L1V2,L2V2,L30000FreeFreeFreeFreeFreeFree000132323232328(8)0010644840644816(16)0011965648965624(24)010012864561286432(32)010116080641608064(40)011019296801929680(48)01112241129622411256(56)100025612811225612864(64)1001288160128288160128(80)1010320192160320192160(96)1011352224192352224112(112)1100384256224384256128(128)1101416320256416320256(144)1110448384320448384320(160)1111BadBadBadBadBadBad1:V1 MPEG1。 V2 – MPEG2/。L1 Layer I。 L2 Layer II。 L3 Layer III2:Free – 可以利用的位率；Bad – 不允許的值在幀頭B、C部分可以查到MP3版本及層數(shù)，根據(jù)B、C的值在上表中可以查出音樂播放速率。F區(qū)決定音樂采樣率，而采樣率值則通過表33可以查出。表33 采樣率索引表(單位：Hz)BitsMPEG1MPEG20044100220501102501480002400012000103200016000800011ReservedReservedReserved無論幀長度是多少，每幀的播放時間都是26ms；每幀的大小可以通過以下方法計算得出：幀大小=(((MPEGversion==MPEG1？144：72)*比特率)/采樣率)+填充位。當計算出幀大小波特率和采樣率后，我們就可以對MP3文件進行解碼。在對MP3格式做簡要介紹后，下面就對VS1003B解碼芯片做一些重要說明。其硬件連接方式在第二章已經(jīng)做了說明，此次設計中使用的是SPI接口，另外還連接了復位端、數(shù)據(jù)請求端、數(shù)據(jù)端及命令端。VS10003B接口指令為8位，0X2為寫；0X3為讀。一般我們只需要寫，只有在驗證寫入是否成功時，才讀VS1003B內部寄存器。在每次讀寫數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)請求端會變低表示忙。只有當數(shù)據(jù)請求端變高后才能進行數(shù)據(jù)/指令讀寫。其具體時序如圖38所示。圖38 VS1003B寫數(shù)據(jù)時序圖[18]根據(jù)時序圖可以看出：要操作VS1003B，需要一條8為指令，再跟上8位地址，和寫入該地址的16位數(shù)據(jù)。然后，DREQ會變低，直到內部完成數(shù)據(jù)的操作。VS1003B初始化時，需要對模式寄存器、時鐘頻率及倍頻寄存器、音量寄存器進行設置。另外，還需要對音頻寄存器進行設置，其取值由具體MP3文件幀頭數(shù)據(jù)計算得到，計算過程在MP3分析時已經(jīng)說明，這里不再解釋。在進行初始化設置以后，就可以進行數(shù)據(jù)送入解碼芯片進行解碼。由于軟件復位不會改變這些寄存器的值，我們在進行歌曲切換時可以進行軟件復位，這樣，在進行歌曲切換時可以不用進行其它復雜操作，直接進行軟件復位就可以了。另外，DREQ引腳在VS1003B的FIFO在能夠接受數(shù)據(jù)的時候輸出高電平。此時，VS1003B可獲取至少32Byte的SDI數(shù)據(jù)或一個SCI命令。遵循這個標準，當DREQ變低時，發(fā)送器必須停止發(fā)送新的數(shù)據(jù)[19]。根據(jù)這個信息，我們在對VS1003B芯片大量寫入音樂數(shù)據(jù)時，可以一次性寫入32字節(jié)，這樣就可以大大提高數(shù)據(jù)輸入的效率，讓音樂播放更為流暢。 MP3軟件運行設計在完成了各種驅動程序設計后，就需要對音樂播放流程、界面和操作進行設計。如果在播放過程中，沒有好的界面及人機接口程序，就會不利于使用者操作，而且，在使用過程中，客戶由于不知道怎樣操作，胡亂按鍵就容易造成其它未知錯誤。因此，下面我們就怎樣進行整體設計做簡要說明。首先，程序需要對系統(tǒng)進行初始化。初始化各個驅動的順序必須有嚴格規(guī)定，應該從鍵盤開始，到顯示器，再到SPI接口初始化，到SD卡和FAT格式初始化，最后是VS1003B的初始化。采用以上順序，主要是為了能夠在任何一個接口或器件初始化失敗時，在顯示器中能夠給出相應的動作，指示哪一部分出錯，用戶應該怎樣繼續(xù)往下操作。正因為如此，在鍵盤和顯示器初始化過程中，絕對不能有死循環(huán)，而其它程序中循環(huán)部分必須保留一定次數(shù)，超過這個次數(shù)就跳出循環(huán)并報錯，交給系統(tǒng)處理錯誤，并發(fā)出警告。在初始化各驅動程序完成后，需要進入主程序，播放SD卡中的音樂。這部分程序可以在死循環(huán)中完成。一旦開始播放音樂，就不需要停下，除非暫停鍵（可設一標志位加以判斷）被按下。其程序段如圖39所示。圖39 主程序段代碼在MP3播放過程中，可以先搜索全部音樂，將其放入一全局變量中，然后，利用這個全局變量判斷是否所有音樂已經(jīng)播放完成。播放過程主要為搜索音樂，找到音樂數(shù)據(jù)位置，讀取數(shù)據(jù)，送入VS1003B解碼，判斷文件是否結束，沒有則再查找下一簇數(shù)據(jù)并讀取數(shù)據(jù)，否則，送入結束數(shù)據(jù)代碼，跳到下一曲。其中，在進行完每一塊數(shù)據(jù)的解碼之后，需要進行一次鍵盤掃描，根據(jù)鍵盤的值，對VS1003B或單片機的相應寄存器進行操作，達到控制MP3播放的目的。第四章 總結 基于單片機的MP3播放器測試結果首先，在一張容量為1G的SD卡中存儲了幾首MPWMA格式的歌曲文件，然后，插入自制的電路板中，上電播放。音樂播放成功，無任何異常產(chǎn)生。然后，進行按鍵測試。音量加減鍵能夠正常工作，但是，在按下按鍵時，歌曲出現(xiàn)播放聲音出現(xiàn)斷續(xù)情況。根據(jù)程序分析，由于每26ms需要一幀數(shù)據(jù)，而按下按鍵會導致程序中斷數(shù)百毫秒，故出現(xiàn)歌曲播放聲音不連續(xù)的情況。進行歌曲切換、暫停/播放按鍵測試時，一切正常，無任何異常。到此，基于SD卡的播放器測試完成。所有電路及預期功能基本完成，無異常產(chǎn)生。 前景與展望MP3播放器在現(xiàn)在市場上已經(jīng)變得非常常見，從這個角度看，MP3的發(fā)展?jié)摿σ呀?jīng)不是很樂觀。但是，微型存儲卡技術卻在飛速發(fā)展，而且，將存儲卡與MP3相結合的技術卻并不樂觀，因為在這方面字庫處理的方法還需要得到提升，當SD/MMC卡更換后，怎樣才能讓漢字字庫保持不變很難辦到，即使這樣處理了，卻不得不在MP3內部再加一塊存儲器存儲字庫，這樣，產(chǎn)品在成本上增加了，這也是基于SD卡的MP3不能快速發(fā)展的原因。因此，這種基于SD卡的MP3播放器在現(xiàn)實中，仍然具有一定潛力。而且，它在被用作MP3的同時還可以用作存儲器。對于用戶來說，這無疑是一種新意、一種優(yōu)勢，值得去購買、體驗。由于它本身的小巧，還可以嵌入車載系統(tǒng)、家庭娛樂系統(tǒng)等設備中，如果能在這些方面加以應用，這種基于SD卡的MP3播放器還有很大潛力可供挖掘。綜上所述，這種使用微型存儲卡作為存儲介質的MP3播放器仍具有良好的發(fā)展勢頭，擁有一定潛力可供挖掘。參考文獻[1] CECA .Chain Electronic Components Association[OL] . . 2007[2] 沈磊 . 基于ColdFire 和uCLinux 的便攜式多媒體播放器軟件系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) [D] . 上海：上海交通大學 , 2005 : 12[3] 有風無雨 歷史不會忘記－索尼Walkman 數(shù)十年回憶 [OL] . ://. , [4] workstar百度百科 MP3 [OL] . ://baike. , 2009 .[5] 麥建邦 百度百科 MP3播放器 [OL] . , [6] 文夢夢 . 回首昨日展望明天 淺談MP3播放器發(fā)展趨勢[J] . 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Version , 20050607致謝時光飛逝，快樂、充實、短暫、難忘的大學生活即將結束，在這三年半的時間內，自己的能力在各方面都有很大的提高，取得的這些進步和成績，離不開許多人的幫助和關心。籍此向他們表示衷心的感謝。首先感謝我的導師劉大年老師。在他的諄諄教誨和悉心指導下，我的學術水平、理論修養(yǎng)和實踐能力才能獲得很大提高。他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、對問題深刻的洞察力，也使我獲益良多。感謝劉大年老師在學習、課程設計上對我的指導平易隨和、治學認真嚴謹，和他在一起的時光總是充滿歡笑。感謝測控0901的各位同學，和他們共同學習和工作的日子充滿了歡樂，大家在生活上互相幫助，在學習上互相幫助，給我留下了美好的回憶。感謝我的父母，感謝他們一直以來對我的支持和鼓勵，對我的關心和照顧。最后，衷心地感謝所有在百忙中抽出寶貴時間來參加論文審閱和答辯的老師。謝謝大家!附錄附錄1：原理圖附錄2：VS1003模塊原理圖附錄3：PCB板圖附錄4：實物圖附錄5：程序1，F(xiàn)AT驅動程序：includeDWORD FirstDirClust。 //first directory clusterDWORD FirstDataSector。 // The first sector number of dataWORD BytesPerSector。 // Bytes per sectorWORD FATsectors。 // The amount sector a FAT occupiedWORD SectorsPerClust。 // Sector per clusterDWORD FirstFATSector。 // The first FAT sectorDWORD FirstDirSector。 // The first Dir sectorDWORD RootDirSectors。 // The sector number a Root dir occupied DWORD RootDirCount。 // The count of directory in root dirBYTE FAT32_Enable。BYTE (* FAT_ReadSector)(DWORD,BYTE *)。BYTE (* FAT_WriteSector)(DWORD,BYT