基于stm32的mp3播放器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)(doc畢業(yè)設(shè)計(jì)論文)-資料下載頁
2025-06-27 18:46本頁面
【正文】 。 內(nèi)部PLL鎖相環(huán)時(shí)鐘倍頻器；n 低功耗n 內(nèi)含高性能片上立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器，兩聲道間無相位差；n 內(nèi)含能驅(qū)動30歐負(fù)載的耳機(jī)驅(qū)動器；n 模擬、數(shù)字、I/O單獨(dú)供電；n ；n 串行的控制、數(shù)據(jù)接口；n 可被用作微處理器的從機(jī)；n 特殊應(yīng)用的SPI Flash引導(dǎo)；n 供調(diào)試用途的UART接口；n 新功能可以通過軟件和4個(gè)GPIO添加。 限于篇幅，這里不對VS1003芯片作詳細(xì)介紹，讀者有興趣可查閱相關(guān)資料及數(shù)據(jù)手冊。注意，VS1003可以作為一個(gè)微控制器的從機(jī)，通過串行SPI接口來接收輸入的比特流，輸入的比特流被解碼后，可以通過一個(gè)數(shù)字音量控制器到達(dá)一個(gè)18 位過采樣多位DAC。這樣利用一個(gè)VS1003芯片與STM32F103x處理器配合，STM32處理器讀取SD卡中的MP3文件，將其通過SPI接口送往VS1003芯片播放，然后再利用STM32F10X處理器的一些GPIO口來控制VS1003即可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)MP3 Player的原形設(shè)計(jì)。 5 簡易MP3 Player的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第4小節(jié)所介紹的聲音播放器，是通過定時(shí)器TIM4產(chǎn)生不同頻率方波來產(chǎn)生聲音的，因此只適合播放wav聲波文件，其音質(zhì)也非常粗糙。如果希望播放MP3文件，并產(chǎn)生高品質(zhì)的聲音，則需要使用專用聲音解碼芯片，這將得到一個(gè)簡易MP3 Player原型設(shè)計(jì)。 硬件設(shè)計(jì) 如圖8所示，STM32F103x使用SPI2端口與VS1003芯片的SI、SO、SCLK連接；VS1003芯片的控制引腳xCS、xRESET、xDCS分別與STM32F103的PAPA0和PA2連接，低電平有效；VS1003的狀態(tài)引腳DREQ與STM32F103處理器的PA3連接，低電平表示需要送數(shù)據(jù)，高電平表示正在處理數(shù)據(jù)。 讀者如果沒有條件制作硬件，可以使用一塊VS1003的評估板和STM103V100評估板配置，只需要使用電纜實(shí)現(xiàn)上述連接及供電即可，實(shí)驗(yàn)成本也非常低。圖8 簡易MP3 Player硬件原理圖 軟件程序設(shè)計(jì) 由上面所述內(nèi)容及圖圖8可以得到簡易MP3 Player的軟件工作過程：通過SPI1從SD卡中讀取MP3文件，將所讀取的內(nèi)容通過SPI2發(fā)送到VS1003解碼器中播放；PC機(jī)可通過USB總線讀寫SD卡的內(nèi)容，傳送MP3文件；PC機(jī)的超級終端用于發(fā)送MP3播放命令、顯示MP3 播放狀態(tài)。 由于SPI1讀取SD卡的速度遠(yuǎn)超過VS1003播放聲音的速度，因此在VS1003播放SPI2送給其的聲音數(shù)據(jù)期間，SPI1能從SD卡中讀取下次播放所須的數(shù)據(jù)，不會產(chǎn)生聲音不連續(xù)的情況。 該系統(tǒng)軟件程序主要包含以下源文件，下面分別介紹其中主要的一些函數(shù)。限于篇幅這里不能給出工程的源代碼，讀者可在附件里下載所有源代碼。n 該源文件包含以下幾個(gè)主要函數(shù)：l USART_Scanf_Name和USART_Scanf_Cmd：用于從超級終端獲取輸入字符串；l PrintPass：用于在超級終端上輸出提示符“X:”；l main: 主函數(shù)，首先初始化系統(tǒng)時(shí)鐘、串口、USB接口、SPISPI2，通過命令啟動VS1003芯片，檢測并在超級終端上打印SD卡的信息；然后根據(jù)用戶在超級中輸入的命令進(jìn)行操作，這里有“dir”、“cd”、“read”、“free”、“usb”、“vstest”、“play”七個(gè)簡單的命令，分別是目錄項(xiàng)列表、目錄更換、以文本方式讀取文件、查詢SD空余空間、啟動讀卡器功能、VS1003正弦測試、和播放MP3聲音文件；如果輸入“Play ***.mp3”，則處理器開始從SD卡中讀取相應(yīng)的MP3文件，并將其送VS1003芯片播放；n 該文件主要提供VS1003芯片的驅(qū)動，包含以下幾個(gè)主要函數(shù)：l VS1003_Config：配置STM32處理器與VS1003芯片連接的相關(guān)引腳，包括SPIPAPA0、PAPA3；l SPIGetChar：通過SPI從VS1003讀取一個(gè)數(shù)據(jù)；l SPIPutChar：通過SPI向VS1003寫一個(gè)數(shù)據(jù)，如果是MP3聲音數(shù)據(jù)，則VS1003將解碼并播放；l Mp3ReadRegister：讀取VS1003寄存器的值；l Mp3WriteRegister：寫VS1003寄存器l Mp3Reset：VS1003硬件復(fù)位；l Mp3SoftReset：VS1003軟件復(fù)位，設(shè)置時(shí)鐘、采樣率、重音、音量、立體聲等參數(shù)；l VsSineTest：播放正弦聲波，用于測試；n 該文件用于提供SD卡的驅(qū)動。n 該文件提供FAT16文件系統(tǒng)的支持。n 該文件處理從UniCode編碼到GB2312字符的轉(zhuǎn)換。n 該源文件提供通過USB接口進(jìn)行SD存儲管理的功能。其主要函數(shù)有：l Address_Management_Test：測試接收到的存儲地址；l Read_Memory：通過USB讀取SD卡；l Write_Memory：通過USB寫SD卡；n 該文件包含系統(tǒng)初始化設(shè)置函數(shù)和中斷配置函數(shù)。l Set_System：用于提供系統(tǒng)時(shí)鐘及電源設(shè)置；l Set_USBClock：配置USB端口所使用引腳及時(shí)鐘。 運(yùn)行過程(1) 使用MDK通過ULINK 2仿真器連接STM103V100開發(fā)板，或使用兩根USB電纜分別將CN1和CN5 與PC機(jī)USB端口相連（使用板上自帶的UlinkMe）；(2) 使用USB電纜連接CN1與PC機(jī)USB端口；將VS1003評估板與STM103V100評估板相關(guān)引腳連接，；(3) 使用串口線將開發(fā)板的串口COM0與PC機(jī)連接，在PC機(jī)上運(yùn)行windows自帶的超級終端串口通信程序（波特率115200、1位停止位、無校驗(yàn)位、無硬件流控制）；或者使用其它串口通信程序；(4) 打開所下源代碼目錄Player\Simple MP3 Player下的Simple MP3 ，將其編譯鏈接后燒寫到開發(fā)板中；(5) 將MP3文件拷貝到SD卡中，并將SD插入評估板的SD連接器中；(6) 重啟動開發(fā)板，在超級終端上將看到SD卡的信息以及提示符“X:”，如圖927所示；(7) 可在超級終端中輸入“dir”、“cd”、“free”、“usb”、“vstest”、“read”等命令（注：read 命令后跟文件名；讀出并輸出文件的文本內(nèi)容，可以正確顯示文本文件如以txt,c,h,s為后綴的文件），觀察運(yùn)行結(jié)果；注意，由于程序中沒有進(jìn)行大小寫轉(zhuǎn)換，因此命令只能使用小寫；(8) 在超級終端中輸入“play ***.mp3”，如果程序運(yùn)行正常，通過VS1003評估版的耳機(jī)將能聽到高品質(zhì)音樂聲，如圖9所示。圖9 播放MP3音樂STM103V100評估板與VS1003解碼模塊的引腳連接：PA3 DREQ PB13 SCLKPB14 SOPB15 SI PA1 /xCSPA2 /xDCSPA0 /xRESET 總結(jié)、 在本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，為使用STM32實(shí)現(xiàn)MP3播放器共使用了兩種方案，其中，第一種方案是簡易聲波播放器，僅使用STM103V100評估板，令計(jì)時(shí)器TIM4工作在PWM模式下，將wav格式的聲波文件從SD卡中讀出，由TIM4產(chǎn)生不同頻率的方波通過低通濾波器和放大器送喇叭，第二種方案則是簡易MP3播放器，還需要使用額外的解碼芯片，將MP3格式的文件從SD卡讀出，然后送解碼芯片解
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