【導讀】題，比如存儲容量固定；又如車載MP3等不方便移動的播放器難以應用。器與播放器分離成為一個發(fā)展方向。設計同時為采用HOSTUSB實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集提供。了一種解決方案。功能需要USB接口芯片、MP3解碼芯片、主控制器和其他外圍電路。掌握單片機的最小系統(tǒng)設計；采用CH375完成U盤的識別和數(shù)據(jù)的讀??；采用適當?shù)囊纛l解碼芯片將U盤中讀取的MP3文件解碼播放出流暢的音樂；外圍電路包括電源、顯示電路以及控制按鍵等；完成軟硬件的調(diào)試，提出一些可擴展的應用；使用PROTEL設計系統(tǒng)的PCB板；閱讀參考文獻，并翻譯相關外文資料；完成畢業(yè)設計論文。馬潮.AMTEGA8原理及應用手冊[M].北京:清華大學出版社.2020.宋建國.AVR單片機原理及應用[M].北京:北京航空航天大學出版社，2020.匯范的完善和成熟，USB外設和的各類不斷豐富，應用領域也不斷擴大。的聲音頻率幅度,產(chǎn)生明顯的高低音和重低音。CH375則工作在HOSTUSB方式下通過USB. 方便地將U盤改造成MP3播放器，使MP3播放器更加方便靈活且不受存儲容量的限制。

　　

【正文】 SIP的 總線速率高于 4Mbit/s時 ,VS1003將不能正確讀取單片機發(fā)送來的數(shù)據(jù) ,無法播放聲音。 二 USB 子程序 USB 設備分為 5大類，即顯示器、通信設備、音頻設備、人機輸入和海量存儲。通常所用的 U 盤、移動硬盤均屬于海量存儲類。海量存儲類的規(guī)范中包括 4個獨立的子規(guī)范，即 CBI 傳輸、 BulkOnly 傳輸、 ATA 命令塊、 UFI 命令規(guī)范。前兩個協(xié)議定義了數(shù)據(jù) /命令 /狀態(tài)在 USB 總線上的傳輸方法， BulkOnly 傳輸協(xié)議僅僅使用 Bulk 端點傳送數(shù)據(jù) /命令 /狀態(tài)， CBI 傳輸協(xié)議則使用 Control/bulk/interrupt 三種類型的端點進行數(shù)據(jù) /命令 /狀態(tài)的傳送。后兩個協(xié)議定義了存儲介質(zhì)的操作命令， ATA 協(xié)議用于硬盤， UFI 協(xié)議則針對 USB 移動存儲， U盤讀寫器的設計遵循 BulkOnly 傳輸協(xié)議和 UFI命令規(guī)范。 UFI 命令塊規(guī)范是針對 USB 移動存儲而制定的，它總共定義了 19 個 12 字節(jié)長度的操作命令。 USB 模塊負責檢測 USB 設備的移入 /移出，對插入的設備進行枚舉，分配設備地址端點號，配置設備接口端點描述符，建立 BULK_ONLY 輸入 /輸出通道， BULK 模塊則在已建立的 BULK_ONLY 輸入 /輸出通道發(fā)送 CBW 數(shù)據(jù) 包，并接收 CSW數(shù)據(jù)包，通過 CBW中嵌入的 CBWCB 信息確定對 U 盤讀 /寫操作的扇區(qū)位置和大小， FAT 模塊主要完成簇和扇區(qū)間的索引定位，即在 U盤內(nèi)尋址，利用 BPB 中的參數(shù)計算給定扇區(qū)的所在簇以及進入休眠狀態(tài)，等待外部中斷喚醒。 27 N Y N Y N N Y Y 圖 USB子程序流 程 中斷處理模塊是在中斷喚醒后根據(jù)中斷類型進入不同功能子模塊的，也是整個軟件系統(tǒng)的核心部分。中斷模塊接收到串口或并口數(shù)據(jù)后，根據(jù)內(nèi)部命令字要求進行解析，命令字要求，并口數(shù)據(jù)接收流程如圖 所示。 表 UFI結構 位 字節(jié) ７ ６ ５ ４ ３ ２ １ ０ 0 操作命令代碼 1 邏輯單元號 預留 2～ 5 邏輯塊地址 6 預留 7～８ 傳輸長度或參數(shù)列表長度或分配長度 ９～１１ 預留 開始 USB 復位 USB 初始化 從 USB 讀配置 數(shù)據(jù)到 SRAM 向 nCONFIG 送 5μS 低電平，復位 FPGA nSTATUS變低？ 向 nCONFIG 送高電平 nSTATUS變高？ 讀配置數(shù)據(jù)串行送 DATA0，送 DCLK 計算機配置 數(shù)據(jù)長度 配置數(shù)據(jù)傳送完？ CONFDONE為高？ 結束 28 表 命令與數(shù)據(jù)字結構 位 類型 15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 命令字 1 1 命令值 命令參數(shù)字節(jié)數(shù)或數(shù)據(jù)長度 數(shù)據(jù)字 1 0 預留 12位數(shù)據(jù) 12位數(shù)據(jù) UFI 是針對 USB移動存儲而制定的命令塊協(xié)議，它規(guī)定了主機和設備進行信息交換所使用的命令塊、數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息， BulkOnly 傳輸協(xié)議定義了傳輸這些信息的方法，其中 UFI 命令塊是封裝在 CBW 包中的 CBWCB，設備通過讀取 CBWCB 確定具體要執(zhí)行何種操作命令（如讀命令），如何完成這個命令（如從閃存的哪個地址讀，需要讀取的長度），設備將命令的執(zhí)行狀態(tài)封裝成 CSW 返回給主機。命令與數(shù)據(jù)字結構如表 所示。 UFI 用于大多數(shù)命令的 12 字節(jié)命令塊的描述，結構如表 ，各參數(shù)意義如下： 。指明所需要執(zhí)行的操作命令； ，明命令將發(fā)送到哪個邏輯單元，如果設備只有一個邏輯單元，則此域的值為 0。 ，令操作的起始地址。 ，指明請求傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，通常以 扇區(qū) 作單位，但是有幾個命令是以 字節(jié) 作單位的，對于這些命令，傳輸長度域可以以不同的名字標識，若此域的值為 0，則表面沒有數(shù)據(jù)需要傳輸。 ，用 于指定發(fā)送到設備的字節(jié)數(shù)，這個域應用于發(fā)送到設備的參數(shù)命令塊（如模式參數(shù)、診斷參數(shù)等），若此域的值為 0，則表面沒有數(shù)據(jù)需要傳輸。 ，指明主機已經(jīng)分配的用于返回數(shù)據(jù)的最大字節(jié)長度，若此值為 0，則表明沒有數(shù)據(jù)需要傳輸。 29 三 按鍵子程序 圖 按鍵子程序 UINT8 Scankey(void) { UINT8 key。 if((P1amp。0xf0)==0xf0) return(0xff)。 Delay(10)。 if((P1amp。0xf0)==0xf0) return(0xff)。 key=P1amp。0xf0。 while((P1amp。0xf0)!=0xf0)。 return(key)。 } 具有一定延時，檢測是否有鍵按下的子程序，流程如 。 開始 鍵盤掃描 有鍵按下？ S3 ？？？ S2 ？？？ S1 ？？？ S4 ？？？ 開始 停止 向上 向下 30 四 串口子程序 void UART_Init() { PCON|=0x80。 //PCON的最高位 SMOD=1時波特率加倍 TMOD=0x20。 //時器 1為方式 2 初值自動裝入 產(chǎn)生波特率 TH1=0xfd。 //定時器初始為 0XFd，晶振為 ，本函數(shù)實際產(chǎn)生的波特率為 38400bps TL1=0xfd。 //同上 SCON=0x50。 //串口設置為方式 1,REN=1,允許接收 TR1=1。 //啟動定時器 1 ES=1。 //使能串口接收中斷， EA=1。 //打開所有中斷 } 31 第五章 方案的測試與分析 連接好電源、耳機，插上 U盤 (U盤里要存儲有 MP WMA、 WAV 格式的音頻文件 )，按鍵播放歌曲，人耳判斷音質(zhì)效果和流暢程度。 用萬用表測試各輸出接口的電壓，檢測系統(tǒng)的工作情況。 一 VS1003 模塊調(diào)試 (一） vs1003 初始化： ： XRESET 外部復位有效時間： 2*XTAL（晶振頻率）； XRESET 外部復位無效到軟件就續(xù)：（ 16600— 50000） *XTAL。 ： 軟件復位、重低音設置、時鐘設置、音量設置 = 0 vs1003 中寫入四個 0，啟動 vs1003； VS_XDCS = 1 當最后一位被移入且最后的時鐘已發(fā)送，必須將 XCS 拉高以完成寫操作。 （二） SPI 讀寫數(shù)據(jù) 用 IO 口模 擬 SPI 時序 （三） VS1003 寫寄存器 = 1，設置 vs1003 進行數(shù)據(jù)請求； VS_DREQ 引腳，知道 VS_DREQ=1，表示 vs1003 內(nèi)部數(shù)據(jù)接收準備好； 片選使能使能 （寫 0x02） （先寫高字節(jié)，后寫低字節(jié)） ，必須將 XCS 拉高以完成寫操作 （四） VS1003 寫寄存器 = 1，設置 vs1003 進行數(shù)據(jù)請求； 32 VS_DREQ 引腳，知 道 VS_DREQ=1，表示 vs1003 內(nèi)部數(shù)據(jù)接收準備好； 片選使能使能 （讀 0x03） （先讀高字節(jié)，后讀低字節(jié)） ，必須將 XCS 拉高以完成讀操作 （五） VS1003 測試 ； ， vs1003 的 IO 口電壓時 3— ，超過 可能會對芯片造成一定損壞； ， vs1003 有 48引腳，引腳較密集，焊接時應小心； 二 CH375 模塊調(diào)試 當用并行方式訪問外部器件，如 ch375 時，有兩種方法： ，用三個單片機端口模擬 ch375 的三個口 wr、 rd、 cs的時序。 ch375 當成一個外部存儲器地址來來訪問，這樣的話 ch375 就相當有外部 ram地址， ch375 的 rd、 wr分別連接到單片機的復用引腳 rd、 wr 上， ch375 的 cs引腳練到單片機 P2 的一個引腳上。 三 串口模塊調(diào)試 將單片機經(jīng) MAX232 轉換成串口所需電平連接到 PC機上，查看： 。 ，能否下載。 接收數(shù)據(jù)。 33 第六章 總結 這次畢業(yè)設計，讓我受益良多。完成了畢業(yè)設計，我不僅學到了知識，更重要的是學到積極追求進步，鍥而不舍的精神。以前學習的知識都是書本層面的，這次畢業(yè)設計讓我將平常學的基本技能及應用方法學以致用，使我的綜合應用能力有了很大提高和進步。 完成設計的過程有困難，也有收獲。通過這次實踐，我了解了單片機讀 U 盤音頻的用途及工作原理，熟悉了單片機讀寫 U 盤的設計步驟，鍛煉了工程設計實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設計能力。為了完成設計方案，我尋找有關的資料和課題并且研究設計方案，但是將這 些具體的方案落實到每一個設計環(huán)節(jié)和步驟中，難免會出現(xiàn)一些錯誤，這就需要在進行設計的過程中利用所掌握的知識認真排查錯誤原因，多方面的思考問題，不斷地改正自己的設計不足之處和錯誤。 通過這次設計我也發(fā)現(xiàn)自己的很多缺點，也覺得自己懂的知識很少，自己要學習的東西還太多，這次畢業(yè)設計，使我明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、學習、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。 面對設計中出現(xiàn)的困難一籌莫展時，我會主動去查詢相關資料，積極請教老師，并把查詢資料作為主要方面，這是為了鍛煉自己主動學習的能力， 這對我查閱資料的能力、設計報告的能力、電腦繪圖等能力的進一步提高。實在無法獨立解決時，老師總會耐心地給我指導。畢業(yè)設計和論文的完成，傾注了老師大量的心血。老師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，精益求精的工作作風對我產(chǎn)生影響深遠。在此，謹向老師表示衷心的感謝！ 34 參考文獻 [1]《單片機高級教程》，何立民，北京航空航天大學出版社， 2020 年 [2]肖踞雄， USB 技術及應用設計 [M],北京 :清華大學出版社， 2020 [3]譚思良等， Visual C++串口通信工程開發(fā)實例導航 [M]，北京 :人民郵電出版社 ,2020 [4]李肇慶 ,USB 接口技術 [M]，北京 :國防工業(yè)出版社 ,2020 [5]博創(chuàng)科技， MP3 播放器與 U 盤設計 [M].北京 :清華大學出版社 , 2020 [6]馬偉，計算機 USB系統(tǒng)原理及其主 /從機設計 [M]，北京 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