【正文】 { unsigned char i = 200。unsigned char data NumofSong = 0。unsigned char data PlayState = STOP。}。, 39。, 39。, 39。, 39。, 39。, 39。, 39。, 39。, 39。, 39。/** 定義MP3播放相關的變量 **/unsigned char SONG[88] = {39。extern void PlayMP3(unsigned char *SongName)。extern void Previous()。extern void Func()。extern void PlayInit(unsigned char *SongName)。extern void Flash_Reset(void)。extern void main_txdone()。extern void EpEnable()。同時，在論文寫作過程中，我還參考了有關的書籍和論文，在這里一并向有關的作者表示謝意。 Guide[Z]. 2002.[3]：應用與設計（第2版）[M].北京：北京航空航天大學出版社, 2007[4]劉昌華，易逵. 8051單片機的C語言應用程序設計與實踐[M].北京：國防工業(yè)出版社, 2007[5][M].北京：北京航空航天大學出版社, 2004[6]Working Draft SCSI Block Commands2(SBC2)標準.[S].2004[7]（第3版）[M].北京：清華大學出版社, 2005[8]徐愛鈞，彭秀華. Keil Cx51 [M].北京：電子工業(yè)出版社, 2007[9][M].北京：人民郵電出版社, 2007[10]：一個單片機工作者的實踐與思考[M].北京：北京航空航天大學出版社, 2008[11]（第2版）[M].北京：人民郵電出版社, 2008[12]張迎新,[M].北京：北京航空航天大學出版社,1999[13]余永權,Flash單片機原理及應用[M].北京：北京航空航天大學出版社,2003[14]李群芳,[M].北京：電子工業(yè)出版社,2001[15][M].北京：電子工業(yè)出版社,200226大學本科畢業(yè)設計論文致　謝在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機會向在這四年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來的辛勤栽培。其實AT89C51SND1C還支持LCD顯示和IDE接口，還可以通過對以上接口模塊進行擴展，構成更大更復雜的系統(tǒng)。由于51內核單片機的性能限制，在緩沖時可能會有停頓。25結　論MP3為取得較好的壓縮效果而采用相對復雜的技術，寬帶音頻信號的取樣率也較高（），所以MP3編解碼的運算量和數(shù)據(jù)量都相當龐大。等燒寫完成后，畫面左邊的“√”處會變?yōu)榫G色，提示程序已寫入。23第5章 實驗結果MP3系統(tǒng)軟件調試步驟：燒寫程序：檢查各個部件是否插好，然后打開Atmel Flip軟件，“Device”選擇AT89C51SND1C，通訊選擇“USB”連接方式，（），隨后就會出現(xiàn)下面的畫面。目錄項所占的空間與目錄項的個數(shù)有關。為了實現(xiàn)文件的鏈式存儲，必須準確地記錄哪些簇已經(jīng)被占用，還必須為每一個已經(jīng)占用的簇指明后繼內容的下一個簇的簇號，對于一個文件的最后一個簇，則要指明本簇沒有后繼簇，這些就是由FAT表來存儲的。操作系統(tǒng)的存儲空間是按簇來分配的，簇是操作系統(tǒng)分配的最小存儲單元，每個簇在FAT表中占據(jù)一個16位的位置，稱為一個表項。其中保留區(qū)中的第一個分區(qū)必須是BPB，也稱作“引導扇區(qū)”，因為它含有對文件系統(tǒng)進行識別的關鍵信息，計算機將以此信息識別存儲器文件格式，因此十分重要[14]。在所有計算機文件系統(tǒng)中，F(xiàn)AT是比較常用的一種。固件程序是該模塊開發(fā)的主要工作，由于AT89C51SND1C沒有外部中斷引腳，USB中斷沒有中斷向量地址入口，因此該固件程序的框架采用查詢工作方式。因為整個播放過程的鍵盤控制功能比較單一，沒有鍵的復合操作，所以程序都很容易實現(xiàn)[13]。第二部分則一直在等待中斷發(fā)生，該程序是與鍵盤結合起來的，主要用于使用者對播放過程的控制。圖41 系統(tǒng)軟件結構框圖MP3播放功能模塊的工作分為兩個部分：第一部分是循環(huán)播放MP3歌曲，該功能需要首先做一些初始化工作，MP3解碼器一旦開始工作，就會一直向CPU請求數(shù)據(jù)，直至歌曲結束，只有通過鍵盤操作才會使該功能提前結束。此模塊在系統(tǒng)軟件調試中使用，當MP3系統(tǒng)正常工作時去除。MP3程序由兩大部分組成：MP3播放功能模塊和USB通訊功能模塊。所有模塊調試成功以后，將各個模塊連接構成單片機軟件系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中，單片機大部分工作都是處理數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)通信編碼、解碼和糾錯等，需要做大量的計算，如果利用匯編編程將會極其繁瑣，因此從便于功能實現(xiàn)和程序模塊化方面的考慮，在本系統(tǒng)中采用C語言編程[12]。提供的庫包含許多標準子程序，具有較強的數(shù)據(jù)處理能力。程序有規(guī)范的結構，可分為不同的函數(shù)。C語言是一種源于編寫UNIX操作系統(tǒng)的語言，它是一種結構化語言，可產(chǎn)生壓縮代碼，可以進行許多機器級函數(shù)控制而不用匯編語言。單片機所具有的智能功能要由軟件來完成。軟件是整個控制系統(tǒng)設計的核心，它具有充分的靈活性，可以根據(jù)系統(tǒng)的要求而變化。 圖39 MP3的原理圖 圖310 MP3的PCB底層圖圖311 MP3的PCB頂層圖20第4章 MP3系統(tǒng)軟件設計硬件是設計的基礎，軟件是設計的靈魂。 MP3的原理圖和PCB圖經(jīng)過研究，使用Protel99se軟件畫出MP3的原理圖和PCB圖。TDA7050無需外部元件，是一個獨立完整的音頻放大器， V仍可工作，并具有極低的靜態(tài)電流。因為音頻功率放大電路即TDA7050要求輸入音頻信號電壓低，而CS4330的輸出音頻信號電壓過高，因此需要分壓電路進行電壓匹配，使兩部分電路協(xié)調工作。R10：R12=100：1即分壓比100：1。AT89C51SND1C芯片的44446管腳負責音頻的數(shù)字信號輸出，這4個管腳的音頻數(shù)字信號通過CS4330轉變?yōu)橐纛l模擬信號。音頻部分即D/A部分采用美國Cirrus Logic公司生產(chǎn)的音頻專用芯片CS4330。USB供電和電池供電模式通過D1和D3兩個發(fā)光二極管顯示區(qū)別。CYT1117是一個三端線性穩(wěn)壓電源，能夠將5V的輸入。圖37 USB供電電路根據(jù)USB接口定義，我們知道USB接口電壓為5V DC， DC。濾波電路的4個電容接在CPU的114[15]。圖35 電池部分電路原理圖首先我們介紹電池部分的電路。便攜式MP3的體積小,可以使用兩節(jié)5號電池（即3VDC）供電，同時也可以通過USB接口取電，因此采用低電壓以及進行有效的功率管理是非常必要的。在電路原理圖中，我們看到113管腳和337管腳上接著電容，這兩個電容的左右是起到濾波的作用，消除諧波對電路的干擾。為此我們選用三星公司出品的1GB Flash閃存K9K8G08U0A。 圖33 ISP接口電路167。在MP3播放器制作好的電路板上中沒有顯示，特此說明。但是隨著電腦主板的技術更新，串口在部分主板上已經(jīng)取消。在這里我們采用ISP編程。 調試接口電路在線編程目前有兩種實現(xiàn)方法：在系統(tǒng)編程（ISP）和在應用編程（IAP）。S5通過導線接在CPU的2號管腳。S5是ISP（在系統(tǒng)編程）按鈕用于系統(tǒng)編程調試模式和U盤存儲MP3歌曲模式。63管腳上外接一個發(fā)光二極管通過光線的閃爍來提示CPU正在工作。圖32 主控CPU和外圍電路原理圖從圖32可知，我們在AT89C51SND1C CPU的16，17管腳間加上20MHz的外圍晶振電路經(jīng)分頻后為CPU提供工作頻率。AT89C51SND1C芯片內具有2KB RAM，64KB Flash程序存儲器，支持通過USB接口在線下載固件。該芯片對電路的高度集成大大降低了系統(tǒng)的耗電和發(fā)熱，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和速度，抗干擾能力也顯著增強。基于以上考慮和充分的比較，選用了Atmel公司的AT89C51SND1C單片機[11]。單片機是整個系統(tǒng)的關鍵，單片機的性能決定了系統(tǒng)的功能。圖31 MP3硬件組成框圖167。主控MCU芯片選用Atmel公司的AT89C51SND1。當驅動能力不足時，系統(tǒng)工作不可靠，就必須增加驅動能力，增設驅動器或者減少芯片功耗，降低總線負載[10]。(5) 可靠性及抗干擾設計是硬件系統(tǒng)設計不可缺少的一部分，它包括芯片、器件選擇，去耦濾波，印刷電路板布線等。因此，選用軟件方案時要考慮這些因素。硬件結構與軟件方案會產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是：軟件能實現(xiàn)的功能盡可能由軟件實現(xiàn)，以簡化硬件結構。(2) 系統(tǒng)的擴展與外圍設備配置的水平應充分滿足應用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當?shù)挠嗟?，以便二次開發(fā)。容量不能滿足應用系統(tǒng)的要求時，必須在片外進行擴展，選擇合適的芯片，設計相應的電路。按系統(tǒng)功能需求，需要配置固定鍵盤、LED、 LCD顯示、EEPROM存儲器等。8大學本科畢業(yè)設計（論文） 第3章 MP3系統(tǒng)硬件設計167。除此以外，AT89C51SND1芯片具有MMC和ATA接口，很容易將其擴展成帶有MMC接口和連接硬件，使其具有移動硬盤的功能。(4) 存儲器選用三星公司出品的1GB Flash閃存K9K8G08U0A。(2) D/A音頻轉換采用Cirrus Logic公司的CS4330芯片。影響方案綜合評價的各主要因素如下表22所示。芯片方案組合情況確定后，下來就是確定最終設計方案。經(jīng)過查閱資料，最后總結出3種有代表性的MP3（U盤）設計方案，如下表21所示。其中，有不同的集成解決方案，可以將第一、第二部分集成在一起，即帶MP3硬件解碼器的CPU；或將第二、第三部分集成在一起，即將硬件解碼、D/A轉換及音頻輸入集成在一起。經(jīng)過對U盤和MP3技術細節(jié)的了解，得到以下結論：(1) 關于CPU、USB Device接口芯片和存儲器3部分，市面上的產(chǎn)品，一般前兩個部分是集成在一起，采用專用的帶USB控制器的CPU；存儲器一般為閃存Flash，容量有32MB，64MB，128MB，1GB等，其中又以三星的NAND（與非型）非線性Flash存儲器最為常用。圖11 MP3播放器外形圖（A面）圖12 MP3播放器外形圖（B面） 第2章 設計方案選擇167。對微電子電路教學中的理論和實踐環(huán)節(jié)有一定的促進作用，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，具有一定的實用價值。本文介紹了MP3播放器設計制作的方案確定和設計流程，詳細闡述了MP3播放器硬件設計、軟件設計和調試過程。通過本次設計，我們掌握了用protel軟件進行原理圖設計和pcb板的制作，以及MP3播放器軟件部分的flip程序燒寫和keil軟件編程及調試，為后續(xù)嵌入式系統(tǒng)技術的學習打下了良好的基礎。當電路有少量改動時，更能顯示出FPGA的優(yōu)勢，其現(xiàn)場編程能力可以延長產(chǎn)品在市場上的壽命，而這種能力可以用來進行系統(tǒng)升級或除錯[7]。他們的區(qū)別是：DSP主要是用來計算的，比如進行加密解密、調制解調等，優(yōu)勢是強大的數(shù)據(jù)處理能力和較高的運行速度?？梢哉f，F(xiàn)PGA芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇之一。這樣，同一片F(xiàn)PGA，不同的編程數(shù)據(jù)，可以產(chǎn)生不同的電路功能。FPGA的編程無須專用的FPGA 編程器，只須用通用的EPROM、PROM編程器即可。加電時，F(xiàn)PGA芯片將EPROM中數(shù)據(jù)讀入片內編程RAM中，配置完成后，F(xiàn)PGA進入工作狀態(tài)。FPGA是由存放在片內RAM中的程序來設置其工作狀態(tài)的，因此工作時需要對片內的RAM進行編程。在PCB完成以后，還可以利用FPGA的在線修改能力，隨時修改設計而不必改動硬件電路。FPGA如同一張白紙或是一堆積木，工程師可以通過傳統(tǒng)的原理圖輸入法，或是硬件描述語言自由的設計一個數(shù)字系統(tǒng)。作為專用集成電路（ASIC）領域中的一種半定制電路，F(xiàn)PGA既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。用戶可對FPGA內部的邏輯模塊和I/O模塊重新配置，以實現(xiàn)用戶的邏輯。FPGA是英文Field Programmable Gate Array（現(xiàn)場可編程門陣列）的縮寫，它是在PAL、GAL、PLD等可編程器件的基礎上進一步發(fā)展的產(chǎn)物，是專用集成電路（ASIC）中集成度最高的一種。根據(jù)數(shù)字信號處理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特點：(1) 在一個指令周期內可完成一次乘法和一次加法； (2) 程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時訪問指令和數(shù)據(jù)；(3) 片內具有快速RAM，通?？赏ㄟ^獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問； (4) 具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉的硬件支持；(5) 快速的中斷處理和硬件I/O支持；(6) 具有在單周期內操作的多個硬件地址產(chǎn)生器； (7) 可以并行執(zhí)行多個操作；(8) 支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。其工作原理是接收模擬信號，轉換為0或1的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或實際環(huán)境格式。也就是說在執(zhí)行上一條指令的同時就可取出下一條指令，并進行譯碼，這大大的提高了微處理器的速度。一個數(shù)字信號處理器在一塊不大的芯片內包括有控制單元、運算單元、各種寄存器以及一定數(shù)量的存儲單元等等，在其外圍還可以連接若干存儲器，并可以與一定數(shù)量的外部設備互相通信，有軟、硬件的全面功能，本身就是一個微型計算機。目前ARM在手持設備市場占有90%以上的份額，可以有效地縮短應用程序開發(fā)與測試的時間，也降低了研發(fā)費用[4]。ARM架構是面向低預算市場設計的第一款RISC微處理器，基本是32位單片機的行業(yè)標準，它提供一系列內核、體系擴展、微處理器和系統(tǒng)芯片方案，四個功能模塊可供生產(chǎn)廠商根據(jù)不同用戶的要求來配置生產(chǎn)。單片機的特點我們在講課時就已經(jīng)講過，這里不再贅述。