【正文】 spi_write(0x02)。 while(!DREQ)。 //VS1003從高位開始寫入 CLK=1。 DATA=(xi)amp。i8。}SPI寫入數(shù)據(jù)： void spi_write(unsigned char x){ unsigned char i=0。 //指令使能sbit XDCS =P2^2 。 //數(shù)據(jù)請(qǐng)求，在VS100的FIFO在能夠接受數(shù)據(jù)的時(shí)候輸出高電平 sbit XRESET=P2^4 。 //數(shù)據(jù)口，對(duì)應(yīng)MOSIsbit CLK =P2^7。 //播放MP3歌曲 }}include unsigned int VOL_VALUE=0x00。 Display_Wele()。4）按鍵控制功能: Key1P10 (實(shí)現(xiàn)上一曲) Key2P11 (實(shí)現(xiàn)下一曲) Key3P12 (聲音放大) Key4P13 (聲音減小) 5）C語言程序如下： ：define CH375HF_NO_CODE 1include include include include 主函數(shù)：void main(void) { Uart_Init()。 (并行的使能信號(hào)；串行的同步時(shí)鐘)LCD12864_PSB(15)P15。 (并行的指令/數(shù)據(jù)選擇信號(hào)；串行的片選信號(hào)) LCD12864_RW(5)P34。但是設(shè)計(jì)過程中可能沒有完全考慮到整體的設(shè)計(jì)問題，如歌詞的顯示，在以后的設(shè)計(jì)過程中注意這些細(xì)節(jié)性的問題，在實(shí)際的應(yīng)用中盡可能的避免。（4）在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的缺陷，逐步優(yōu)化軟件設(shè)計(jì)，合理完成軟件的編寫。（2）U盤數(shù)據(jù)的讀取和MP3文件播放的設(shè)計(jì)做了分析，并根據(jù)設(shè)計(jì)功能的要求，確定了總體設(shè)計(jì)方案。同時(shí)檢驗(yàn)了我的理論知識(shí)，也完善了我的知識(shí)體系。經(jīng)過分析將I/O資源分配簡(jiǎn)化，把并行通信改為串行通信，簡(jiǎn)化了線路，并且I/O端口分配也合理還留出了余量。屏幕顯示調(diào)試如圖14和圖15所示。跟每次下載前重新調(diào)入已打開在緩沖區(qū)的文件，方便調(diào)試使用性質(zhì)一樣，但是不用點(diǎn)擊下載來調(diào)入文件，自動(dòng)調(diào)入并下載。就是在點(diǎn)擊下載時(shí)，程序自動(dòng)把已打開在緩沖區(qū)的文件重新調(diào)入，這樣方便下載程序不用總要點(diǎn)打開文件來重新調(diào)入文件。解釋一下打?qū)μ?hào)的作用。且安裝完畢，一定要重啟才能生效。驅(qū)動(dòng)安裝調(diào)試如圖13所示。系統(tǒng)流程圖如圖12所示。在播放音樂的過程中，子程序循環(huán)判斷音樂是否播放結(jié)束。然后子程序?qū)σ魳凡シ盼募M(jìn)行循環(huán)判斷，得到按鍵的命令后再進(jìn)行按鍵播放。圖11 MP3文件播放流程圖 系統(tǒng)流程圖主程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化后，進(jìn)入歌曲識(shí)別子程序。一般一次讀一個(gè)扇區(qū)，然后將數(shù)據(jù)發(fā)往VS1003，由于VS1003有32Byte的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，一次可以發(fā)32個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，然后檢測(cè)DREQ電平，當(dāng)DREQ為高時(shí)送下一個(gè)32Byte的數(shù)據(jù)，直到發(fā)完為止。每次可以寫入32個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，因?yàn)閂S1003有32Byte的數(shù)據(jù)緩沖區(qū),而DREQ變低時(shí)，單片機(jī)就要停止數(shù)據(jù)的發(fā)送[8]。寫命令的過程如下：（1）等待DREQ為高（當(dāng)DREQ為低時(shí)，說明VS1003芯片還沒有就緒）（2）將XCS（命令片選）拉低（3）寫入0x02(寫操作命令)（4）寫入寄存器地址（5）分別寫入數(shù)據(jù)的高字節(jié)與低字節(jié)（6）將XCS置高初始化的過程如下：（1）硬件復(fù)位：接XRESET拉低（2）延時(shí)，將XDCS、XCS、XRESET置高（3）向MODE中寫入0X0804(軟件復(fù)位)（4）等待DREQ為高（5）設(shè)置VS1003的時(shí)鐘：SCI_CLOCKF=0x9800，3倍頻（SC_MULT為4 ，SC_ADD為3，SC_FREQ為0）（6）設(shè)置VS1003的采樣率：SPI_AUDATA=0xBB81，采樣率48k，立體聲（7）設(shè)置重音：SPI_BASS=0x0055(SB_AMPLITUDE=5,SB_FREQLIMIT=5,低于50Hz時(shí)進(jìn)行5dB的增強(qiáng))（8）設(shè)置音量：SCI_VOL=0x2020(左右聲道相同)（9）這一步容易忽視，向VS1003發(fā)送4個(gè)字節(jié)的無效數(shù)據(jù)，用以啟動(dòng)SPI發(fā)送對(duì)VS1003的初始化與測(cè)試都通過后，就可以給它發(fā)送MP3文件了。要控制VS1003首先要實(shí)現(xiàn)的就是寫命令，它是控制實(shí)現(xiàn)成功的前提。圖10 U盤數(shù)據(jù)讀取流程圖 VS1003模塊的MP3文件播放程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)上電啟動(dòng)后，由單片機(jī)控制將存儲(chǔ)于U盤中歌曲的MP3數(shù)據(jù)格式流信息通過CH375的USB接口芯片送入到VSl003芯片中，通過VSl003芯片解碼及其內(nèi)含高質(zhì)量的立體聲DAC和耳機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)MP3歌曲的播放，在按鍵的控制下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)歌曲的選擇、音量增減等功能。下面是單片機(jī)針對(duì)U盤的以字節(jié)為單位進(jìn)行讀寫操作的流程，如圖10所示。當(dāng)執(zhí)行一次以字節(jié)為單位的操作命令后將自動(dòng)進(jìn)入字節(jié)模式（只有關(guān)閉文件后再重新打開才能恢復(fù)扇區(qū)模式），支持以字節(jié)為單位的操作子程序CH375ByteRead 和CH375ByteWrite 及CH375ByteLocate[6]。查看子程序庫的全局變量“CH375DiskStatus（磁盤及文件狀態(tài)）”可以獲取當(dāng)前的文件模式。字節(jié)模式下，以字節(jié)為基本單位對(duì)U 盤文件進(jìn)行讀寫，讀寫速度較慢，但是不需要額外的文件數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（實(shí)際是與磁盤數(shù)據(jù)緩沖區(qū)合用），適用于RAM少、數(shù)據(jù)量小或者數(shù)據(jù)零碎、不經(jīng)常讀寫數(shù)據(jù)的單片機(jī)系統(tǒng)。子程序庫對(duì)U 盤文件的讀寫方式分為兩種：扇區(qū)模式和字節(jié)模式。單片機(jī)通過RD，WR，片選CS、中斷INT和地址線AO的綜合控制，完成與CH375的通訊，通過USB接口實(shí)現(xiàn)從U盤讀寫數(shù)據(jù)的功能。原理如圖9所示[5]。CH375內(nèi)置了USB通信協(xié)議，單片機(jī)可以直接調(diào)用API庫讀寫U盤中的文件數(shù)據(jù)。這是CH375軟件開發(fā)十分顯著的優(yōu)點(diǎn)。還包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)的描述，該固件庫可以使得用戶在沒有深入學(xué)習(xí)外圍模塊規(guī)格手冊(cè)的情況下，也能夠在用戶應(yīng)用程序中涉及到的任何設(shè)備中直接使用。其次，CH375方便的庫文件開發(fā)方式本身就屏蔽了硬件的細(xì)節(jié)，處于以上考慮在本次開發(fā)中沒用移植操作系統(tǒng)，而采用庫文件的方式來開發(fā)設(shè)計(jì)。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮移植操作系統(tǒng)。但是這種開發(fā)方式隨著系統(tǒng)復(fù)雜度的增高也變的愈加吃力了，因?yàn)閷?duì)開發(fā)人員要熟悉芯片的內(nèi)部資源，能夠進(jìn)行寄存器配置，這樣就對(duì)工程師的要求比較高。由于早期的單片機(jī)硬件資源少RAM資源有限，所以工程師在編程的時(shí)候?qū)AM的應(yīng)用要十分小心，因此造成這類的設(shè)計(jì)開發(fā)工程師更加偏向于直接用匯編語言來控制硬件的工作。如圖8所示[4]。首先送入啟動(dòng)字節(jié)，送入5個(gè)連續(xù)的“1”來啟動(dòng)一個(gè)周期，此時(shí)傳輸周期被重置，并且串行傳輸數(shù)據(jù)被同步，緊接的兩個(gè)為指定傳輸方向（R/W讀還是寫）和（RS確定是命令寄存器還是數(shù)據(jù)寄存器），最后的第八位是一個(gè)“0”，送完啟動(dòng)字節(jié)以后，可以送入指令或是顯示數(shù)據(jù)，指令或代碼是以字節(jié)為單位的，每個(gè)字節(jié)的內(nèi)容（指令或數(shù)據(jù)）在被送入時(shí)分為兩個(gè)字節(jié)來處理，高四位放在第一個(gè)字節(jié)的高四位,低四位放在第二個(gè)字節(jié)的高四位。SCLK有獨(dú)立的操作時(shí)序，當(dāng)多個(gè)連續(xù)的指令被送入時(shí)，指令執(zhí)行時(shí)間需要被考慮，需要等待上一個(gè)指令執(zhí)行完畢才送入下一個(gè)指令，因?yàn)镾T7920內(nèi)部沒有傳送/接收緩沖區(qū)。C固定為0 第二字節(jié)(并行)8位數(shù)據(jù)的高4位——格式DDDD0000 第三字節(jié)(并行)8位數(shù)據(jù)的低4位——格式0000DDDD串口模式下只用兩根線（E和SCLK）來完成數(shù)據(jù)傳輸。B為數(shù)據(jù)類型選擇。第一字節(jié) 串口控制——格式 11111ABC A為數(shù)據(jù)傳送方向控制。表3 LCD12864使能信號(hào)E狀態(tài)執(zhí)行動(dòng)作結(jié)果高——低I/O緩沖——DR配合W進(jìn)行寫數(shù)據(jù)或指令高DR——I/O緩沖配合R進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令低/低——高無動(dòng)作將它視為一個(gè)開關(guān)，當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入時(shí)先調(diào)節(jié)RS選擇信號(hào)種類，然后將R/W拉低設(shè)為寫狀態(tài)，把數(shù)據(jù)傳到管腳后將E由L→H→L把數(shù)據(jù)讀入寄存器。表2 LCD12864控制界面模式RSR/W功能說明LLMCU寫指令到指令暫存器（IR）LH讀出忙標(biāo)志（BF）及地址記數(shù)器（AC）的狀態(tài)HLMCU寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（DR）HHMCU從數(shù)據(jù)暫存器（DR）中讀出數(shù)據(jù)c）LCD12864使能E信號(hào)E作為12864的外加時(shí)鐘，控制12864與外部的連接。表1 LCD12864引腳功能說明管腳號(hào)管腳名稱電平管腳功能描述1VSS0V電源地2VCC+5V電源正3V0對(duì)比度（亮度）調(diào)整4RS(CS）H/LRS=“H”,DB7——DB0為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,DB7——DB0為顯示指令數(shù)據(jù)5R/W(SID)H/LR/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)DB7——DB0被讀 R/W=“L”,E=“H→L”, DB7——DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR6E(SCLK)H/L使能信號(hào)7DB0H/L數(shù)據(jù)線8DB1H/L數(shù)據(jù)線9DB2H/L數(shù)據(jù)線10DB3H/L數(shù)據(jù)線11DB4H/L數(shù)據(jù)線12DB5H/L數(shù)據(jù)線13DB6H/L數(shù)據(jù)線14DB7H/L數(shù)據(jù)線15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式16NC空腳17/RESETH/L復(fù)位端，低電平有效18VOUTLCD驅(qū)動(dòng)電壓輸出端19AVDD背光源正端（+5V）20KVSS背光源負(fù)端b）LCD12864控制器接口信號(hào)說明：管腳RS、R/W為主要功能選擇端口，RS端口高低電平用于12864識(shí)別端口信號(hào)是指令數(shù)據(jù)（L）還是顯示數(shù)據(jù)（H），R/W端口高低電平用于控制12864讀（H）寫（L）狀態(tài)。INT引腳和MCU的外部中斷輸入引腳相連，當(dāng)有U盤插入時(shí)INT變?yōu)榈碗娖接|發(fā)外部中斷，當(dāng)RD為高電平，且CS，WR和AO都為低電平時(shí)，D7～DO上的數(shù)據(jù)被寫入CH375芯片中；當(dāng)RD為高電平，且CS和WR都為低電平，AO為高電平時(shí)，D7～DO中的數(shù)據(jù)可作為命令碼寫入CH375芯片中；當(dāng)WR為高電平，且CS，RD和AO都為低電平時(shí)，CH375中的數(shù)據(jù)可以通過D7～DO輸出[3]。CH375芯片掛接到MCU系統(tǒng)總線上，MCU通過CH375按照相應(yīng)的USB協(xié)議與其它USB設(shè)備進(jìn)行通信。系統(tǒng)啟動(dòng)后，由MCU控制將存儲(chǔ)于U盤中歌曲的碼流信息送入到VSl003芯片中，通過VSl003芯片解碼以及其內(nèi)含的高質(zhì)量的立體聲DAC和耳機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)MP3歌曲的播放功能[2]。VSl003的SPI接口具有2種工作模式：新模式和兼容模式。該部分總體開發(fā)思路是，VSl003通過同步串行總線SPI與STC12C5A60S2進(jìn)行命令和數(shù)據(jù)的傳輸。利用模塊化編程思想分別來實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的功能，減少程序之間的耦合性，提高程序之間的內(nèi)聚性。VS1003解碼即VS1003譯碼程序。下面具體介紹各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)。本質(zhì)是一個(gè)典型的調(diào)試窗口，主要包括以下幾個(gè)窗口，如圖7所示。uVision2是一款集編輯、編譯和項(xiàng)目管理于一身的基于窗口的軟件開發(fā)環(huán)境。uVision當(dāng)前最高版本是uVision4,它的界面和常用的微軟VC++的界面相似，界面友好，易學(xué)易用，在調(diào)試程序、軟件仿真方面也有很強(qiáng)大的功能。圖6 VS1003電路接線圖3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件開發(fā)平臺(tái)Keil是德國(guó)Keil公司（現(xiàn)已并入ARM公司）開發(fā)的微控制器軟件開發(fā)平臺(tái)，是目前ARM內(nèi)核單片機(jī)開發(fā)的主流工具。通過串行總線控制解碼器。VS1003通過一個(gè)串行接口來接收輸入的比特流，它可以作為一個(gè)系統(tǒng)的從機(jī)。它包含一個(gè)高性能，自主產(chǎn)權(quán)的低功耗DSP處理器VS_DSP4,工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。按鍵一接通實(shí)現(xiàn)上一曲更換，按鍵二接通實(shí)現(xiàn)下一曲更換，按鍵三接通實(shí)現(xiàn)音量增大操作，按鍵四接通實(shí)現(xiàn)音量減小操作，接線如圖5所示。圖4 LCD12864顯示電路接線圖 按鍵控制電路按鍵控制電路，、。12864顯示屏是點(diǎn)陣型，可根據(jù)需求任意顯示字符、數(shù)字、漢字、圖形。并行接口包含8位數(shù)據(jù)總線，4線控制：讀選通、寫選通、片選輸入、中斷輸出?？勺詣?dòng)檢測(cè)USB設(shè)備的連接和斷開，提供設(shè)備連接和斷開的事件通知。CH375內(nèi)置了處理MassStorage海量存儲(chǔ)設(shè)備的專用通訊協(xié)議的固件外部單片機(jī)可以直接以扇區(qū)為基本單位讀寫常用的USB存儲(chǔ)設(shè)備（包括USB硬盤/USB閃存盤/U 盤）。接線圖如圖3所示。CH375具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機(jī)/DSP/MCU/MPU等控制器的系統(tǒng)總線上。硬件系統(tǒng)總體方框圖如圖2所示。同時(shí)通過LCD顯示屏來顯示所播放的曲目。圖1 STC12C5A60S2引腳序列 系統(tǒng)硬件電路綜述 硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)的音樂播放器，有四個(gè)按鍵控制按鈕：下一曲，上一曲，音量加，音量減。2 系統(tǒng)硬件原理及概述 STC12C5A60S2處理器介紹STC12C5A60S2/AD系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快812倍。由于STC12C5A60S2本身不支持USB接口功能，所以MCU無法直接與電腦完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ埽鎯?chǔ)設(shè)備需要通過自身的接口與電腦相接。本MP3播放系統(tǒng)以STC12C5A60S2為控制核心，不僅