【正文】 中的數(shù)據(jù)1圖39 簇中的數(shù)據(jù)2 圖310 簇中的數(shù)據(jù)34 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)總流程本系統(tǒng)在軟件設(shè)計(jì)上主要包括2部分：底層驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)和各功能模塊的設(shè)計(jì)。圖37 FAT1表中的內(nèi)容通過以上分析可以得到該文件數(shù)據(jù)存放的起始地址了：0xF7000（第一個(gè)簇開始地址）﹑0xF8000（第二個(gè)簇開始地址）﹑0xF9000（第三個(gè)簇開始地址），他們?cè)谖募到y(tǒng)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)分別如圖圖38﹑圖39﹑圖310所示。依次查看FAT1表可知第三個(gè)簇號(hào)為05，地址：0xF6000+（052）*08*0x200=0xF9000。第二個(gè)簇號(hào)存放在0x4800+03*04（因?yàn)樗膫€(gè)字節(jié)存一個(gè)簇號(hào)）=0x480C中，通過圖37可知0x480C里面的內(nèi)容是：04 00 00 00，即第二簇號(hào)為04。那么11639字節(jié)需要3個(gè)簇，這三個(gè)簇的開始的地址就可以計(jì)算出來了。 從文件的大小可以計(jì)算出，需要占用多少個(gè)簇。03 00 (偏移地址3AH，長度2)：起始簇的簇號(hào)為03。58 39 (偏移地址30H，長度2)：文件創(chuàng)建時(shí)間。54 58 54(偏移地址28H，長度3)：文件類型，為ASCII字符表示。圖36 根目錄中的數(shù)據(jù)5A 53 44 4C 20 20 20 20：驅(qū)動(dòng)器的名稱，8個(gè)字節(jié)。這里使用的是FAT32短文件目錄項(xiàng)，每32個(gè)字節(jié)表示一個(gè)文件（文件夾也是）。由此可見讀取0扇區(qū)的內(nèi)容，我們就知道FAT文件系統(tǒng)的重要參數(shù)了，現(xiàn)在分析下根目錄區(qū)的內(nèi)容。圖33 FAT1的起始地址圖34 FAT2的起始地址圖35 根目錄的起始地址從SD卡中讀取數(shù)據(jù)需要給出數(shù)據(jù)的地址，而且每次讀取都是一個(gè)整扇區(qū)，512個(gè)字節(jié)。FAT2表的起始地址為0x4800+0x78C00=0x7D400，如圖34所示。通過以上分析我們知道了啟動(dòng)區(qū)地址是0x00。那么每個(gè)扇區(qū)占用的字節(jié)數(shù)就是0x03C6*200=78C00。02(偏移地址10H，長度1)：此卷中的FAT結(jié)構(gòu)的份數(shù)為2，另外一個(gè)是備份的。24 00(偏移地址0EH，長度2)：轉(zhuǎn)換一下，就是0024，意思是保留區(qū)域中的保留扇區(qū)數(shù)為36個(gè)。這個(gè)值不能為0，而且必須是2的整數(shù)次方，比如136128。有的可能是1022044096。00 20(偏移地址0BH，長度2)：注意這里數(shù)據(jù)的布局，高地址放高字節(jié)，低地址放低字節(jié)（數(shù)據(jù)為小端格式組織），所以數(shù)據(jù)應(yīng)該是0200，就是512。圖32 FAT啟動(dòng)區(qū)EB 59 90：跳轉(zhuǎn)指令。圖31 FAT文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖啟動(dòng)區(qū)的內(nèi)容，也就是第一個(gè)扇區(qū)，使用WinHex軟件查看，如圖32所示。如果文件長度大于一個(gè)簇的大小，需要多個(gè)簇存放該文件，這些簇通過FAT鏈表串連起來。其具體的存儲(chǔ)原理是：不管目錄文件所占空間為多少簇，一簇為多少扇區(qū)、多少字節(jié)，系統(tǒng)都會(huì)以32個(gè)字節(jié)為單位，進(jìn)行目錄文件所占簇的分配，各個(gè)字段定義如表31所列。FAT分區(qū)中所有目錄文件，實(shí)際上可以看作是一個(gè)存放其它文件（文件夾）入口參數(shù)的數(shù)據(jù)表。如果找到下一個(gè)簇位置，里面記錄的是“FF FF FF 0F”，代表這個(gè)文件到此就結(jié)束了，沒有后續(xù)簇了，這樣一個(gè)文件的讀取就結(jié)束了。FAT表一般緊隨DBR，另一個(gè)FAT表則緊隨第一個(gè)FAT表。BPB參數(shù)塊記錄著本分區(qū)的起始扇區(qū)、結(jié)束扇區(qū)、文件存儲(chǔ)格式、根目錄大小、FAT個(gè)數(shù)，分配單元大小等重要參數(shù)。MBR區(qū): 主引導(dǎo)記錄區(qū)，該區(qū)存儲(chǔ)了分區(qū)表等信息，位于SD卡的扇區(qū)0（物理扇區(qū)），在其分區(qū)信息里面記錄了DBR所在的位置。由于SD卡一般不做引導(dǎo)盤，一般也不分區(qū)，因此通常無MBR區(qū)，直接從DBR區(qū)開始。 圖212 VS1003解碼模塊電路3 FAT文件系統(tǒng) FAT文件系統(tǒng)簡介MP3文件﹑BMP﹑TXT等文件在SD卡中是以FAT[11]的文件格式存儲(chǔ)的，F(xiàn)AT即文件配置表，本系統(tǒng)采用FAT16/32。具體設(shè)計(jì)電路如圖212所示。本設(shè)計(jì)采用的這款芯片為LQFP48封裝，其引腳功能說明如表24所列。除了基本的解碼，在用戶RAM中它還可以作其他特殊應(yīng)用，例如DSP音效處理。輸入的比特流被解碼，然后通過一個(gè)數(shù)字音量控制器到達(dá)一個(gè)18位過采樣多位 DAC。串行的控制和數(shù)據(jù)接口，4個(gè)常規(guī)用途的I/O口，一個(gè)UART，也有一個(gè)高品質(zhì)可變采樣率的ADC和立體聲DAC，還有一個(gè)耳機(jī)放大器和地線緩沖器。1. VS1003概述VS1003是一個(gè)單片MP3/WMA/MIDI音頻解碼器和 ADPCM編碼器。圖210 帶觸摸功能的TFT液晶顯示模塊電路 VS1003音頻模塊雖然STM32F103RBT6具有最高72MHz的頻率，但它沒有獨(dú)立的DSP音效處理能力，如果直接用它來進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)處理，很難實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的音頻輸出，同時(shí)考慮到自己的能力和精力有限，因而本系統(tǒng)的音頻解碼部分則另采用一款簡單實(shí)用的音效處理芯片VS1003[10]來完成。時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)SAR轉(zhuǎn)換器，并與連續(xù)輸入輸出同步帶觸摸功能的TFT液晶顯示模塊電路如圖210所示。圖29 ADS7846引腳圖表23 ADS7846芯片引腳說明引腳號(hào)引腳名稱引腳說明1+VCC電源 （～）2X+X+位置輸入3Y+Y+位置輸入4XX位置輸入5YY位置輸入6GND地7VBAT電池監(jiān)控器輸入8AUXADC輔助輸入9VREF基準(zhǔn)電壓輸入輸出（）10+VCC數(shù)字 I/O 電源 （～）11筆斷控制腳12DOUT連續(xù)數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)在DCLK下降沿轉(zhuǎn)換，為高電平時(shí)輸出高阻抗13BUSYBUSY 輸出，為高電平時(shí)輸出高阻抗14DIN連續(xù)數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)在DCLK上升沿保持15芯片選擇輸入，控制轉(zhuǎn)換時(shí)間，控制連續(xù)數(shù)據(jù)輸入輸出寄存器。這種觸摸屏的A/D控制芯片有很多，本系統(tǒng)觸摸控制芯片采用TI公司的ADS7846[9]低壓I/O觸摸屏控制器。 4wires模擬電阻式觸摸屏。 高的對(duì)比、高亮度、低功耗。 16位數(shù)據(jù)接口。 ~。 320240分辨率。以往的電路設(shè)計(jì)一般都采用LCD1602或LCD12864，不過它們都是黑白屏，不能提供彩色圖片顯示的功能。WP接地，關(guān)閉寫保護(hù)功能。圖27 24C02引腳圖表22 24C02引腳功能說明管腳名稱功能A0﹑A1﹑A2器件地址選擇SDA串行數(shù)據(jù)/地址SCL串行時(shí)鐘WP寫保護(hù)VCC電源VSS地24C02接口電路設(shè)計(jì)如圖28所示。24C02串行E2PROM是基于I2C總線的存儲(chǔ)器件，遵循二線制協(xié)議，它具有接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點(diǎn)。STM32F103RBT6提供了備份數(shù)據(jù)寄存器BKP_DRx，但BKP_DRx只能保存10個(gè)16位數(shù)據(jù)，這對(duì)于本設(shè)計(jì)而言不能滿足需求。DS18B20的電路圖設(shè)計(jì)很簡單，如圖26所示，只需要將它的數(shù)據(jù)引腳與STM32F103RBT6的P_DATA引腳相接即可。 GND為電源地； 216。 216。圖24 STM33F103RBT6模塊接口電路表21 STM32F103RBT6引腳接口分布表STM引腳編號(hào)連接器件備注3，4RTC時(shí)鐘晶振5，68MHz晶振Y2系統(tǒng)時(shí)鐘PA0～PA7 ，PC0～PC7觸摸液晶模塊接口JP1液晶16位數(shù)據(jù)口PB12～PB15SD卡 U2STM32的SPI接口PC10～PC12VS1003的SPI接口 U3采用STM32模擬SPI接口PA14，PA15，PD2，PB3VS1033控制接口 U3PB5～PB9觸摸液晶模塊接口JP1液晶控制接口PB0～PB2，PB10,PB11觸摸液晶模塊接口JP1觸摸控制接口PA11，PA12USB接口PA1318B20數(shù)據(jù)口 J4PC8，PC924C02接口 U52. DS10B20溫度傳感器STM32F103RBT6內(nèi)置了溫度傳感器，但其所測溫度為CPU的溫度，不能很好的反映空氣溫度，因而本系統(tǒng)另外使用美國DALLAS公司生產(chǎn)的 DS18B20[6]。為了PCB布線的方便，本設(shè)計(jì)中的 PC10～PC12引腳模擬VS1003的SPI接口。電容C17至C22為STM32F103RBT6電源引腳的旁路電容，能夠起到穩(wěn)定電源的作用，在PCB布板時(shí)應(yīng)盡量靠近MCU。圖23 STM32F103RBT6引腳圖STM32F103RBT6模塊接口電路如圖24所示。圖22 電源模塊電路 微控制器模塊1. STM32F103RBT6微控制器本設(shè)計(jì)中的微控制器采用意法半導(dǎo)體公司出產(chǎn)的STM32F103RBT6[4]芯片，STM32F103RBT6基于ARM CortexM3內(nèi)核設(shè)計(jì)[5]，片上集成有豐富的數(shù)字和模擬資源，允許最高72 MHz的工作頻率，是一款性價(jià)比很高的32位ARM處理器，是低成本ARM嵌入式應(yīng)用的極佳選擇。C2可以防止電感效應(yīng)而產(chǎn)生的自激，C6用來減小由于負(fù)載電流瞬時(shí)變化而引起的高頻干擾，C5用來進(jìn)一步減小輸出脈動(dòng)和低頻干擾，使電源輸出更加穩(wěn)定。 電源模塊電源是電子設(shè)備中必不可少的一部分，它為設(shè)備提供了能量。VS1003B音頻解碼模塊主要獲取STM32F