【正文】 液晶的四倍，在價(jià)格上也比較便宜，來(lái)源也很多。它原本就是一個(gè) LCD 點(diǎn)陣屏，可以顯示 4行漢字，與主機(jī)通過(guò)串口模式相接。對(duì)于 USB 數(shù)據(jù)線 D+和 D的 PCB 應(yīng)該平行布線，長(zhǎng)度保持差不多 [6]。 U 盤模塊部分容易造成影響的一些問(wèn)題 在 PCB 設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意一些細(xì)節(jié)以防對(duì)設(shè)計(jì)造成不必要的影響。補(bǔ)充：CH375 的數(shù)據(jù)緩沖 區(qū)僅為 64 個(gè)字節(jié)，讀取一個(gè)扇區(qū)（ 512 字節(jié)）要讀 8次，每讀完一次要從 CH375 中送入繼續(xù)讀取的命令，等待 CH375 的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)更新為下面的 64 個(gè)字節(jié)后，再次等待中斷，讀取狀態(tài)。 當(dāng) CS、 RD 和 A0 都為低電平時(shí) CH375 的數(shù)據(jù)可以通過(guò) D0~D7 輸出；當(dāng) CS、 WR 和 A0 12 都為低電平時(shí)， D0~D7 上的數(shù)據(jù)被寫入 CH375 芯片中；當(dāng) CS 和 WR 都為低電平， A0 為高電平時(shí)， D0~D7 中的數(shù)據(jù)可以作為命令碼寫入 CH375 中，這樣就實(shí)現(xiàn)了 CH375 對(duì) U 盤的讀寫 [5]。要是 U 盤連接錯(cuò)誤，那么就會(huì)返回狀態(tài)碼，若獲取狀態(tài)碼GET_STATUS，那么表示 U盤已經(jīng)連接成功。 (注意： CH375 運(yùn)用的是 12M 晶振，22PF 瓷片電容組成的振蕩電路 ) U 盤通信電路圖（如圖 38 所示） INT1RST2WR3RD4TXD5RXD6NC7A08V39UD+10UD11GND12XI13XO14D015D116D217D318D419D520D621D722GND23ACT24RST25RST26CS27VCC28*2CH375AusbVCC1DATA2DATA+3GND4*3usbX112MC1022PFC1122PFCH375INTCH375RSTICH375WRCH375RDCH375A0D0D1D2D3D4D5D6D7D2USBLEDR61KCH375CSC73V33V33V3123P3P/S_TXDGNDC9GNDGNDUD+UDC8104+5VGNDUD+UDR7 圖： 38 U 盤讀寫模塊圖 U 盤工作原理 當(dāng) CH375 工作方式在主機(jī)方式時(shí)，單片機(jī)通過(guò) RD、 WR、片選 CS、中斷 INT和地線A0進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)與 CH375 通訊。 CH375 本身還內(nèi)置了大量專用通信協(xié)議的固件，外部單片機(jī)可以直接通過(guò)調(diào)用其固件實(shí)現(xiàn)對(duì)常用的 USB 儲(chǔ)存設(shè)備以扇區(qū)為單位的讀寫操作。 CH375是一個(gè) 28 腳的貼片式芯片，它具有串并行通信方式，可以通過(guò)讀控制線、寫控制線、片選控制線、中斷輸出線及 8位數(shù)據(jù)總線，可非常方便地與單片機(jī)等控制器總線相連，實(shí)現(xiàn)并行傳輸。 SD 卡讀寫模塊圖（如圖 37 所示） CD/DAT31CMD2VSS13VDD4CLK5VSS26DATA07DATA18WP10DATA291112*1SD10KR210KR310KR410KR53V3GNDSD_CSMOSIGNDSCKGNDMISODATDAT12P16SD 卡總線接口9 圖： 37 SD 卡讀寫模塊圖 11 U 盤通信讀寫模塊 本模塊設(shè)計(jì)是利用 CH375芯片對(duì)外部的 U盤內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)讀取。 若大于 2G 的盤，格式化的時(shí)候只能選擇 FAT32， FAT16 的盤是不能正常播放的。通過(guò)執(zhí)行命令和作出相對(duì)應(yīng)的命令響應(yīng)，完成單片機(jī)對(duì) SD 卡的讀寫 操作。 SPI 總線模式的數(shù)據(jù)傳輸則以字節(jié)為單位進(jìn)行，每個(gè)字節(jié)則為 8位，每個(gè)命令或者數(shù)據(jù)模塊都需以字節(jié)來(lái)對(duì)齊。采用四根數(shù)據(jù)線并行傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率高的模式為 SD卡總線模式，這種總線的傳輸協(xié)議并不簡(jiǎn)單，而且很多單片機(jī)都沒(méi)有提供這樣的總線接口，而且若用軟件來(lái)模擬 SD 卡總線卻又相當(dāng)?shù)姆爆?，并且還會(huì)降低 SD 卡的數(shù)據(jù)傳輸速率；如果用 SPI 總線模式去驅(qū)動(dòng) SD 卡，那么就只需用到一根數(shù)據(jù)傳輸線，此時(shí)數(shù)據(jù)傳輸速率雖較低，可在很多單片機(jī)上都具有 SPI 總線接口，若用軟件來(lái)模擬也十分的容易，其總線模式 的傳輸協(xié)議十分簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。 VS1003 解碼模塊電路圖 圖 36 VS1003 解碼模塊電路圖 10 SD 卡模塊電路及非正常播放的的解決辦法 對(duì)于本模塊電路設(shè)計(jì)，首要應(yīng)該考慮電源電壓 和電流的要求，防止電壓電流超過(guò)SD 卡承受范圍，進(jìn)行燒卡，系統(tǒng)中供電電壓一般為 。42 腳 GBUF:公共地緩沖器 。 29 腳 SI:串行輸入 。 23腳 XCS：命令片選 。8腳 DREQ：數(shù)據(jù)請(qǐng)求 。2 腳 MICN：同向差分話筒輸出 。 VS1003B 封裝圖如 35 所示。 VS1003B 解碼模塊對(duì)單片機(jī)從SD卡或者 U 盤中讀取的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解析，并轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)高低音控制和立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換，可直接驅(qū)動(dòng)耳機(jī)。它擁有一個(gè)高性能，低功耗 DSP 處理器核 VS_DSP4,5KB 的指令 RAM 和 的數(shù)據(jù) RAM。 如圖 34所示，共有五個(gè)按鍵，分別實(shí)現(xiàn)歌曲的播放、暫停、上下曲切換、聲音加減功能?？紤]到本設(shè)計(jì)中需要的按鍵操作并不多，單片機(jī)的 I/O 口完全可 以滿足，所以選擇了獨(dú)立式鍵盤設(shè)計(jì)，如圖 34 所示 ，按鍵以低電平有效。 以上是本設(shè)計(jì)需要重視的主芯片特點(diǎn)?？梢詮拈e置模式喚醒 。主機(jī)或從機(jī)操作 LSB 首先發(fā)送或 MSB 首先發(fā)送 。串行外設(shè)接口 SPI允許 ATmega128 和外設(shè)之間進(jìn)行高速的同步數(shù)據(jù)傳輸，接口管腳為 PB1(SCK)、PB2(MOSI)、 PB3(MISO)。有 53 個(gè)可編程 I/O口，可方便外掛其他器件 ,具有可工作于從機(jī) /主機(jī)模式的 SPI 串行接口。具有 4K 字節(jié)的 EEPROM，可以對(duì)一些操作數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，方便斷電重啟后，能對(duì)上一次的數(shù)據(jù)進(jìn)行再現(xiàn)。因此，下面對(duì)該芯片進(jìn)行必要 的說(shuō)明。供電電源電路如圖 32所示 100uFC4104C512D1LEDGND1IN3OUT2U2104C13V3+5V4K7R1123J1電源接口GND100uFC6100uFC2104C3GND1IN3OUT2U1CYT1175VGNDA6B5C4A1B2C3S1按鍵開關(guān) 圖 32 供電電源電路 MCU 微控制器 Atmega128 的引腳圖如 33 圖所示。 供電電源電路 本電路是直接利用外部電源適配器進(jìn)行接電，這樣得到的電流和電壓都比較穩(wěn)定 ，然后利用 ASM1117 線性穩(wěn)壓芯片，將電源電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的，少紋波的 5V、 電壓，為了能控制整個(gè)電路的電源供電，在適當(dāng)處添加了一個(gè)六角開關(guān)，目的是截取適配器供電。本模塊設(shè)計(jì)電路圖如 31 所示，系統(tǒng)使用內(nèi)部 8M 晶振，下載熔絲位為 E4 91 FF 不兼容103 模式。對(duì)于 MCU 的選擇，考慮到效率問(wèn)題，最終也選定了 Atmega128 作為 主控芯片，它的外圍電路簡(jiǎn)單，滿足本設(shè)計(jì)的需要。整個(gè)電路圖設(shè)計(jì)相對(duì)而言比較簡(jiǎn)單，盡量地減少元器件，簡(jiǎn)化元器件布局，達(dá)到合理布局的目的。下面將整個(gè)音樂(lè)播放器的設(shè)計(jì)對(duì)各模塊組成分別做個(gè)介紹。 在操 作上，應(yīng)用了簡(jiǎn)單的功能按鍵， 控制音樂(lè)的播放、暫停、上下曲切換、音量調(diào)節(jié)等操作在顯示液晶上清楚可見。 對(duì)于功能的實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)對(duì) SD 卡及 U盤的高速讀取，同時(shí)可在諾基亞 5110液晶上顯示歌曲進(jìn)程、歌曲名及音頻頻譜。不僅能在 SD卡上實(shí)現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)的讀取還可以高速讀取外部的 USB 儲(chǔ)存設(shè)備，如 U盤，硬盤等。系統(tǒng)框圖如圖 22 所示。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件組成 本系統(tǒng)是基于 Atmega128 單片機(jī)所設(shè)計(jì)的 MP3 播放器，音頻文件存儲(chǔ)在 SD卡上，通過(guò)文件系統(tǒng)的讀取 SD 扇區(qū)或?qū)⒁纛l存 在 U 盤等 USB 外設(shè)儲(chǔ)存器上，通過(guò) CH375 驅(qū)動(dòng)芯片讀取外設(shè)儲(chǔ)存器，由 Atmega128 單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)并送到 VS1003B 音頻解碼模塊解碼輸出，同時(shí)還可以通過(guò)按鍵來(lái)選擇實(shí)現(xiàn)歌曲切換，暫停播放和音量調(diào)整等功能。 方案四：采用諾基亞 5110 液晶模塊，它采用的是串行通信協(xié)議進(jìn)行通信，傳輸速度快，耗能低，接口信號(hào)線數(shù)量少，能顯示英文、數(shù)字還有圖案，并且市場(chǎng)價(jià)格最便宜。但其圖案分辨率很低，而且只能顯示單色字符，在價(jià)格方面也不算很便宜。 LCD1602 液晶驅(qū)動(dòng)電路相當(dāng)簡(jiǎn)單，它可以顯示簡(jiǎn)單的中英文字符、圖案，并且功能和設(shè)計(jì)的成本都比較低。使用高性能的 VS1003 MP3 解碼芯片 ，功能不CPU 外圍電路 MCU Main board 外部音頻存儲(chǔ)設(shè)備 功能按鍵操作 播放界面 4 僅強(qiáng)大而且價(jià)格也相當(dāng)便宜， VS1003 支持 MP WAV、 WMA、 MIDI 等諸多音頻格式，音質(zhì)可與市場(chǎng)上中檔 MP3 播放器相媲美。雖在硬件方面降低了成本，但其軟件方面比較復(fù)雜，編程難度較高，工作量極大，而且對(duì)控制器的處理速度和資源要求也較高。 綜上所述，為了能更好地處理數(shù)據(jù)，得到流暢的播放效果，應(yīng)考慮 MCU 數(shù)據(jù)處理能力，選擇方案二中 ATMEL 公司的 Atmega128 單片機(jī)作為微處理控制器，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)能滿足 MP3的數(shù)據(jù)解碼速度要求。特別是 ATMEL32 、 ATMEL6 ATMEL128 的片內(nèi)儲(chǔ)存空間均在 8K 以上，盡量滿足了 MP3 不卡機(jī)的條 件之一。如采用初學(xué)者廣泛使用的AT89S52 單片機(jī)，它內(nèi)部具有低損耗、高性能的 CMOS 微處理器，片內(nèi)也具有 8K字節(jié)的儲(chǔ)存空間、 4個(gè) 8位的并口、 1 個(gè)全雙工的串行口、 128 字節(jié)的 RAM、 2個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，其尋址范圍也有 64K,這些特點(diǎn)能滿足簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)需要，但如果用這款單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì) MP3 那最好要外接一個(gè)儲(chǔ)存芯片，否則對(duì)數(shù)據(jù)的緩沖、處理速度跟不上，容易造成卡機(jī)現(xiàn)象。 3 第二章 系統(tǒng)概述 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總方案選擇 系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)圖如圖 21 所示 圖 21 系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)圖 系統(tǒng)可行設(shè)計(jì)方案對(duì)比選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合實(shí)際情況和成本要求，對(duì)系統(tǒng)主要部分電路方案敘述如下。但是 MP3 的技術(shù)卻仍在廣泛被應(yīng)用， MP3 播放器已經(jīng)占據(jù)廣大市場(chǎng)。隨后又發(fā)展成為無(wú)線的數(shù)據(jù)傳輸方式的 MP3。直接帶 USB 接口的 MP3 操作起來(lái)更加方便，但此時(shí)的 MP3 外形不夠美觀。后來(lái)使用整合式 USB 接口使數(shù)據(jù)傳輸更加方便。 USB 接口可以提供連接速度高達(dá) 12Mbps，這種速度與并口速度相比提高幅度在 10 倍以上，運(yùn)用這種速度下歌曲文件傳輸時(shí)間可以縮減為 3 秒，若要進(jìn)行 64MB 大小容量的文件傳送也不需要 1 分鐘。 20xx年，由于受到突飛猛進(jìn)的 USB 技術(shù)影響， MP3 播放器開始使用了 USB 接口的設(shè)計(jì)。直到 1998 年，第一臺(tái) MP3 隨身聽 Saehan MPman F10 2 誕生，重 65 克。 MP3 的現(xiàn)世，由于閃存技術(shù)初現(xiàn)，存儲(chǔ)容量還很小，而價(jià)格偏高，當(dāng)時(shí)的 MP3 仍屬于十分昂貴的“奢侈品” 。這樣的 MP3 播放器被廣泛用于汽車、家居、工業(yè)等領(lǐng)域，如車載 MP3 播放器等。本系統(tǒng)采用了簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的電子芯片 設(shè)計(jì)而成，與市場(chǎng)上的 MP3 有所不同，更加突出地改進(jìn)了其 MP3 的儲(chǔ)存容量小的缺點(diǎn)。同時(shí)，對(duì)于比較缺乏實(shí)際操作能力的大學(xué)生來(lái)說(shuō)，實(shí)打?qū)嵉卦O(shè)計(jì)播放器是很有必要的，這對(duì)于掌握與鞏固所學(xué)知識(shí)起到舉足輕重的作用及對(duì)提高自身各方面的能力、培養(yǎng)今后從事這類工作或研究這類技術(shù)的興趣。 課題意義 隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)階段的音頻技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟，市場(chǎng)流行的音頻播放器其功能也遠(yuǎn)非普通的 MP3 可以比擬，操作界面也相當(dāng)?shù)膹?fù)雜多樣。 MP3 就是利用了這種技術(shù)，將音樂(lè)以 10:1 甚至 12:1 的壓縮率，壓縮成一種容量較小的文件。生活中人們往往把 Moving Picture Experts Group Audio Layer III 簡(jiǎn)稱為 MP3,其本身就是一種音頻壓縮技術(shù)，采用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) MPEG 中的第三層音頻壓縮模式，對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行壓縮的一種格式 [1]。就音頻播放器來(lái)說(shuō)，其常用格式就有 WAV、 OGGG、 MP WMA、ACC、 APE 等。人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也越來(lái)越得到重視，對(duì)音樂(lè)的追求也迅速成為了其享受生活的重要部分。 VS1003B。 SD card。 關(guān)鍵詞： Atmega128； MP3 播放器； SD 卡； CH375； VS1003B；