【正文】 2 KR 2 01 2KR 2 15 60 KR 1 72 .2 KB I A S1I N 2I N +3V S S4S H D N8V C C7OUT6NC5U4 M A X 4 46 8C 2 51 00 n FC 2 6 1 0n FC 2 90 .1 u FAVDDC 2 70 .2 2 uFC 2 8 1 00 P FR 1 94 70 KJ6P 5. 2 圖 37前置放大電路 Figure 37 Preamplifier circuit 圖 36存儲(chǔ)電路 Figure 36 Memory circuit 9 AT89C51SND1 芯片提供了外部錄音功能。 它為固體大容量存儲(chǔ)器提供了有效的解決方案。K9F2808 閃存共有 2048 個(gè)塊， 即 有 2048 個(gè)擦寫單元，每單元有 16KB 的存儲(chǔ)量。它在數(shù)據(jù)寫入和數(shù)據(jù)讀出的時(shí)候使數(shù)據(jù)在I/O緩沖區(qū)與存儲(chǔ)區(qū)之間傳遞。每一個(gè)存貯塊由 32 層組成。 它 擁有 16M 的存貯量。 存儲(chǔ)部分電路 MP3是常用 FLASH 芯片存儲(chǔ)，因其具有體積小、存儲(chǔ)容量大且速度快、耗電少等特點(diǎn)。另外需要注意的是 D+與 之間的電阻 R1，阻值范圍必須是 5%。 對(duì) USB 接口來(lái)說(shuō)， USB 接口的實(shí)現(xiàn)則是通過 51SND1 自帶的 協(xié)議通訊端口，它不需要使用 USB 接口轉(zhuǎn)換芯片，設(shè)計(jì)中通過兩個(gè) 27 歐姆的電阻后直接接入89C51SND 的第 2 22 腳，這兩個(gè)電阻的阻值是官方站對(duì)其所開發(fā)的芯片提供的，最好使用精度高的電阻。為了方便我也可以在 AS1117 的 3 腳輸出端 接上電池提供電源。如圖 35 所示，設(shè)計(jì)中選用的芯片為AS1117。設(shè)計(jì) 主要 相關(guān) 特殊功能 寄存器 有： MP3 解碼器的控制寄存器 共有 11 個(gè)，其中包括 MP3CLK(MP3 時(shí)鐘分頻寄存器 )、 MP3CON（ MP3 控制寄存器） 、 MP3VOL(MP3 左聲道音量控制寄存器 )、 MP3BAS(MP3重低音控制寄存器 )等； USB 控制寄存器 共有 15 個(gè)，其中包括： UEPINT(USB 端點(diǎn)中斷寄存器 )、 UEPREST(USB 端點(diǎn) FIFO 復(fù)位寄存器 )、 USBCON(USB 控制寄存器 )、 UEPIEN(USB端點(diǎn)中斷使能寄存器 )等 和音頻接口 控制寄存器 包括： AUDCON0（音頻接口控制寄存器0）、 AUDCON1（音頻接口控制器 1）、 AUDSTA（音頻接口狀態(tài)寄存器）、 AUDDAT（音頻接口數(shù)據(jù)寄存器）和 AUDCLK（音頻時(shí)鐘分頻寄存器）， 詳見 第四章。 AT89C51SND1C 單片機(jī)是 ATMEL 公司專門針對(duì)開發(fā) MP3 而設(shè)計(jì)的， 它 的主要特點(diǎn)是內(nèi) 圖 32 系統(tǒng)框圖 Figure 32 System diagram 6 部集成了 MPEG2 解碼器和 USB 通訊接口，內(nèi)含 64k的內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，支持在系統(tǒng)編輯ISP功能，通過 USB 或者串行口對(duì)芯片進(jìn)行編程操作，內(nèi)部數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器為 2056 字節(jié)。這些特點(diǎn)是選用該芯片的主要原因。因?yàn)?AT89C51 提供 USB 控制和 集成MPEG2 解碼器，這就解決了接口控制和解碼的難題。 微控制器 就 MP3 的控制來(lái)說(shuō)，許多單片機(jī)都能勝任。 硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖 32： VCC D+ D GND 圖 31 USB電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu) Figure 31 USB Cable Structure 5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案： 系統(tǒng)硬件的核心是微控制器 AT89C51SND1C，整個(gè)系統(tǒng)是由 AT89C51SND1C、K9F2808U0C(FLASH 芯片 )和音頻轉(zhuǎn)換（ D/A）部分、 USB 串行通訊接口、外部控制、電源部分和前置放大部分組成。這樣操作對(duì)整個(gè)系統(tǒng)及 USB設(shè)備都沒有影響，所以可以熱插拔。 當(dāng)把 USB設(shè)備插 上主機(jī) 時(shí)，首先接觸的是信號(hào)線，然后才是電源線。 設(shè)計(jì)原理 USB的工作原理： 一根 USB線由兩條是數(shù)據(jù) 線和 兩條電源 線組成 。 （ 5）、四個(gè)按鍵分別控制播放、停止、前進(jìn)和后退。 （ 3）、音頻 D/A 轉(zhuǎn)換，輸出音頻模擬信號(hào)并可播放音頻文件。 4 3 USB設(shè)備（ MP3）的硬件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)具體要求 （ 1）、系統(tǒng)具有 USB 接口。 要深入 學(xué)習(xí) 還 必須仔細(xì)閱讀 USB 規(guī)范。就這樣 USB 根據(jù)設(shè)備和主機(jī)各部分的功能和實(shí)現(xiàn)的不同，將整個(gè) USB 系統(tǒng)劃分成了很多的層次和模塊 [2]。 3 5) USB 的標(biāo)準(zhǔn)接口和外設(shè) USB 協(xié)議體系中的外設(shè)都是非常標(biāo)準(zhǔn)的，從底層的物理和電氣特性，到上層的軟件協(xié)議、數(shù)據(jù)通訊，都有明確的定義。而掛起的設(shè)備從總線上吸收的電流必須小于 500μA。 即插即用這一特點(diǎn)在使用上極其方便，這是 USB 最吸引用戶的地方。 USB 的結(jié)構(gòu)使 USB 設(shè)備 在插上時(shí) ，首先接觸的是信號(hào)線，然后才是電源線 ； 而 在 向外拔時(shí) ， 由于電源線較短，所以首先被切斷，而后才是數(shù)據(jù)線。在 規(guī)范版本中， USB 在一個(gè)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中支持最多 4 個(gè) Hub 層以及 127 個(gè)外設(shè) [4]。 2) USB 的總線拓?fù)潴w系 整個(gè) USB 總線拓?fù)潴w系由三個(gè)元素組成：主機(jī)、集線器和設(shè)備。在 版本中， USB 支持了一種新的總線數(shù)據(jù)傳輸率；在高速模式下的 480Mbps。論文將從這五個(gè)方面簡(jiǎn)要 介紹 USB 協(xié) 議內(nèi)容和特點(diǎn)： 1) USB 的速度 在 規(guī)范版本中， USB 支持兩種總線數(shù)據(jù)傳輸率：一種是在全速模式下的12Mbps，另一種是低速模式下的 。在協(xié)議成熟以后，迅速地占領(lǐng)了計(jì)算機(jī)低、中速外部設(shè)備的市場(chǎng)，大有取而代之之勢(shì) [2]。 但仍然無(wú)法滿足目前計(jì)算機(jī)設(shè)備不斷提高的速度和使用要求。 2 2 USB協(xié)議簡(jiǎn)介 USB 技術(shù)背景 傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)外部設(shè)備一般使用并口或串口與計(jì)算機(jī)相連。設(shè)計(jì)一個(gè)帶 USB 接口的 MP3，該 MP3 除能播放音頻文件外，還具有錄音、液晶顯示等功能。 設(shè)計(jì)概述 （ 1）題目： 基于 51 單片機(jī)的 USB 系統(tǒng) 硬件 設(shè)計(jì) （ 2）設(shè)計(jì)內(nèi)容要求： 該設(shè)計(jì)包括 USB 系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)計(jì)及通訊協(xié)議的分析?，F(xiàn)在 USB 不僅是微機(jī)主板上的標(biāo)準(zhǔn)端口，而且還成為了所有微機(jī)外設(shè)（包括鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)等）與主機(jī)相連的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議之一。 USB 允許外設(shè)在主機(jī)和其它外設(shè)工作時(shí)進(jìn)行連接、配置、使用及移除，即所謂的即插即用。USB 可把多達(dá) 127 個(gè)外設(shè)同時(shí)連到 用戶的系統(tǒng)上，所有的外設(shè)通過協(xié)議來(lái)共享 USB 的帶寬，其 12Mbps 的帶寬對(duì)于鍵盤，鼠標(biāo)等低中速外設(shè)是完全足夠的。 Using the 12232 LCD liquid crystal display monitor demonstration。 The preamplification part is making the MIC signal enlargement, and transforms it the digital signal (the A/D transformation)。 關(guān)鍵字： 微控制器 通用串行總線 接口驅(qū)動(dòng)程序 MP3 II Based on 51 monolithic integrated circuits USB system designs Student： Hu Li Teacher: Jiang Cunbo Abstract： The Universal Serial Bus USB is specified to be an industry standard extension to the PC architecture. USB is a serial cable bus that supports data exchange between a host puter and a wide range of simultaneously accessible peripherals. First, the thesis describes the architecture and features of USB, including the bus attributes, the protocol definition, and so on. It tries to give developers and users a snapshot of USB. After that, the thesis will talk about how to develop the USB system, including: device hardware then the thesis describes one development and technique details of one USB project: the development of MP3. I will give you the details of the hardware and it including: make use of AT89C51SND1C which provides the USB control and the MPEG2 decoding, the memory partially (K9F2808U0A) deposits the MP3 document with the 16M memory。其內(nèi)容主要包括： 采用 AT89C51SND1C 提供 USB 控制和 MPEG2 解碼器 、 存儲(chǔ)部分 用16M 的存儲(chǔ)器 (K9F2808U0A)存放 MP3 播放文件；音頻轉(zhuǎn) 換 部分 是 將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)化成聲音信號(hào) 并輸出音頻信號(hào)； 前置放 大部分 是 將 MIC 的信號(hào)放大，并將其轉(zhuǎn) 換 成數(shù)字信號(hào)（ A/D 轉(zhuǎn)換）； 設(shè)計(jì)采用 通過 USB 接口進(jìn)行串口通訊；采用 122 32 的 LCD 液晶顯示屏 顯示 ； 論文 第三章除了 詳細(xì)介紹 MP3 硬件 設(shè)計(jì)外，還簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)了 相關(guān) 接口程序和寄存器的技術(shù) 細(xì)節(jié)，包括 USB 的文件存儲(chǔ)格式 、 接口程序 以及寄存器的配置等 。這部分內(nèi)容會(huì)使用戶對(duì) USB 有一個(gè)整體的 初步了解 。 I 摘 要 通用串行總線 USB 是 PC 體系中的一套全新的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它支持單個(gè)主機(jī)與多個(gè)外設(shè)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 論文首先簡(jiǎn)要介紹 USB 的體系結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，包括總線 優(yōu)勢(shì) 、協(xié)議 簡(jiǎn)介 、傳輸方式等。 接下來(lái)論文會(huì)著重介紹一個(gè) USB項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程和技術(shù)細(xì)節(jié)，即 MP3 的 硬件 設(shè)計(jì)。 最后論文對(duì)我們初學(xué)者具有一定的參考價(jià)值，可以盡快掌握 USB 設(shè)備的特點(diǎn)，以及硬件電路設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)。 The audio frequency transformation part is pasts the data turns into the sound signal and the output audio frequency signal。 The design uses through the USB connection carries on the serial munication。 the third chapter of the paper besides in detail introduces the MP3 hardware design, but also briefly has designed the correlation interface routine and the register technical detail, including USB document memory form, interface routine as well as register disposition and so on Finally the thesis is very useful to USB device beginners. These can help them rapidly grasp the main feathers and important place in hardware design. Key words: microcontroller USB interface driver MP3 III 目 次 摘 要 .............................................................. I ABSTRACT .......................................................... II 1 引 言 ........................................................... 1 USB 技術(shù) ............................................................ 1 設(shè)計(jì)概述 ............................................................ 1 2 USB 協(xié)議簡(jiǎn)介 ..................