【正文】 時(shí)不夠精確。方式三，采用石英晶體振蕩器。只是，啟動(dòng)時(shí)頻率穩(wěn)定性較差。綜上，本次設(shè)計(jì)中可以采用方式三。具體電路如圖23所示。ATmega8l單片機(jī)與51單片機(jī)不同，它使用的是低電平復(fù)位，其連接方法比較固定，本次設(shè)計(jì)中我們采用一般接法。圖24 復(fù)位電路剛上電時(shí)，由于電容C5的作用，REST引腳會(huì)保持一段時(shí)間的低電平，使電路復(fù)位，然后，緩慢變高，使電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)。3，按鍵電路。圖25 按鍵電路4，電源電路。因此使用AMS1117進(jìn)行降壓，電源電路如圖26所示。這是本次設(shè)計(jì)的最重要的接口，它工作性能的好壞直接影響到本次設(shè)計(jì)的成敗。即是說，在發(fā)送時(shí)一定要等到移位過程全部結(jié)束后，才能對(duì)SPI數(shù)據(jù)寄存器執(zhí)行寫操作。其數(shù)據(jù)傳遞過程如圖27所示。其中，還有一個(gè)SPI接口使能端口SS，通過這個(gè)端口，我們可以控制SPI的使用。在本次設(shè)計(jì)中，我們采用SD卡作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)。SD卡有9個(gè)引腳，它們分別是：VCC、GND、DAT0DATCLK、CMD。其具體定義如表22所示。在SD模式下速度較快，但是，由于使用引腳過多，而且，在SPI模式下速度已經(jīng)足夠，因此，本次設(shè)計(jì)中采用SPI模式。而ATmega32單片機(jī)也提供了相應(yīng)的接口。因此在ISP借口處接入5V工作電壓。圖27 SD卡接口電路解碼作為MP3必不可少的部分，它的設(shè)計(jì)也關(guān)系著整個(gè)設(shè)計(jì)的成敗。第一步，我們必須選擇一款解碼芯片。其次，要求價(jià)格實(shí)惠、外圍電路簡(jiǎn)單等。這是一款專用音頻解碼芯片。其體積較小，外圍電路也比較簡(jiǎn)單。其引腳如圖28所示。圖28 VS1003B引腳圖[12]根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)中提供的信息，要成功運(yùn)用VS1003B這款芯片，還必須注意：當(dāng)不使用RX引腳時(shí)應(yīng)接到IOVDD上。GPIO0需要使用100K歐下拉電阻。未使用功能可不進(jìn)行連接。根據(jù)第二步中管腳分析結(jié)果。這里我們?nèi)匀徊捎秒娮璺謮旱姆绞?。具體電路如圖29所示。由于使用的是成熟的音頻解碼芯片，硬件連接方式比較固定，且其數(shù)據(jù)手冊(cè)給出了示例，不需要太多自行設(shè)計(jì)部分，只要根據(jù)時(shí)序設(shè)計(jì)好軟件，便可以實(shí)現(xiàn)各種功能。在設(shè)計(jì)中充分考慮了以后的升級(jí)擴(kuò)展等問題。在實(shí)際生產(chǎn)中可以用貼片電阻代替，這樣就可以大大減小電路板的體積。軟件設(shè)計(jì)可以分為自底向上或自頂向下的設(shè)計(jì)方法，這里我們采用后者。為了能夠明確我們具體所需的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，下面我們先將設(shè)計(jì)的總體程序流程圖確定下來。否是是開始初始化各驅(qū)動(dòng)程序是否有歌曲否結(jié)束播放一幀數(shù)據(jù)掃描鍵盤一次獲取歌曲信息讀入一幀數(shù)據(jù)歌曲是否結(jié)束下一曲圖31 程序流程圖在完成程序流程圖之后，我們需要分別對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，下面就分別介紹各種驅(qū)動(dòng)程序的編寫方法。必須先將其中的2個(gè)設(shè)置為輸出低電平，另外3個(gè)引腳設(shè)置為輸入。這樣得到的兩組按鍵值可以組合成唯一的一個(gè)按鍵值。對(duì)于鍵盤接口的設(shè)置，可以利用一初始化程序，將接口進(jìn)行一種定義，這樣，在掃描過程中程序可以節(jié)約更多的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫。因此，在編寫SD卡驅(qū)動(dòng)程序之前，必須先將單片機(jī)的SPI總線初始化。在MP3播放過程中，用單片機(jī)作為控制中心，所以，在設(shè)置時(shí)還應(yīng)該將單片機(jī)設(shè)為主機(jī)，其它模塊作為從機(jī)。初始化SD卡，必須先對(duì)SD卡進(jìn)行激活，其激活步驟如圖33所示。初始化時(shí)，我們必須進(jìn)行一下設(shè)置：；，這里我們選擇關(guān)閉校驗(yàn)位，因?yàn)樵赟D卡使用過程中會(huì)有數(shù)據(jù)起始標(biāo)志位等，而且SD卡在低速模式下，本身讀寫出錯(cuò)的可能性不大。在開始激活時(shí)序時(shí)，至少需要先發(fā)送108個(gè)初始時(shí)鐘，才能夠進(jìn)行后面的步驟。這兩種卡的使用指令基本相同，唯一的差別是激活時(shí)的最后幾條指令。在不知道使用的是什么類型的存儲(chǔ)卡時(shí)，可以用一般辦法判斷存儲(chǔ)卡的類型。圖33 SD卡激活步驟[15]在初始化SD卡完成后，需要對(duì)本次設(shè)計(jì)中需要使用的一些特殊功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，如是否需要校驗(yàn)位，一次讀寫的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為多少等。只要需要讀取數(shù)據(jù)時(shí)，只需要調(diào)用此函數(shù)就可以獲得所需數(shù)據(jù)。其中，在磁盤的開始區(qū)域存放的是磁盤系統(tǒng)的相關(guān)信息。現(xiàn)在市場(chǎng)上大多數(shù)SD/MMC卡都采用的是FAT32格式，因此，下面我們就開始以FAT32格式為例進(jìn)行分析。每張磁盤都有自己固定的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)區(qū)一般用來存放系統(tǒng)存儲(chǔ)和維護(hù)的信息，系統(tǒng)區(qū)由三部分組成：（包含磁盤大小、格式、存儲(chǔ)方式等信息）；（為文件分配磁盤空間）；（包括文件名、磁盤地址和文件狀態(tài)）[16]。引導(dǎo)記錄FAT目錄系統(tǒng)文件用戶文件系統(tǒng)區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)圖34 系統(tǒng)區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)組織圖本次設(shè)計(jì)中，需要對(duì)引導(dǎo)記錄進(jìn)行詳細(xì)分析，計(jì)算出數(shù)據(jù)位置，找到音樂文件。在前512字節(jié)中，前96字節(jié)記錄了系統(tǒng)的詳細(xì)信息，這些信息可以幫助我們算出系統(tǒng)區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)各組成部分的位置。圖35 SD卡前96字節(jié)截圖在圖35中，每個(gè)字節(jié)含有為：前3字節(jié)為跳轉(zhuǎn)指令結(jié)構(gòu)；411字節(jié)為依賴的系統(tǒng)文件名；第113字節(jié)為字節(jié)數(shù)/扇區(qū)；14字節(jié)為扇區(qū)數(shù)/簇；116字節(jié)為保留扇區(qū)數(shù)；17字節(jié)為FAT數(shù)目；119字節(jié)為啟動(dòng)入口；1921字節(jié)為小卷標(biāo)扇區(qū)數(shù)；第22字節(jié)為多媒體類型描述（一般為F8）；224字節(jié)為扇區(qū)數(shù)/小卷標(biāo)FAT；226字節(jié)為扇區(qū)數(shù)/磁道；27字節(jié)為頭字節(jié)數(shù)；2932字節(jié)為隱藏扇區(qū)數(shù)；第3336字節(jié)為磁盤總扇區(qū)數(shù)；3740為扇區(qū)數(shù)/FAT；41字節(jié)為擴(kuò)展標(biāo)志位；4244字節(jié)為磁盤版本號(hào)；4548字節(jié)為啟動(dòng)目錄的第一簇；4950啟動(dòng)信息扇區(qū)位置；552字節(jié)為啟動(dòng)數(shù)據(jù)備份扇區(qū)位置；另外，8387字節(jié)為文件系統(tǒng)格式；其余信息在本次設(shè)計(jì)中暫未用到。為了能夠方便地使用這些信息，在設(shè)計(jì)中可用如圖36所示的結(jié)構(gòu)體進(jìn)行賦值，使程序能夠高效的運(yùn)行。FAT表起始地址=（隱藏扇區(qū)數(shù)+保留扇區(qū)數(shù)）*字節(jié)數(shù)/扇區(qū)目錄區(qū)起始地址=FAT表起始地址+FAT數(shù)目*扇區(qū)數(shù)/FAT*字節(jié)數(shù)/扇區(qū)+啟動(dòng)目錄首簇*扇區(qū)數(shù)/簇*字節(jié)數(shù)/扇區(qū)第一個(gè)數(shù)據(jù)扇區(qū)地址=目錄區(qū)起始地址+目錄簇?cái)?shù)*扇區(qū)數(shù)/簇*字節(jié)數(shù)/扇區(qū)目錄區(qū)的大小是不固定，其大小會(huì)根據(jù)文件的多少而進(jìn)行調(diào)整，只有在一個(gè)文件目錄后不存在其它文件，才說明已經(jīng)不含有其它文件。圖36 啟動(dòng)信息結(jié)構(gòu)體在獲取到啟動(dòng)信息以及數(shù)據(jù)區(qū)等位置關(guān)系以后，就可以讀取自己需要的數(shù)據(jù)了。 VS1003B驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)MP3最重要環(huán)節(jié)之一是音頻解碼，解碼質(zhì)量直接關(guān)系到播放效果。VS1003B有一個(gè)硬件復(fù)位引腳，在進(jìn)行硬件復(fù)位后，還需要進(jìn)行初始化設(shè)置，和音樂信息相關(guān)的設(shè)置，這樣才能讓其正常工作。MP3文件是由幀構(gòu)成，幀是MP3文件最小組成單位。每個(gè)MP3數(shù)據(jù)幀又分為幀頭和數(shù)據(jù)部分構(gòu)成。幀頭數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖37所示。以上介紹中最重要的為E和F部分。表32 位速率索引表BitsV1,L11V1,L2V1,L3V2,L1V2,L2V2,L30000FreeFreeFreeFreeFreeFree000132323232328(8)0010644840644816(16)0011965648965624(24)010012864561286432(32)010116080641608064(40)011019296801929680(48)01112241129622411256(56)100025612811225612864(64)1001288160128288160128(80)1010320192160320192160(96)1011352224192352224112(112)1100384256224384256128(128)1101416320256416320256(144)1110448384320448384320(160)1111BadBadBadBadBadBad1:V1 MPEG1。L1 Layer I。 L3 Layer III2:Free – 可以利用的位率；Bad – 不允許的值在幀頭B、C部分可以查到MP3版本及層數(shù)，根據(jù)B、C的值在上表中可以查出音樂播放速率。表33 采樣率索引表(單位：Hz)BitsMPEG1MPEG20044100220501102501480002400012000103200016000800011ReservedReservedReserved無論幀長(zhǎng)度是多少，每幀的播放時(shí)間都是26ms；每幀的大小可以通過以下方法計(jì)算得出：幀大小=(((MPEGversion==MPEG1？144：72)*比特率)/采樣率)+填充位。在對(duì)MP3格式做簡(jiǎn)要介紹后，下面就對(duì)VS1003B解碼芯片做一些重要說明。VS10003B接口指令為8位，0X2為寫；0X3為讀。在每次讀寫數(shù)據(jù)后，數(shù)據(jù)請(qǐng)求端會(huì)變低表示忙。其具體時(shí)序如圖38所示。然后，DREQ會(huì)變低，直到內(nèi)部完成數(shù)據(jù)的操作。另外，還需要對(duì)音頻寄存器進(jìn)行設(shè)置，其取值由具體MP3文件幀頭數(shù)據(jù)計(jì)算得到，計(jì)算過程在MP3分析時(shí)已經(jīng)說明，這里不再解釋。由于軟件復(fù)位不會(huì)改變這些寄存器的值，我們?cè)谶M(jìn)行歌曲切換時(shí)可以進(jìn)行軟件復(fù)位，這樣，在進(jìn)行歌曲切換時(shí)可以不用進(jìn)行其它復(fù)雜操作，直接進(jìn)行軟件復(fù)位就可以了。此時(shí)，VS1003B可獲取至少32Byte的SDI數(shù)據(jù)或一個(gè)SCI命令。根據(jù)這個(gè)信息，我們?cè)趯?duì)VS1003B芯片大量寫入音樂數(shù)據(jù)時(shí)，可以一次性寫入32字節(jié)，這樣就可以大大提高數(shù)據(jù)輸入的效率，讓音樂播放更為流暢。如果在播放過程中，沒有好的界面及人機(jī)接口程序，就會(huì)不利于使用者操作，而且，在使用過程中，客戶由于不知道怎樣操作，胡亂按鍵就容易造成其它未知錯(cuò)誤。首先，程序需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。采用以上順序，主要是為了能夠在任何一個(gè)接口或器件初始化失敗時(shí)，在顯示器中能夠給出相應(yīng)的動(dòng)作，指示哪一部分出錯(cuò)，用戶應(yīng)該怎樣繼續(xù)往下操作。在初始化各驅(qū)動(dòng)程序完成后，需要進(jìn)入主程序，播放SD卡中的音樂。一旦開始播放音樂，就不需要停下，除非暫停鍵（可設(shè)一標(biāo)志位加以判斷）被按下。圖39 主程序段代碼在MP3播放過程中，可以先搜索全部音樂，將其放入一全局變量中，然后，利用這個(gè)全局變量判斷是否所有音樂已經(jīng)播放完成。其中，在進(jìn)行完每一塊數(shù)據(jù)的解碼之后，需要進(jìn)行一次鍵盤掃描，根據(jù)鍵盤的值，對(duì)VS1003B或單片機(jī)的相應(yīng)寄存器進(jìn)行操作，達(dá)到控制MP3播放的目的。音樂播放成功，無任何異常產(chǎn)生。音量加減鍵能夠正常工作，但是，在按下按鍵時(shí)，歌曲出現(xiàn)播放聲音出現(xiàn)斷續(xù)情況。進(jìn)行歌曲切換、暫停/播放按鍵測(cè)試時(shí)，一切正常，無任何異常。所有電路及預(yù)期功能基本完成，無異常產(chǎn)生。但是，微型存儲(chǔ)卡技術(shù)卻在飛速發(fā)展，而且，將存儲(chǔ)卡與MP3相結(jié)合的技術(shù)卻并不樂觀，因?yàn)樵谶@方面字庫處理的方法還需要得到提升，當(dāng)SD/MMC卡更換后，怎樣才能讓漢字字庫保持不變很難辦到，即使這樣處理了，卻不得不在MP3內(nèi)部再加一塊存儲(chǔ)器存儲(chǔ)字庫，這樣，產(chǎn)品在成本上增加了，這也是基于SD卡的MP3不能快速發(fā)展的原因。而且，它在被用作MP3的同時(shí)還可以用作存儲(chǔ)器。由于它本身的小巧，還可以嵌入車載系統(tǒng)、家庭娛樂系統(tǒng)等設(shè)備中，如果能在這些方面加以應(yīng)用，這種基于SD卡的MP3播放器還有很大潛力可供挖掘。參考文獻(xiàn)[1] CECA .Chain Electronic Components Association[OL] . . 2007[2] 沈磊 . 基于ColdFire 和uCLinux 的便攜式多媒體播放器軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D] . 上海：上海交通大學(xué) , 2005 : 12[3] 有風(fēng)無雨 歷史不會(huì)忘記－索尼Walkman 數(shù)十年回憶 [OL] . ://. , [4] workstar百度百科 MP3 [OL] . ://baike. , 2009 .[5] 麥建邦 百度百科 MP3播放器 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