【正文】 MP3音樂以其較小數(shù)據(jù)量和近似完美的播放效果已經(jīng)成為計算機上和INTERNET最流行的音樂格式了。自韓國世韓(Seahan)公司1998年推出世界上第一臺MP3隨身聽以來， MP3播放器以其小巧的外形，不錯的近乎于CD的音質(zhì)，前衛(wèi)的功能，越來越受到消費者的青睞，也就成為業(yè)界甚至大眾媒體關(guān)注的一個熱門話題。在市場消費刺激下，各大公司紛紛推出了自己的mp3播放器產(chǎn)品，IC供應(yīng)商提供了眾多的MP3解碼芯片及其解決方案。這使mp3播放器的研制與生產(chǎn)變得更加容易，成本也大大降低，市場更加廣闊 。預(yù)期將能實現(xiàn)在TFT液晶上對MP3播放的實時控制。但是 89C51 需外接模數(shù)轉(zhuǎn)換器來滿足數(shù)據(jù)采樣。另外，51 單片機需要用仿真器來實現(xiàn)軟硬件調(diào)試，較為繁瑣。但5V的工作電壓，16位的處理器芯片，較低的閃存，使得功耗比較大，處理速度比較慢，工作效率比較低，存儲量受到限制。使得處理速度大大提高，機器功耗大大降低，整體性能得到很大提高。另外，比較方便的是該板支持硬件仿真，通過Ulink仿真器可以方便實現(xiàn)在線逐步調(diào)試，這大大方便了系統(tǒng)的開發(fā)與調(diào)試工作。 MP3解碼方案 方案一: 此方案采用軟解MP3，直接用軟件解碼。方案二：此方案采用硬解MP3，直接用音頻解碼芯片解碼?；谏鲜霰容^，故選擇方案二； 顯示模塊方案 方案一：此方案采用LCD1602，完成數(shù)據(jù)顯示。但其圖案分辨率較低，而且只能顯示單色字符。 MP3儲存介質(zhì)方案方案一：此方案采用直接將MP3文件存放在控制器的內(nèi)部ROM儲存器中，讀取速度快，操作簡單方便。方案二：此方案采用U盤來儲存MP3文件，極大的提高了儲存容量。采用SPI通訊方式的SD卡不僅讀取數(shù)據(jù)的速度快，而且具有小體積，大容量等特點。 系統(tǒng)設(shè)計原理本設(shè)計由STM32最小系統(tǒng)，SD卡的讀取模塊，TFT控制模塊，外擴FLASH模塊，觸摸屏模塊，串口通信模塊組成。硬件系統(tǒng)方框圖如圖21所示。STM32F103VCT6TFT 觸摸屏SD卡VS1003音頻解碼外擴FLASH串口通信圖 21 硬件系統(tǒng)方框圖 中央處理器工作原理STM32系列是基于CortexM3核的微控制器，它在CortexM3內(nèi)核的基礎(chǔ)上擴展了高性能的外圍設(shè)備。ARMv7 架構(gòu)采用了Thumb2技術(shù)，它是在ARM的Thumb代碼壓縮技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，并且保持了對現(xiàn)存ARM解決方案完整的代碼兼容性。在中斷處理方面，CortexM3集成了嵌套向量中斷控制器NVIC(Nested Vectored Interrupt Controller)。同時，搶占（Preemption）、尾鏈（Tailchaining）、遲到技術(shù)（Latearriving）的使用，大大縮短了異常事件的響應(yīng)時間。CortexM3體系架構(gòu)提出了新的單線調(diào)試技術(shù)，CortexM3處理器的跟蹤調(diào)試是通過調(diào)試訪問端口(Debug Access Port，DAP)來實現(xiàn)的。其中SWDP只需要時鐘和數(shù)據(jù)2個引腳，實現(xiàn)低成本跟蹤調(diào)試，避免使用多引腳進(jìn)行JTAG調(diào)試，并全面支持RealView編譯器和 RealView調(diào)試產(chǎn)品。其引腳分布如圖22所示：圖22 STM32F103VCT6 微控制器引腳分布圖 音頻解碼芯片VS1003 是一個單片MP3/WMA/MIDI音頻解碼器和ADPCM編碼器。串行的控制和數(shù)據(jù)接口，4 個常規(guī)用途的I/O 口，一個UART，也有一個高品質(zhì)可變采樣率的ADC和立體聲DAC，還有一個耳機放大器和地線緩沖器，芯片原理圖如圖23所示。產(chǎn)生MIDI/SPMIDI 文件。支持 MP3 和WAV 流。（4）內(nèi)含高性能片上立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器，兩聲道間無相位差。（5），串行的控制，數(shù)據(jù)接口，可被用作微處理器的從機。 圖23 VS1003芯片原理圖 TFT電阻式觸摸屏TFT電阻式觸摸屏由TFT顯示屏、驅(qū)動IC（ILI9320控制TFT）、觸摸屏、觸摸屏控制器(ads7843控制觸摸屏電壓的轉(zhuǎn)換)等組成。ILI9320是一款包括一個720通道的源極驅(qū)動器，一個320通道門驅(qū)動器，172，800字節(jié)數(shù)據(jù)RAM，能驅(qū)動240RGBx320TFT液晶顯示器的驅(qū)動芯片。當(dāng)手指觸摸屏幕時，兩層導(dǎo)電層在觸摸點位置就有了接觸，控制器偵測到這一接觸并計算出（X，Y）的位置，再根據(jù)模擬鼠標(biāo)的方式運作。~5 V，參考電壓VREF為1 V~+VCC，轉(zhuǎn)換電壓的輸入范圍為0~ VREF，最高轉(zhuǎn)換速率為125 kHz，其引腳功能如表25所示。表25 ADS7843的引腳功能表 圖26 ADS7843典型應(yīng)用電路 SD卡SD卡（Secure Digital Memory Card）是一種為滿足安全性、容量、性能和使用環(huán)境等各方面的需求而設(shè)計的一種新型存儲器件，SD卡允許在兩種模式下工作，即SD模式和SPI模式，本系統(tǒng)采用SPI模式。SD卡如果采用FAT16文件格式，按照其不同的特點和作用大致可分為5 部分：MBR區(qū)、DBR區(qū)、FAT區(qū)、FDT區(qū)和DATA區(qū)。下面對后面四個區(qū)分別作簡介：（1）DBR區(qū)內(nèi)容為系統(tǒng)引導(dǎo)記錄，它包括一個引導(dǎo)程序和一個被稱為BPB（Bios Parameter Block）的本分區(qū)參數(shù)記錄表。BPB參數(shù)塊記錄著本分區(qū)的起始扇區(qū)、結(jié)束扇區(qū)、文件存儲格式、根目錄大小、FAT個數(shù)，分配單元大小等重要參數(shù)。文件分配表反映了SD卡所有簇的使用情況，通過查文件分配表可以得知任一簇的使用情況。FAT表的第一項通常為FFF8H。 （3）FDT區(qū)該區(qū)的內(nèi)容為文件目錄表，F(xiàn)AT文件系統(tǒng)的一個重要思想是把目錄（文件夾）當(dāng)作一個特殊的文件來處理，F(xiàn)AT32甚至將根目錄當(dāng)作文件處理。因此，目錄占用空間的大小并不等同于其下所有數(shù)據(jù)的大小，但也不等于0，通常是占很小的空間。（4）DATA區(qū)該數(shù)據(jù)區(qū)存放文件的內(nèi)容，SD卡所占用的空間絕大部分為此部分。SD卡內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖27 所示圖27 SD卡內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳SD卡主要引腳和功能為：CLK：時鐘信號，每個時鐘周期傳輸一個命令或數(shù)據(jù)位，頻率可在0～25MHz之間變化，SD卡的總線管理器可以不受任何限制的自由產(chǎn)生0～25MHz的頻率。SD卡以命令形式來控制SD卡的讀寫等操作。在SPI模式下其命令由6個字節(jié)構(gòu)成，其中高位在前。支持四位寬的并行傳輸）低速卡通常支持 0~400 千比特/秒數(shù)據(jù)傳輸率，采用SPI 和1位SD傳輸模式。3 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺STM32系列微控制器采用ARM公司最新的CortexM3內(nèi)核。但是目前能夠支持CortexM3架構(gòu)的開發(fā)工具很少，包括SDT、。故本次設(shè)計的軟件平臺是建立在軟件MDK 。 各模塊軟件系統(tǒng)設(shè)計 VS1003驅(qū)動程序VS1003 初始化的一般流程如下：（1）硬復(fù)位，xReset = 0。（5）等待DREQ為高（軟件復(fù)位結(jié)束）；（6）設(shè)置VS1003的采樣率：SPI_AUDATA = 0xBB81,采樣率，立體聲。（8）設(shè)置音量：SCI_VOL = 0x2020。（5）是否發(fā)完打開的MP3文件，否，則回到第2步； （6）關(guān)閉打開的MP3的文件；VS1003讀寫函數(shù)如下：u16 Vs1003_REG_Read(u8 address)。//寫數(shù)據(jù)void Vs100