基于PIC16C64便携式MP3播放器的设计

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2024年3月3日发(作者：)

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山西电子技术　应用实践　２００７年第４期　基于ＰＩＣ１　６Ｃ６４便携式ＭＰ３播放器的设计＊　侯玉宝　王景芳　（湖南涉外经济学院电气信息工程系，湖南长沙４１０２０５）　摘要：介绍了嵌入式ＭＰ３播放器及其系统结构以及各个功能单元的设计，并给出了系统结构图、硬件电路　图、软件流程图以及软件程序的编写。经调试实验证明，系统性能良好。　关键词：ＰＩＣ１６Ｃ６４；ＰＤＩＵＳＢＤ１２；ＭＡＳ３５０７Ｄ；ＤＡＣ３５５０　中图分类号：ＴＮ９ｌ２　文献标识码：Ａ　Ｏ引言　１，１主控制部件　随着人们生活水平的不断提高，对便携视听的要求由单　控制部分主要由ＰＩＣ１６Ｃ６４单片机、键盘组成，负责分　一的“听”功能，向多功能方向发展，因此，ＭＰ３逐渐有了录　析处理键盘功能，控制产生各种控制信号，读取ＦＩｓａｈ存储　音、复制、收听和“看”等功能，甚至有图片浏览和游戏等功　器中的压缩音频数据，控制输出至数据解码．并控制将解码　能。人们不仅可以用它休闲娱乐，也可以用它工作和学习。　的数据传送Ａ／Ｄ转换部件处理。　设计一款性价比良好的ＭＰ３播放器是一件具有实际意义的　１．２解码电路　事。具有ｕ盘功能的ＭＰ３播放器有以下特点：①听歌、选　ＭＰ３采用硬解压方法，解码部分是由ＭＡＳ３５０７Ｄ解码　歌、音量和音效控制。②ｕ盘功能，通过ＵＳＢ串行口与计算　芯片对ＭＣＵ控制下输出的压缩音频数据进行解码。由　机连接，可在Ｕ盘与计算机之间进行文件的复制，剪切和粘　ＭＡｓ３５０７Ｄ解码芯片直接对数据进行解码，既提高了解码速　贴。③具有ＵＳＢ接口充电功能。　度，也节省大量的处理机时间。　１硬件设计　１．３音频数／模转换电路　ＭＰ３采用ＤＡＣ３５５０Ａ进行对解压的音频数据数膜转　在具有Ｕ盘功能的ＭＰ３播放器中，Ｕ盘主要由ＭＣＵ、　换，通过耳机输出插口或线输出插口。　ＵＳＢ　Ｄｅｖｉｃｅ接１２１芯片和存储器三部分构成。其中ＭＣＵ和　ＵＳＢ　ｅＤｖｉｃｅ接１２１往往是集成在一起的芯片，存储器一般为　Ｆｌａｓｈ；ＭＰ３主要组成部分是：ＭＣＵ、ＭＰ３硬件解码器、Ｄ／Ａ　转换与音频放大器、Ｆｌａｓｈ存储器。本文所设计的具有ｕ盘　功能的ＭＰ３可分为以下几个组成部分ＭＣＵ、ｕｓＢ　Ｄｅｖｉｃｅ接　１２１、ＭＰ３硬件解码、Ｄ／Ａ转换与音频放大芯片、Ｆ１ａＳｈ存储　图２解码电路框图　器。　１．４存储部件　ＭＰ３播放器系统构成：ＭＰ３主要由微控制器、ＭＰ３音　ＭＰ３播放其中另一个主要模块是ＭＰ３文件存储器，用　频解码芯片、存储器、电源管理芯片和模拟音频处理模块几　以存放各种ＭＰ３歌曲文件。目前，市面上的大容量存储器　部分组成。系统总体结构如下图１所示：　主要有光盘、硬盘、快闶存储器（Ｈａｓｈ　Ｍｅｍｏｒｙ）、快闪存储器　卡等。ＭＰ３要求便携式，因此小巧、方便。而快闪存储器卡　使用起来十分方便快闪存储器具有较大的存储容量、极低　的功耗、无机械构件、有１０万次的可重复擦写次数和１０年　的数据保持时间。使之成为首选的ＭＦ３播放器存储介质。　该ＭＰ３采用Ｋ９Ｆ２８０８ＵＯＡ作为Ｆｌｓａｈ芯片。　１．５串行接口电路　串行接口电路采用ＰＤＩＵＳＢＤ１２　ＵＳＢ　Ｄｅｖｉｃｅ接口芯片，　图１　ＭＰ３系统总体结构框图　用于与计算机进行串行通讯，下载ＭＰ３文件到ＭＰ３播放器　的存储器中，便于不断更新ＭＰ３歌曲，ＭＰ３播放器采用　＊基金项目：湖南省教育厅资助科研项目（０５Ｃ０７４）　收稿日期：２００６一儿一２４第一作者侯玉宝２７岁助教　

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第４期　侯玉宝，等：基于ＰＩＣ１６Ｃ６４便携式ＭＰ３播放器的设计　５１　ＵＳＢ２．０接口，由于其具有速度快和即插即用等优点，是目　读ＭＰ３ＳＴＡ寄存器　前ＭＰ３播放器的主流数据传输方式；ＩＥＥＥ１３９４接口，由于　其具有高达３５０Ｍｂｐｓ的传输速度，在采用大容量硬盘作为　甄　菊砸　ＦＥＱ运　存储器的高档ＭＰ３播放器中，已经开始采用，相信近期会有　写数据到ＭＰ３ＤＡＴ　＋Ｙ　此类产品推出。另外，有的ＭＰ３播放器不需通过ＰＣ机而直　：　．　接利用内置Ｍｏｄｅｍ通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络下载音乐。支持ＵＳＢ　入附加数　Ａｕｄｉｏ　Ｃｌａｓｓ的便携式ＭＰ３播放器可以成为一款便携式外置　ＣＰ声卡。　１．６电源部分　整个系统采用３Ｖ电源供电，系统电源可以取自ＵＳＢ接　口，也可以来自于电池，所以系统电源由两个部分组成，一部　分从ＵＳＢ接口的３ｖ～５ｖ提供的ＤＣＤＣ降压转化；另一部　分从１．５Ｖ于电池到３Ｖ的ＤｅＤＣ升压转化。　再次读入ＭＰ３帧　２软件设计　图３　ＭＰ３解码流程　ＭＰ３播放器的软件部分设计由Ｆｌａｓｈ存储部分、ＵＳＢ通　信部分、ＭＰ３解码控制。　３结束语　２．１　Ｆｌａｓｈ存储部分　把设计好的具有ｕ盘功能的ＭＰ３插入计算机的ＵＳＢ　它是系统中的文件存储系统，按照ＦＡＴ文件格式对　接口后，计算机可以自动识别，作为Ｕ盘使用。作为ＭＰ３　ＦＬＡＳＨ芯片进行划分。一个ＦＡＴ文件系统卷由４个部分　使用时，把两节七号电池放到ＭＰ３背面的电池盒中，按照正　组成：保留区、ＦＡＴ区、根目录区、文件和目录数据区。　负极性放好，电源打开后，电源指示灯先亮，若ｕ盘中有　２．２　ＭＰ３歌曲，则播放器会自动初始化，然后初始化就绪指示灯　由于微软Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００以后的操作系统都支持ＵＳＢ　亮，然后就可以播放歌曲了。经调试实验证明，系统性能良　Ａｕｄｉｏ　ｌＣａｓｓ，用户不需安装任何程序。现有可以支持语音录　好。　音的便携式ＭＰ３播放器，只需增加音频输入接口和升级　参考文献　Ｆｉｒｍｗａｒｅ，使之支持ＵＳＢ　Ａｕｄｉｏ　Ｃｌａｓｓ即可。ＵＳＢ接口支持　［１］李军．５１单片机高级实例开发指南（第１版）［Ｍ］．北　等时传送模式（Ｉｏｓｃｈｒｏｎｏｕｓ）是支持ＵＳＢ　Ａｕｄｉｏ　ｌＣａｓｓ的先决　京：北京航空航天大学出版社，１９９４．　条件。　［２］李荣正，刘启中，陈学军．ＰＩＣ单片机原理及应用（第３　２．３　ＭＰ３解码控制　版）［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００６．　［３］陈新建．ＰＩＣ单片机开发应用与实验工具制作［Ｍ］．北　ＭＰ３解码服务程序流程如图３所示：　京：北京航空航天大学出版社，２００６．　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｈａｎｄｙ　ＭＰ３　Ｐｌａｙｅｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＰＩＣ１６Ｃ６４　Ｈｏｕ　Ｙｕ—ｂａｏ　Ｗａｎｇ　Ｊｉｎｇ－ｆａｎｇ　（Ｄｅｐｔ．ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　ｂｔｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ　ｂｔｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ　Ｕｎｉｖｅｒ￣ｑｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　Ｈｕｎａｎ　４１０２０５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｍｐ３　ｐｌａｙｅｒ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｓ￣ｔｅｍ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａＳ　ｗｅｌｌ　ａＳ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｕｎｉｔ；　ｉｔ　ａｌｓｏ　ｇｉｖｅｓ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｒａｗｉｎｇ　ｏｆ　ｓ￣ｔｅｍ，ｃｉｒｃｕｉｔ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｈａｒｄｗａｒｅ，ｔｈｅ　ｆｌｏｗ　ｃｈａｒｔ　ｏｆ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｉｌｉｎｇ　ｏｆ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｐｒｏｇｒａｍ．Ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆ　ｓ￣ｔｅｍｉｓ　ｇｏｏｄ　ａｆｔｅｒ　ｄｅｂｕｇｇｉｎｇｔｓｅｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＰＩＣ１６Ｃ６４；ＰＤＩＵＳＢＤＩ２；ＭＡＳ３５０７Ｄ；ＤＡＣ３５５０　（上接第４１页）　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ　ａｎｄ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｓｔｅｐ・Ｓｉｚｅ　ＬＭＳ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ　Ｙｏｕ　Ｑｉｎｇ－ｓｏｎｇ　Ｈｕ　Ｈａｏ　（Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｄｔｙ　ｏｆ＆ｑｅｎｃｅａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏ￣ｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｙｕｎｎａｎ　６５００５１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａ　ｖａｒｉｅｔｙｏｆＳｔｅｐ－ＳｉｚｅＬＭＳａｌｇｏｆｉｔｈｒｎｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｎｄｄａｓｓｉｆｉｄｅｉｎｔｏｓｏｍｅ　ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ，ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｏｍ—　ｐｕｔｅｒ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ，ｉｔ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｆｏｒ　ｖａｒｉｅｓ　ａｌｇｏｆｉｔｈｎ￣ａｎｄ　ｏｂｔａｉｎｓ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＬＭＳ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ａｄａｐｔｉｖｅ　ｆｉｌｔｅｒ；ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ；ＶＳＳ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　

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