帶U盤功能的MP3播放器設計方案

隨著人們對MP3產(chǎn)品進一步的認識和更高層次的需求，MP3發(fā)生了一系列的變化，其更加小巧精致，更人機化和情趣化，個性區(qū)分也越來越強。MP3播放器正朝著功能強大、外觀豐富、價格便宜的方向發(fā)展。這里提出一種基于AT89C51SND1C的MP3播放器設計方案。當MP3播放器上的USB設備插入PC機上的USB接口進行文件下載時執(zhí)行U盤功能，否則程序運行執(zhí)行MP3功能。

　　1 MP3播放器簡介

　　MP3播放器是一種新興的數(shù)字音樂播放器，播放MP3、WMA等格式的文件。通過用MPEG-1 Layer 3編碼技術，可以得到大約12：1壓縮的有損音樂信號。盡管MP3音樂是有損的，它在壓縮過程中對功率譜較弱的信號有所丟失，但它同CD原聲區(qū)別不大，不影響一般音樂愛好者對音樂的欣賞。MP3大大縮小了聲音文件的長度，使音樂的存儲和傳輸更方便。

　　1.1 結構

　　MP3播放器一般分成3個部分：CPU、MP3硬件解碼器存儲器。其中可以將前兩部分集成在一起，即帶MP3硬件解碼器的CPU;或將后兩部分集成在一起，即集成硬件解碼、D/A轉換及音頻輸入。存儲器可以是Flash存儲器或硬盤。綜合考慮元器件性價比等各方面的因素，選定方案為：1)CPU+MP3解碼器+USB控制器：AT89C51SND1C;2)D/A轉換器：CS4330;3)音頻放大器：任意雙路運算放大器即可;4)存儲器：K9F120 8;5)串口調試選用串口電平轉換器：MAX3232;6)MP3屏幕顯示器：LCD1602。

　　1.2 功能

　　在該硬件系統(tǒng)設計中，采用美國Atmel公司生產(chǎn)的AT89C51SND1C作為主控MCU，可以實現(xiàn)如下功能：1)能對MP3或WMA格式的文件進行解碼播放;2)可以進行模擬音量，音效調節(jié)，聲道選擇，音量的范圍：+18～+75 dB，最小為靜音;3)可對歌曲進行選擇，具有進、退、快進、快退功能及指定播放第幾首歌曲的功能;4)通過USB接口，可直接從PC機上高速下載音樂，應用標準語音編碼格式壓縮和存儲數(shù)據(jù)。

　　2 MP3播放器工作原理

　　MP3播放器的基本工作原理如圖1所示。通過USB接口把Flash存儲器上的MP3或者WMA等格式的數(shù)字音樂文件，送到主芯片內部集成的解碼芯片進行解碼，這些音樂文件經(jīng)過解碼后解碼為數(shù)字信號，然后通過A/D轉換將數(shù)字信號轉換為模擬音頻信號，再通過功率放大器進行音頻放大，最后通過耳機輸出。本系統(tǒng)的一般工作過程如下：當用戶要求播放MP3音樂時，如果在該系統(tǒng)Flash存儲器里沒有歌曲，可以通過USB接口連接PC機來下載音樂文件到存儲芯片中;若該系統(tǒng)中已存有MP3歌曲，用戶可根據(jù)顯示屏上的文件名選擇或者順序選擇MP3文件，選擇文件后主芯片將所選的音頻文件從Flash閃存中讀到主芯片集成的MP3解碼器解碼后變成數(shù)字信號，該信號按照用戶設定的外部D/A轉換器格式通過音頻接口輸出的外部A/D轉換器，外部A/D轉換器將數(shù)字信號轉換為人耳可接受的模擬信號并且通過功率放大器放大后送到耳機。在播放過程中可以進行音量的增減等的選擇和控制。

　　3 MP3播放器的設計

　　3.1 硬件設計

　　該設計方案可以方便地將外部的MP3格式的音樂文件傳輸?shù)奖鞠到y(tǒng)的存儲器Flash中。由圖2硬件連接框圖可以看出本系統(tǒng)的具體硬件設計主要包括：1)主芯片AT89C51SND1C和存儲器K9F1208之間的連接設計，包括片選信號，讀寫信號以及AD信號的連接;2)主芯片和USB接口的連接設計，此部分主要用于MP3文件的傳輸和固件下載;3)主芯片和按鍵以及LCD之間的設計連接，用戶通過顯示屏幕獲取播放器的進程信息，通過按鍵來對音樂進行選擇和控制;4)主芯片和D/A轉換器之間，這一系統(tǒng)將該系統(tǒng)解碼后的數(shù)字信號轉換為人耳能識別的模擬信號，這一部分主要包括時鐘信號、數(shù)據(jù)信號以及反饋信號的連接;5)電源轉換部分，本系統(tǒng)內部使用的電源一般為3.3 V，而USB接口以及電池的電源都需要DC-DC部分來進行轉換，從而為系統(tǒng)提供所需的3.3 V電源;6)播放系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)的切換電路設計。

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