基于MCU和音頻解碼器設計磁帶式MP3播放器

　　mTape是新一代創新的便攜式音樂播放器。它具有磁帶式的外殼（見圖1），并可像磁帶一樣放入卡式磁帶機中，但播放的是音質更為優美的MP3音樂。由于其帶有靈活簡潔的操作界面，在脫離卡式磁帶機時，還可以作為一個通用的便攜式MP3播放器。它支持SD/MMC卡即插即用，用戶可自由擴展存儲空間；高速USB2.0接口既可以傳輸數據又可以對內置的鋰電池進行充電，充分體現出它簡潔方便的特點。

　　硬件系統的主要器件

　　mTape的構成主要基于福華先進微電子公司的微控制器FS7821和音頻解碼器FS2401，圖2為mTape硬件系統框圖。該框圖包括兩部分：虛框內為數據的傳輸處理；虛框外為供電和充電部分。

　　FS7821是一個基于RISC架構的8051內核的媒體控制器，它具有兼容性良好的高速USB2.0接口和多種媒體接口控制器，例如NAND FLASH存儲器、Smart Media (SM)、CompactFlash (CF)、Micro Drive、Secure Digital (SD)、 Multi Media Card (MMC)、 Memory Stick (MS)、Memory Stick-Pro (MS-pro)、 xD Picture (xD)等控制器。從PC經USB2.0傳輸的數據無需CPU處理，通過DMA直接傳送到媒體介質，大大提高數據的傳輸效率。

　　FS7821內部指令100％兼容最為流行的工業標準8051，所以在軟件上和標準8051是完全兼容的，為軟件設計帶來極大的方便。由于它采用的是流水線RISC架構8051MPU內核，其指令處理速度比標準8051處理速度快很多。而且，它還采用了先進的數據傳輸算法，優化了總線架構。這些新的設計方法使得無需增加控制器或者媒體器件成本就可以使數據傳輸和存儲速度大大地提高。除此之外，FS7821為各種存儲卡的外圍器件控制和擴展提供了32個GPIO引腳，也使得FS7821特別適合設計FLASH MP3、讀卡器等相關產品。

　　FS2401是一個單片MP3音頻解碼芯片，片內集成了高性能低功耗的DSP處理器內核、高質量的可變率采樣立體聲DAC、音頻功率放大器、串行數據輸入接口SPI，以及控制信號I/O和通用I/O。FS2401作為一個從屬器件偵聽通過SPI接口傳來的比特流數據。比特流數據被解碼后，經過數字音量控制傳到過采樣multi-bit, sigma-delta DAC，整個解碼過程只通過SPI接口進行控制。除了基本的解碼之外，還可以通過其內部的用戶RAM區加入特殊的音樂效果。

　　硬件部分的5種主要功能

　　MP3播放器功能：FS7821利用4個GPIO和音頻解碼器FS2401的SPI接口相連，可以對FS2401進行初始化和實時控制，并能從SD卡或者MMC卡自動讀取MP3文件，然后傳到FS2401進行解碼，產生的兩路立體聲模擬信號送到耳機插孔和磁頭。
讀卡器功能：由于FS7821通過內部集成了高速的USB2.0接口、DMA和多媒體接口，很容易實現PC機和mTape的SD/MMC卡之間任何格式的文件高速傳輸和存儲。