基于单片机的MP3播放器设计

　　0 引 言

　　随着电子技术的发展, MP3 播放器是目前市场上流行的消费类数码产品之一, 具有大容量、高音质、小巧便携等特点而倍受广大消费者的青睐 。本文采用ETC 公司的微控制器ST C89C58RD+ , 结合解码芯片VS1003、USB 接口芯片CH375、LCD 等外围设备设计并实现了MP3 播放器。主要功能有: 播放VS1003 支持的所有音频文件, 包括MP3, WMA, WAV 文件[ 2] ,且音质非常好, 具有按键控制播放上一首/ 下一首、音量增减等, 可通过LCD 显示歌曲名字和播放状态信息等功能。

　　1 硬件系统设计

　　系统工作原理框图如图1 所示。系统启动后, 单片机通过USB 接口芯片CH375, 从U 盘中获取MP3 格式文件的数据, 并存入片内RAM 进行缓冲, 然后单片机定时将数据从缓冲区送到MP3 音频解码芯片VS1003, 实现解码并输出音频信号到耳机或者有源音响输出。用户可以通过键盘实现 “启动”、 “上一曲”、 “下一曲”、“音量控制”及 停止!等功能, 并将播放状态信息通过LCD 显示。系统框图如图1 所示。

　　1. 1 单片机读取MP3 数据模块

　　数据读取模块包括单片机控制器, U SB 串行数据转换成8 位并行数据CH375 芯片和MP3 格式数据存储U 盘3 部分。

　　1. 1. 1 单片机控制器

　　采用宏晶公司的ST C89C58RD+ 单片机, 该单片机最高可工作于33 MHz 时钟, 具有32 KB 的FLASH, 1 KB 的内部RAM, 引脚与指令系统均与51 单片机兼容 。本设计中, 单片机工作在30 MHz的系统时钟下, 能满足系统对数据带宽的要求。

　　1. 1. 2 USB 接口芯片CH375

　　CH375 是一个USB 总线通用接口电路, 支持HOST 主机方式和SLAVE 设备方式。CH375 内部集成了PLL 倍频器、主从U SB 接口SIE、数据缓冲区、被动并行接口、异步串型接口、命令解释器、控制传输的协议处理器、通用的固件程序等 。在本地端, CH375 具有8 位数据总线和读、写、片选控制线及中断输出, 可以方便地挂接到单片机、DSP 等控制器的系统总线上, 并内置海量存储固件 。CH375 的USB 主机方式支持各种常用的USB 全速设备, 外部单片机、DSP、MCU 可以通过CH375 按照相应的USB 协议与USB 设备通信, 支持常用的12 Mb/ s 全速U SB 设备。

　　1. 1. 3 工作原理

　　利用单片机实现将U 盘中的音频数据经CH375的USB 转串行接口传送至单片机内部RAM 缓冲, 以等待解码。其中CH375 是一款USB 总线的通用接口芯片, 可以方便地挂接到单片机的控制总线上, 同时CH375 的U SB 主机方式支持常用的USB 全速设备,外部单片机可以通过CH375 按照相应的U SB 通信协议与U SB 设备通信。

　　由于CH375 内置了USB 通信协议, 省去了对USB 通信协议的了解, 单片机可以直接调用A PI 库读写U 盘中的文件数据, 硬件上只需在51 单片机系统中增加一个CH375 芯片, 综合成本较低。CH375 支持全速的U SB??HOST 主机接口, 外围元器件只需要少量晶体和电容, 便可支持5 V 电源电压和3. 3 V 电源电压,CH375 芯片还支持低功耗模式, 正常工作时, 需要外部为它提供12 MHz 的时钟信号。电路原理如图2 所示。