mp3播放器详细设计说明书

11引言...........................................................................................................................................21.1编写目的.................................................................................................................................21.2背景.........................................................................................................................................21.3定义.........................................................................................................................................21.4参考资料.................................................................................................................................22程序系统的结构........................................................................................................................33程序设计说明............................................................................................................................33.1程序描述.................................................................................................................................43.2功能.........................................................................................................................................53.3性能.........................................................................................................................................53.4输人项.....................................................................................................................................53.5输出项.....................................................................................................................................53.6算法.........................................................................................................................................53.7流程逻辑.................................................................................................................................63.8接口.........................................................................................................................................63.9存储分配.................................................................................................................................73.10注释设计...............................................................................................................................73.11限制条件...............................................................................................................................73.12测试计划...............................................................................................................................73.13尚未解决的问题...................................................................................................................92详细设计说明书1引言1.1编写目的嵌入式系统具有巨大的市场需求前景，可广泛应用于移动计算设备、网络设备、信息电器、工控设备、车载设备、娱乐设施、仪器仪表等场合。而MP3具有巨大的市场需求。为适应当前发展趋势，开发基于嵌入式LINUX的MP3系统。1.2背景1.软件名称：MP3播放器。2.开发小组成员：3.软件平台：LINUX操作系统。4.硬件平台：S3C24401.3定义MP3(MPEGAudioLayer-3)是一种数字音频压缩技术,数字压缩速率达到每通道128kbps,数比例可以达到12:1。MP3播放器的主要作用就是解压压缩的MP3数字音频,再现MP3音乐,同时为携带方便还要能存贮MP3文件,MP3歌曲可以从电脑上下载。MP3播放器主要由MP3文件解码部分、文件存贮部分、文件下载接口和语音播放部分构成。根据解码的方法播放器可分为软解码和硬解码两种:软解码是利用控制软件解压缩MP3文件,它要求控制器处理速度要快。1.4参考资料1.宋宝华Linux设备驱动开发详解。人民邮电出版社2.孙天泽，袁文菊嵌入式设计及Linux驱动开发指南（第二版）。电子工业出版社3.刘淼嵌入式系统接口设计与Linux驱动程序开发。北京航天航空大学出版社34.赵炯Linux内核完全剖析机械工业出版社5.韦东山嵌入式Linux应用开发完全手册人民邮电出版社6.李善平,施韦,林欣.Linux教程.北京:清华大学出版社,2005.7.王道乾,刘定智,文俊浩.基于ARM处理器的MP3播放器分析与实现，计算机工程与计,20078.李亚锋,欧文盛.ARM嵌入式Linux系统开发从入门到精通.北京:清华大学出版社,2007.9.李斐,王申康.基于IIS总线的嵌入式音频系统设计.计算机应用,200410.高建华,王姝.基于S3C2410型微处理器和UDA1341型立体声音频编解码器的嵌入式音频系统设计.国外电子元器件,20062程序系统的结构3程序设计说明基于s3c2440的MP3播放器。该播放器是基于嵌入式linux操作系统、s3c2440为平台。4由于采用的是嵌入式linux实现的，该种MP3播放器可以很容易地移植到其他微控制器系统中，使设备兼具MP3播放功能的设备。3.1程序描述硬件电路以处理器为中心。采用Samsung公司的ARM9处理器———S3C2440X,是一款基于ARM920T内核的16位/32位RISC嵌入式处理器。ARM920T核由ARM9TDMI、存储管理单元(MMU)和高速缓存三部分组成。其中MMU可以管理虚拟内存,高速缓存由独立的16KB地址和16KB数据高速Cache组成。S3C2440芯片集成了大量的功能单元。我们选择在此MP3播放器上运行arm-Linux操作系统。嵌入式Linux系统从软件角度来可以分为5个层次:(1)引导加载程序。包括固化在固件(firmware)中的启动代码(可选)和Bootloader两大部分。(2)内核（linux2.6.29.4）。特定于具体硬件的定制内核以及控制内核引导系统的参数。(3)文件系统（initramfs）。(4)UDA1341声卡驱动程序。(5)用户应用程序。特定于用户的应用程序。对于本系统来说就是播放程序。播放MP3的软件我们选用MAD(MPEGAudioDecoder),MAD是一个高品质的MPEG音频解码软件,能够输出24-bit的音频，完全是定点计算，非常适合没有浮点支持的平台上使用。它现在支持MPEG-1和MPEG-2扩展到低频采样的部分,以及实际的MPEG-2.5格式。所以三个音频层———LayerI,LayerⅡ,和LayerⅢ(也就是MP3)被完全实现。MAD还不支持MPEG-2多波段音频,并且现在还不支持AAC(AdvancedAudioCompresion)。MAD具有以下特点:24位的PCM(PulseCodeModulation)输出;100%的定点(整数)计算;基于ISO/IEC标准的全新实现。在GPL协议下可用MAD提供完全24位的PCM输出,所以使用MAD的应用程序能够产生高品质的音频。即使输出设备仅支持16位PCM,应用程序也能够利用额外的分辨率来增加动态音频的范围。MAD运用整数运算而不是浮点运算,这使得它能够很好地适应没有浮点处理单元的体系结构。所有德计算都是由32位定点整数表示执行的。对于我们的MP3而言,想要运行MAD,必须进行交叉编译,生成ARM体系结构的可执行代码,要进行交叉编译,我们要编写为交叉编译准备的配置脚本,然运行配置脚本,最后交叉编译,然后下载到板子上就可以运行了。53.2功能MP3播放音乐时首先将MP3歌曲文件从内存中取出并读取存储器上的信号送到解码芯片对信号进行解码，然后通过数模转换器（DAC）将解出来的数字信号转换成模拟信号，再把转换后的模拟音频信号放大、经低通滤波后到耳机输出口，最后输出就是我们所听到的音乐了。3.3性能MP3为了取得较好的压缩效果而采用了相对复杂的技术,而且宽带音频信号的取样率较高(一般为44.1kHz以上),所以编解码的运算量和MP3数据量都相当庞大。MPEGLayerIII解码算法在s3c2440上验证通过并获得较好的效果,在通过优化后可流畅播放。3.4输人项用户在开发板上按下不同的按键，应用程序作出不同的响应。按键1：播放按键2：暂停按键3：继续按键4：下一首按键5：上一