MP3播放器实验报告

基于stm32的MP3播放器课程设计报告指导教师：组员：1前言MP3播放器其实就是一个功能特定的小型电脑。在MP3播放器小小的机身里，拥有MP3播放器存储器（存储卡）、MP3播放器显示器（LCD显示屏）、MP3播放器中央处理器MCU（微控制器）和MP3播放器解码DSP（数字信号处理器）等。Saehan公司于1998年推出了世界上第一台的MP3播放器——MPManF10，自从第一台MP3播放器推出以来，MP3播放器市场以极快的速度发展，随着生活水平的提高，人们对消费电子的需求也越来越高。多功能MP3播放器也受到越来越多人的喜欢，很多年轻人的第一台电子产品就是MP3播放器。现在，人手一台智能机，但MP3并未消失，电子技术快速的发展和消费者的爱好需求，使得MP3的功能也越来越多，体积越来越小，人们不必在健身的时候还带着手机，只要一个轻便的MP3就能让他们听着音乐运动，满足了用户需求。系统采用ARMCortex-M3内核的STM32F103VET6作为微控制器，结合VS1053B音频解码芯片，SD卡存储器，TFT液晶显示屏以及独立按键，，设计并实现了集音乐播放﹑切换、音量控制、SD读卡器等为一体的多功能MP3播放器。关键词：STM32F103VET6；VS1053B；SD卡；TFT液晶屏；MP3播放器2目录1.系统方案..........................................................................................31.1系统结构..................................................................................................................31.2组成模块..................................................................................................................31.2.1STM32F103VET6.............................................................................................31.2.2ATK-VS1053MP3MODULE..............................................................................31.2.3SD卡..............................................................................................................51.2.4TFT屏............................................................................................................52.电路设计..........................................................................................62.1工作原理..................................................................................................................62.2电路连接..................................................................................................................83.程序设计..........................................................................................93.1程序的组成..............................................................................................................94.测试结果..........................................................................................95.结论..................................................................................................96.附录..................................................................................................931.系统方案1.1系统结构本MP3播放器系统主要由STM32F103VET6开发板和高性能音频解码模块ATK-VS1053MP3MODULE，显示的TFT屏，以及SD卡组成。1.2组成模块1.2.1STM32F103VET6STM32F103VET6-32位微控制器架构:ARMCortex-M3程序内存大小:512KB存储器容量RAM:64KBCPU速度:72MHz输入/输出数:80数字芯片封装形式:LQFP针脚数:100嵌入式接口类型:CAN,I2C,SPI,USART,USB电源电压最小值:2V电源电压最大值:3.6VPWM通道数:16周边器件:ADC,DAC,DMA,PWM,定时器振荡器类型:外部、内部时钟频率:72MHz模数转换器ADC输入数:31.2.2ATK-VS1053MP3MODULEVS1053是继VS1003后荷兰VLSI公司推出的又一款高性能编解码芯片。该芯片可以实现对MP3/OGG/WMA/FLAC/WAV/AAC/MIDI等音频格式的解码，同时还可以支持ADPCM/OGG等格式的编码，性能相对以往的VS1003提升不少。VS1053拥有一个高性能的DSP处理器核VS_DSP，16K的指令RAM，0.5K的数据RAM，通过SPI控制，具有8个可用的通用IO口和一个串口，芯片内部还带了一个可变采样率的立体声ADC（支持咪头或线路输入）、一个高性能立体声DAC及音频耳机放大器。●支持OGG/MP3/WMA/WAV/FLAC（需加载patch）/MIDI/AAC等格式解码。●支持OGG（需加载patch）/IMAADPCM编码。●支持音量调节、高低音控制和EarSpeaker空间效果。●自带高性能立体声ADC和DAC，音质比VS1003好很多。●自带耳机驱动器，可驱动30欧负载的耳机。●自带8个GPIO，可用于控制外设/作为I2S接口（外接DAC）。●通过SPI接口控制/传输数据，接口简单。●可通过加载patch，实现新功能添加。●低功耗。VS1053通过SPI接口来接受输入的音频数据流，它可以是一个系统的从机，也可以作为独立的主机。本课程设计中，我们把它当成从机使用。我们通过SPI口向VS1053不停的输入音频数据，它就会自动帮我们解码了，然后从输出通道输出音乐，这时我们接上耳机就能听到所播放的歌曲了。4VS1053通过7根线同MCU连接，如下：VS_RST：VS1053的复位信号线，低电平有效。VS_DREQ：数据请求信号（高电平有效），用来通知主机，VS1053是否可以接收数据。VS_XCS：命令片选（低电平有效）。VS_XDCS：数据片选（低电平有效）。VS_MISO、VS_MOSI和VS_SCK：SPI信号线。ALIENTEKATK-VS1053MP3模块板载资源如下：◆高性能编解码芯片：VS1053B◆1个LINEIN/MIC选择接口◆1个咪头◆1个电源指示灯（蓝色）◆1个1.8V稳压芯片◆1个3.3V稳压芯片◆1路IIS输出接口◆1路电源及SPI控制接口◆1路3.5mmLINEIN接口，支持双声道输入录音◆1路3.5mm音频输出接口，可直接插耳机ATK-VS1053模块采用高准设计，特点包括：◆板载VS1053B高性能编解码芯片，支持众多音频格式解码，支持OGG/WAV编码。◆板载稳压电路，仅需外部提供一路3.3V或5V供电即可正常工作；◆板载3.5mm耳机插口，可直接插入耳机欣赏高品质音乐；◆板载咪头（MIC），无需外部麦克风，即可实现录音；◆板载IIS输出，可以接外部DAC，获得更高音质；◆板载电源指示灯，上电状态一目了然；◆采用国际A级PCB料，沉金工艺加工，稳定可靠；◆采用全新元器件加工，纯铜镀金排针，坚固耐用；◆人性化设计，各个接口都有丝印标注，使用起来一目了然；接口位置设计安排合理，5方便顺手。◆PCB尺寸为34mm*52.6mm，并带有安装孔位，小巧精致；1.2.3SD卡SD卡（SecureDigitalMemoryCard）安全数码卡，是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，它被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、个人数码助理（外语缩写PDA）和多媒体播放器等。SD卡(SecureDigitalMemoryCard)是一种基于半导体闪存工艺的存储卡，1999年由日本松下主导概念，参与者东芝和美国SanDisk公司进行实质研发而完成。2000年这几家公司发起成立了SD协会(SecureDigitalAssociation简称SDA)，阵容强大，吸引了大量厂商参加。其中包括IBM，Microsoft，Motorola，NEC、Samsung等。在这些领导厂商的推动下，SD卡已成为目前消费数码设备中应用最广泛的一种存储卡。SD卡是具有大容量、高性能、安全等多种特点的多功能存储卡，它比MMC卡多了一个进行数据著作权保护的暗号认证功能(SDMI规格)，读写速度比MMC卡要快4倍，达2M/秒。SD卡允许在两种模式下工作，即SD模式和SPI模式，本系统采用SPI模式。1.2.4TFT屏TFTLCD即薄膜晶体管液晶显示器。它与无源TN-LCD、STN-LCD的简单矩阵不同，它在液晶显示屏的每一个象素上都设置有一个薄膜晶体管（TFT），可有效地克服非选通时的串扰，使显示液晶屏的静态特性与扫描线数无关，因此大大提高了图像质量。TFTLCD具有：亮度好、对比度高、层次感强、颜色鲜艳等特点。是目前最主流的LCD显示器。广泛应用于电视、手机、电脑、平板等各种电子产品。TFT屏与stm32连线图：本课程设计所使用的单片机通过FSMC驱动TFT屏FSMC，即灵活的静态存储控制器，能够与同步或异步存储器和16位PC存储器卡连接，6STM32的FSMC接口支持包括SRAM、NANDFLASH、NORFLASH和PSRAM等存储器。FSMC的框图如下图所示：FSMC驱动外部SRAM时，外部SRAM的控制一般有：地址线（如A0~A25）、数据线（如D0~D15）、写信号（WE，即WR）、读信号（OE，即RD）、片选信号（CS），如果SRAM支持字节控制，那么还有UB/LB信号。而TFTLCD的信号包括：RS、D0~D15、WR、RD、CS、RST和BL等，其中真正在操作LCD的时候需要用到的就只有：RS、D0~D15、WR、RD和CS。其操作时序和SRAM的控制完全类似，唯一不同就是TFTLCD有RS信号，但是没有地址信号。TFTLCD通过RS信号来决定传送的数据是数据还是命令，本质上可以理解为一个地址信号，比如我们把RS接在A0上面，那么当FSMC控制器写地址0的时候，会使得A0变为0，对TFTLCD来说，就是写命令。而FSMC写地址1的时候，A0将会