精品基于MP3播放器的设计毕业设计Word文件下载.docx

1、完成时间 2015 年 5 月摘要随着电子技术的发展,MP3播放器已是目前市场上最流行的消费类数码产品之一,因其具有大容量、高音质、小巧便携等特点而倍受广大消费者的青睐。而对于单片机编写的MP3播放器具有执行效率高、频率输出稳定、易于修改、高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等优点,使单片机近几年得到迅猛发展和大范围推广,广泛应用于工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表及通讯设备、日常消费类产品、玩具等领域 。本设计主要利用ATmega128作为系统的中央处理器，采用VS1003B解码芯片作为音乐播放器的解码芯片，SD卡作为系统的存储器，CH375芯片作为读取外部U盘数据的驱动芯片。通过AT

2、mega128读取SD卡或者读取经CH375芯片传送的音频数据，再送入VS1003B解码芯片实现特定格式的音频解码，并通过耳机或者有源音响输出。关键词：Atmega128；MP3播放器；SD卡；CH375；VS1003B；Based on the design of ATmega128 music playerAbstractWith the development of electronic technology, MP3 players on the market today is one of the most popular consumer digital products, bec

3、ause of its large capacity, favor of consumers. For the preparation of single-chip MP3 player with , etc., so that the microcontroller in recent years the rapid development and large-scale promotion, widely used in industrial control systems, data acquisition systems, inligent instrumentation and co

4、mmunications equipment, everyday consumer products, toys, and other fields. The main advantage of this design ATmega128 as the central processor system, using VS1003B decoder chip as the music player decoder chip, SD card as a memory system, CH375 chip as U disk read external data driver chip. ATmeg

5、a128 SD card or by reading through the CH375 chip reads audio data transmission, and then into VS1003B audio decoder chip decode a specific format, and through MPman F10诞生，重65克。但是当时的MP3存在信噪比太低、并口数据传输速度慢等缺点。2000年，由于受到突飞猛进的USB技术影响，MP3播放器开始使用了USB接口的设计。2000年中，创新发布了世界上第一台2.5寸硬盘MP3播放器NOMAD Jukebox，这款音乐播放器

6、的外形就像一个标准大小的CD播放器。USB接口可以提供连接速度高达12Mbps，这种速度与并口速度相比提高幅度在10倍以上，运用这种速度下歌曲文件传输时间可以缩减为3秒，若要进行64MB大小容量的文件传送也不需要1分钟。USB 2.0标准进一步将接口速度提升到480Mbps,是普通USB速度的20倍，更大幅度地降低了MP3音乐文件的传输时间3。后来使用整合式USB接口使数据传输更加方便。伴随着“无驱动”闪存盘的技术实现，在Windows 2000以上的操作系统中免去了安装驱动程序的麻烦。直接带USB接口的MP3操作起来更加方便，但此时的MP3外形不够美观。为了解决外观不美观的问题，MP3采用了

7、伸缩式USB接口，可以提供高速传输，还可以即插即用。随后又发展成为无线的数据传输方式的MP3。如今，技术仍在不断地发展，MP3技术已经相当的成熟，甚至发展成为MP4、MP5。但是MP3的技术却仍在广泛被应用，MP3播放器已经占据广大市场。现在的MP3播放器具有大容量、高音质、小巧便携等优点，深受广大消费者的青睐，广泛被应用于汽车、手机等领域，已在生活中占据重要地位。第二章 系统概述2.1系统设计总方案选择系统初步设计图如图2-1所示图2-1 系统初步设计图2.2系统可行设计方案对比选择根据设计要求，结合实际情况和成本要求，对系统主要部分电路方案叙述如下。2.2.1 MCU微控制器可供选择方案对

8、比方案一：采用ATMEL公司生产的AT89SXX系列单片机。如采用初学者广泛使用的AT89S52单片机，它内部具有低损耗、高性能的CMOS微处理器，片内也具有8K字节的储存空间、4个8位的并口、1个全双工的串行口、128字节的RAM、2个16位定时计数器，其寻址范围也有64K,这些特点能满足简单的设计需要，但如果用这款单片机来设计MP3那最好要外接一个储存芯片，否则对数据的缓冲、处理速度跟不上，容易造成卡机现象。方案二：采用ATMEL公司生产的AVR系列单片机，它相对与AT89SXX系列单片机在功能特点上得到更大的改进，除了在体积、集成度、可靠性，扩展性上具有优势，而且其处理数据速度和功能得到

9、了提升，是一种RISC精简指令集高速8位的单片机。特别是ATMEL32 、ATMEL64、ATMEL128的片内储存空间均在8K以上，尽量满足了MP3不卡机的条件之一。而且如今其市场价格与89SXX系列也相差不远，运行速度更快。综上所述，为了能更好地处理数据，得到流畅的播放效果，应考虑MCU数据处理能力，选择方案二中ATMEL公司的Atmega128单片机作为微处理控制器，它远远能满足MP3的数据解码速度要求。2.2.2 MP3解码方案对比选择 方案一: 直接用软件解码。虽在硬件方面降低了成本，但其软件方面比较复杂，编程难度较高，工作量极大，而且对控制器的处理速度和资源要求也较高。 直接用音频

10、解码芯片解码。使用高性能的VS1003 MP3解码芯片，功能不仅强大而且价格也相当便宜，VS1003支持MP3、WAV、WMA、MIDI等诸多音频格式，音质可与市场上中档MP3播放器相媲美。基于上述比较，故选择方案二；2.2.3 显示模块方案 采用LCD1602液晶，完成数据显示。LCD1602液晶驱动电路相当简单，它可以显示简单的中英文字符、图案，并且功能和设计的成本都比较低。采用LCD12864液晶,它不仅可以显示中英文字符，也可以显示图案。但其图案分辨率很低，而且只能显示单色字符，在价格方面也不算很便宜。方案三：采用TFT液晶模块，它既可以显示彩色数字、中英文字符和图案，还可以加上触摸屏

11、，实现GUI用户图形交互实时控制，但其模块价格较贵，并且设计要求并不需要使用触摸等功能。方案四：采用诺基亚5110液晶模块，它采用的是串行通信协议进行通信，传输速度快，耗能低，接口信号线数量少，能显示英文、数字还有图案，并且市场价格最便宜。基于价格便宜，并且结合本系统设计需要，故选择方案四。2.3 系统设计硬件组成本系统是基于Atmega128单片机所设计的MP3播放器，音频文件存储在SD卡上，通过文件系统的读取SD扇区或将音频存在U盘等USB外设储存器上，通过CH375驱动芯片读取外设储存器，由Atmega128单片机读取数据并送到VS1003B音频解码模块解码输出，同时还可以通过按键来选择

12、实现歌曲切换，暂停播放和音量调整等功能。本系统设计主要由以下模块组成：单片机最小系统、诺基亚5110液晶显示、VS1003音频解码模块、SD卡读取模块、USB外设读取模块和电源模块以及功能按键。系统框图如图2-2所示。图2-2 系统组成框图2.4 系统设计的功能介绍及操作说明本系统设计的特点和可实现的功能及具体的操作说明如下：本系统的特点是：所用芯片少，设计简单，但是功能强大，与市场上的MP3播放器相比，本设计不仅具有其最基本的优点外，还在储存容量上得到了突破。不仅能在SD卡上实现音频数据的读取还可以高速读取外部的USB储存设备，如U盘，硬盘等。真正达到了成本低，音效好的特点。对于功能的实现，

13、本设计能实现对SD卡及U盘的高速读取，同时可在诺基亚5110液晶上显示歌曲进程、歌曲名及音频频谱。需对SD卡数据存储结构及VS1003解码电路进行深入的了解。在操作上，应用了简单的功能按键，控制音乐的播放、暂停、上下曲切换、音量调节等操作在显示液晶上清楚可见。第三章 硬件组成及设计硬件设计包括整个系统的电路图，主要由单片机最小系统、VS1003解码模块、外部音频存储模块、诺基亚5110液晶显示模块、电源电路模块、MP3功能按键电路等组成，本章根据系统设计结构图来对每个部分的电路进行分析和说明，重点讲述MCU微控制器Atmega128、SD卡模块电路、VS1003B音频解码模块电路、CH375驱

14、动外设模块电路、功能按键并且涉及到的一些芯片详细资料。下面将整个音乐播放器的设计对各模块组成分别做个介绍。3.1 主控系统模块设计电路图 本模块设计包含了以下部分：MCU微机处理器、复位电路、外围模块接口、程序下载口、功能按键等。整个电路图设计相对而言比较简单，尽量地减少元器件，简化元器件布局，达到合理布局的目的。对本模块各电路进行方案对比以及元器件价格比较，最终电源部分选用了AMS1117转换电压芯片，可将外部电压转换成MCU所需的电压，电路简单，效率高。对于MCU的选择，考虑到效率问题，最终也选定了Atmega128作为主控芯片，它的外围电路简单，满足本设计的需要。而显示部分也采用了诺基亚

15、5110液晶模块，它具有既能显示英文和特殊符号还能显示中文，显示界面友好，控制简单，工作稳定，价格便宜，占用IO口少等优点，容易实现歌曲名的显示和歌曲进程的操作。本模块设计电路图如3-1 所示，系统使用内部8M晶振，下载熔丝位为 E4 91 FF 不兼容103模式。. 图3-1 主控系统模块设计电路图以下将介绍本模块的主要电路及芯片。3.1.1 供电电源电路本电路是直接利用外部电源适配器进行接电，这样得到的电流和电压都比较稳定，然后利用ASM1117线性稳压芯片，将电源电压转换成稳定的，少纹波的5V、3.3V电压，为了能控制整个电路的电源供电，在适当处添加了一个六角开关，目的是截取适配器供电。当然本电路供电方式不唯一，在没有电源适配器的条件下也可以使用下载器供电，简单又实用。供电电源电路如图3-2所示图3-2 供电电源电路3.1.2 MCU微控制器Atmega128的引脚图如3-3 图所示。它为64脚的贴片式芯片，本设计利用它为核心控制元件，只有它能正常工作后才能使其他的元件进入正常工作状态。因此，下面对该芯片进行必要的说明。图3-3 图 Atmega128的引脚Atmega128芯片是一种高性能、低功耗8位的AVR微处理器，片内具有128K字节的系统可编程Fl