嵌入式多媒体播放器的设计与实现

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1、嵌入式多媒体播放器的设计与实现浏览Loading...次　　1、引言　　随着音频解码技术、存储器技术、MP3高质量压缩技术等相关技术不断的发展以及人们对消费电子产品需求的增加,MP3新产品层出不穷,成为时尚潮流前沿的一个最佳载体。人们可以用它休闲娱乐,也可以用它工作和学习。设计一款性价比优良的MP3播放器具有实际的应用价值[1]。随着C语言的发展和嵌入式系统技术的推广,在嵌入式系统低端应用中,存在着大量的小型嵌入式应用系统。MP3播放器的设计,就是典型的嵌入式系统应用。MP3具有最基本的播放、选曲、音量控制、音效控制功能。当

2、连接到计算机的USB接口时，MP3变成U盘，可以向U盘复制文件，文件包括MP3歌曲文件和普通文件[2,3]。系统的功能结构图如图1所示：　　2、系统设计相关技术　　2.1MP3文件格式[4]　　MP3文件是由帧(frame)构成的，帧是MP3文件最小的组成单位。MP3的全称应为MPEG1Layer-3音频文件，MPEG(MovingPictureExpertsGroup)在汉语中译为活动图像专家组，特指活动影音压缩标准，MPEG音频文件是MPEG1标准中的声音部分，也叫MPEG音频层，它根据压缩质量和编码复杂程度划分为三层，

3、即Layer-1、Layer2、Layer3，且分别对应MP1、MP2、MP3这三种声音文件，并根据不同的用途，使用不同层次的编码。MPEG音频编码的层次越高，编码器越复杂，压缩率也越高，MP1和MP2的压缩率分别为4：1和6：1-8：1，而MP3的压缩率则高达10：1-12：1，也就是说，一分钟CD音质的音乐，未经压缩需要10MB的存储空间，而经过MP3压缩编码后只有1MB左右。　　MP3文件大体分为三部分：TAG_V2(ID3V2)，Frame,TAG_V1(ID3V1)。ID3是一个标记MPEG的标准，具体的讲，这些标

4、记是用来指明歌曲的作者、演唱者，年月、所属专辑等信息，这样，播放器在播放时可以读出并显示这些信息。　　每个FRAME都有一个帧头FRAMEHEADER，长度是4BYTE（32bit）,帧头后面可能有两个字节的CRC校验，这两个字节的是否存在决定于FRAMEHEADER信息的第16bit，为0则帧头后面无校验，为1则有校验,校验值长度为2个字节，紧跟在FRAMEHEADER后面，接着就是帧的实体数据了，格式如下：　　3、硬件设计　　（1）、硬件方案选择本设计选用ATMEL公司的AT89C51SND1C芯片作为MP3播放器的主控

5、制器。主控制器的选定其实也取决于MP3方案的选定。　　从技术角度上说，MP3播放器有多种实现方案，其中分类方法也较多，这里仅从MP3解码方式和硬件类型方面进行分类，大体可分为：（1）分离芯片的MP3播放器；（2）集成MP3功能单片机的MP3播放器；（3）定制ASIC电路的MP3播放器；（4）采用FPGA实现MP3播放器；（5）混合MCU/DSP器件播放器。　　经过各种资料的搜索和比较，最后总结出三种有代表性的MP3方案。如表2所示：　　由上表的分析结果及本设计的实际情况,最后选定了方案1,方案内容如下:AT89C51SND1

6、C:CPU+解码器+USB控制器；CS4330A：D/A转换；任意双路运算放大芯片：音频放大；K9F5608：32MFlash存储器；最后选定了集成MP3解码器的MP3播放器方案，选择了AT89C51SND1C作为主控制器。　　（2）、AT89C51SND1C简介[5-6]　　AT89C51SND1C是ATMEL公司推出的基于8位C51MCU内核的MP3解码器芯片。它内置MP3硬件解码器和USB控制器，支持48、44.1、32、24、22.05及16KHZ采样频率，具有重低音、中音、高音均衡控制和重低音环绕声效果。它可以适应

7、市场上不同DAC的可编程的音频输出接口，兼容PCM格式和I2S格式。内置2304BRAM和64KBFlash程序空间，方便用户增加复杂的功能，并提供MP3音频时钟及USB时钟。　　（3）、硬件系统结构图(详见图2)　　4、软件设计　　4.1、系统流程图　　①、系统主框架图：　　②、MP3音频解码系统实现过程：　　③、MP3播放过程流程图：　　③、人机交互流程图见图6：　　4.2、功能定义　　利用Flash存储器技术、MP3音频解码技术、USB接口技术、定时/计数器中断等技术，实现如下的几大主要功能：（一）、读取MP3音频文件

8、；（二）、解码MP3音频文件；（三）、播放解码后的MP3歌曲文件；（四）、实现人机交互接口。(五)、U盘的读写。　　4.3、AT89C51SND1C初始化[8-9]　　播放MP3文件时，首先需要对主控制器AT89C51SND1C进行以下几方面的初始化设置。如图7所示。　　（1）锁相环初始化