基于嵌入式系统的MP3音乐播放器

基于嵌入式系统的MP3音乐播放器

本文介绍了基于ARM7嵌入式系统平台设计的一款带有文本阅览功能的多媒体音乐播放器。它能正确识别并显示存储在SD存储卡内的音频文件，并可通过液晶屏浏览存储在存储卡内的TXT 文档。该播放器选用具有出色音频解码能力的VS1053解码芯片，它支持320 Kb／s的MP3或256 Kb／s的WMA 音乐文件的播放。同时操作简单便捷，具有友好的人机界面。

一、系统硬件设计

系统主要由主控制器LPC2138、音频解码芯片VS1053、存储设备SD卡、显示设备OCM12864、输入设备键盘和系统供电电源组成。系统组成框图如图1所示。

图1 系统组成框图

主控系统LPC2138是支持实时仿真和跟踪的16／32位ARM7TDMI-STM CPU，并带有64 KB RAM 和512 KB的高速FLASH存储器。128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最高时钟速率下运行。ARM7体系为32位构架，它在处理数据时相对于8位单片机效率明显提高，在处理文件系统所需要的大量的长整形数据的乘除运算时这种优势更为明显。同时它的硬件SPI，SSP总线控制器可以

使控制器方便的与外部扩展设备进行连接。它的性价比较高，很适合作为数字音乐播放系统的主控制器使用。

VS1053是VLSI Solution Oy公司生产的高性能、低功耗的以VS—DSP为内核的一款音频解码芯片，可轻松解码MP1，MP2，MP3，WMA，IMA ADPCM，General Midi 1，0gg Vorbis，LC—AAC和HE—AAC等音频格式的文件，片内集成有16 KB RAM。该芯片具有高信噪比DAC，功耗更低，并具有环绕立体声调节和高低频渲染等功能。采用VS1053芯片可以在不提高CPU 主频的情况下实现320 Kb／s的MP3文件或256 Kb／s的WMA文件的音频解码工作，并且音质上有了明显的提高，信噪比可达9O dB 以上。

OCM12864液晶屏可以显示字母、数字符号、中文字型及图形，具有绘图及文字画面混合显示功能。它提供3种控制接口，分别是8位微处理器接口，4位微处理器接口和串行接口。。

MP3声音输出的功放单元采用UTC2822D，输入电压在1．8～15 V之间，在正常发热状态下工作电流约为1．4 A。

二、系统软件设计

总体软件设计即系统运行过程中的主逻辑，负责整个系统运行过程中各个状态之间的转换，系统初始化完成以后，在音乐模式下，即可通过按键选择音乐目录中的音乐，解码WMA，MP3等格式的音频文件，并播放。程序流程图如图2所示。

图2 程序流程图

SD卡模块程序设计

对SD卡的初始化后，才可以对SD卡进行读／写操作。SD卡的初始化过程为先发送74个CLK 以使SD卡达到正常工作电压并实现同步，然后CS—LOW；接着发送CMD0，若通信成功则应收到0x01的应答信号；接着再发送CMD1，收到的应答应该是0x00；最后CS—HIGH。至此，初始化完成。在初始化完成后，通过CMD16设置数据Block长度，然后可以通过CMD17进行数据的读取。

VS1053程序设计

VS1053采用SPI总线与处理器实现通信，因此基本的通信规则遵循SPI总线协议。对VS1053的操作主要包括复位和音频数据传送两个方面。对于音量设定，环

绕立体声设定、高低频设定等，只需发送指令到特定的寄存器即可。发送数据时1次发送32 B到VSLO53的数据缓冲区。在数据处理过程中DREQ 为低，此时不允许继续发送数据，待数据缓冲区空时DREQ会变为高电平，可接着发送下32 B的数据，直到数据完全送完为止。

三、总结

本文基于ARM7平台设计的带有文本阅览功能的音乐播放器。可以正确识别并播放存储在SD存储卡内的MP3和WMA文件，支持环绕立体声调节和重低音调节；使用者还可以通过基于嵌入式系统的多媒体音乐播放器液晶屏浏览存储在存储卡内的TxT文档。得益于ARM7高达60 MHz的主频和VSLO53出色的音频解码能力，该系统支持码率高达320 Kb／s的MP3文件。同时该播放器具有良好的人机交互界面，可以给使用者更好的使用体验。

2011研信息1班盛璐

2011-9-23