毕业论文基于arm7的音乐播放器

毕业论文基于arm7的音乐播放器内容摘要：

MB的存储空间，而经过 MP3 压缩编码后只有 1MB 左右。 不过 MP3 对音频信号采用的是有损压缩方式，为了降低声音失真度， MP3 采取了“感官编码技术”，即编码时先对音频文件进行频谱分析，然后用过滤器滤掉噪音电平，接着通过量化的方式将剩下的每一位打散排列，最后形成具有较高压缩比的 MP3 文件，并使压缩后的文件在回放时能够达到比较接近原音源的声音效果。 VS1003B原本是一块自动控制码流的解码芯片，但是不知我所购买的那块流片不成功还是其他原因，并不能自动控制码流，所以必须得自己控制码流。 虽然说在程序上增添了些许难度，但从学习的角度而言，却是一个不错的机会，所以我也没有更换芯片，用软件来实现码流控制。 因此我们必须得知道一首歌曲的码流才能对其进行较好的解码，而这无疑就涉及到一些 MP3结构的问题，下面就码流控制这一块相关的结构进行介绍： MP3文件大体可以分成三个部分： ID3V2,帧， ID3V1。 其 ID3V2,ID3V1都是介绍歌曲的一些相关信息，如作者，歌词等等。 对整 个解码工作有用的数据均在数据帧上，其结构如下 : 表 27 数据帧结构 帧头 CRC 数据 4字节 02字节 由数据帧算出 其帧头结构如下： 第 2 章 MPS 播放器的功能模块设计 15 表 28 帧头结构 由上述的帧头信息就可以算出帧长出来：帧长 =144*取样率 /采样频率 +帧长调节对于 VS1003B而言，其可以自己计算帧长，所以对此我们只需要从帧头提取出取样率，再加以软件控制就可以了。 ARM7单片机介绍 ARM（ Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知 名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的 RISC处理器、相关技术及软件。 技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。 适用于多种领域，比如嵌入控制、消费 /教育类多媒体、 DSP和移动式应用等。 电子科技大学成都学院本科毕业设计论文 16 ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和 OEM厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的 ARM相关技术及服务。 利用这种合伙关系， ARM很快成为许多全球性 RISC标准的缔造者。 目前，总共有 30家半导体公司与 ARM签订了硬件技术使用许可协议，其中包括 Intel、 IBM、 LG半导体、 NEC、 SONY、菲利浦和国民半导体这 样的大公司。 至于软件系统的合伙人，则包括微软、升阳和 MRI等一系列知名公司。 ARM架构是面向低预算市场设计的第一款 RISC微处理器。 产品介绍 ARM提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案。 由于所有产品均采用一个通用的软件体系，所以相同的软件可在所有产品中运行（理论上如此）。 典型的产品如下。 ① CPU内核 ARM7：小型、快速、低能耗、集成式 RISC内核，用于移动通信。 ARM7TDMI(Thumb):这是公司授权用户最多的一项产品，将 ARM7指令集同 Thumb扩展组合在一起 ，以减少内存容量和系统成本。 同时，它还利用嵌入式 ICE调试技术来简化系统设计，并用一个 DSP增强扩展来改进性能。 该产品的典型用途是数字蜂窝电话和硬盘驱动器。 ARM9TDMI:采用 5阶段管道化 ARM9内核，同时配备 Thumb扩展、调试和Harvard总线。 在生产工艺相同的情况下，性能可达 ARM7TDMI的两倍之多。 常用于连网和顶置盒。 ②体系扩展 Thumb:以 16位系统的成本，提供 32位 RISC性能，特别注意的是它所需的内存容量非常小。 ③嵌入式 ICE调试 由于集成了类似于 ICE的 CPU内核调试技术，所以原型设计和系统芯片的调试得到了极大的简化。 ④微处理器 第 2 章 MPS 播放器的功能模块设计 17 ARM710系列，包括 ARM7 ARM710T、 ARM720T和 ARM740T:低价、低能耗、封装式常规系统微型处理器，配有高速缓存（ Cache）、内存管理、写缓冲和 JTAG。 广泛应用于手持式计算、数据通信和消费类多媒体。 ARM940T、 920T系列 :低价、低能耗、高性能系统微处理器，配有 Cache、内存管理和写缓冲。 应用于高级引擎管理、保安系统、顶置盒、便携计算机和高档打印机。 StrongARM:性能很 高、同时满足常规应用需要的一种微处理器技术，与 DEC联合研制，后来授权给 Intel。 SA110处理器、 SA1100 PDA系统芯片和 SA1500多媒体处理器芯片均采用了这一技术。 ARM7500和 ARM7500FE:高度集成的单芯片 RISC计算机，基于一个缓存式 ARM7 32位内核，拥有内存和 I/O控制器、 3个 DMA通道、片上视频控制器和调色板以及立体声端口。 ARM7500FE则增加了一个浮点运算单元以及对 EDO DRAM的支持。 特别适合电视顶置盒和网络计算机（ NC）。 ARM技术特点 ： 32位 RISC架构； 大量使用寄存器，指令执行速度更快； 支持 Thumb/ARM双指令集； 兼容 8位 /16位 IC； 大多数数据操作在寄存器中完成； 寻址方式简单灵活，执行效率高； 指令长度固定。 电子科技大学成都学院本科毕业设计论文 18 硬解码模块介绍 本设计采用 VS1003模块来进行 MP3的硬解码 VS1003 特性： 能解码 MPEG 1 和 MPEG2 音频层 III（ CBR+VBR+ABR）； WMA ； WAV(PCM+IMAADPCM)。 产生 MIDI/SPMIDI 文件。 对话筒输入或线路输入的音频信号进行 IMAADPCM编码 支持 MP3 和 WAV 流 高低音控制 单时钟操作 12..13MHz 内部 PLL锁相环时钟倍频器 低功耗 内含高性能片上立体声数模转换器，两声道间无相位差 内含能驱动 30 欧负载的耳机驱动器 模拟，数字， I/O 单独供电 为用户代码和数据准备的 RAM 串行的控制，数据接口 可被用作微处理器的从机 特殊应用的 SPI Flash引导 供调试用途的 UART接口 新功能可以通过软件和 4 GPIO 添加 到此，整个 MP3播放器的所有功能原理我已经 全部介绍，为了更直接了解本文设计的 MP3播放器，在下一章将配合相关实物图介绍其软硬件设计。 第 3 章 MP3 播放器的软硬件设计 19 第 3章 MP3播放器的软硬件设计 MP3播放器的硬件设计 在本次的硬件设计中我采用的成熟的硬件模块，包括一块 LPC2103核心板 ， VS1003B核心板。 LPC2103开发板中包含 LPC2103的最小系统外。 而其中的 SD卡模块，并无多少可以介绍的，因为其只是一些机械的原理和一些电路上简单连线，不过值的说的一点对于 SD卡同样也采用 SPI模式进行传送。 本设计中的 VS1003B核心板是由 ICDEV设计的基于 VS1003B芯片的MP3解码板。 VS1003B是一块独立的 DSP芯片，功能甚是强大，所以必须对其进行单独的电路设计，需要配置独立的晶振和外围电路设计，这一块已经被 ICDEV的前辈们做好了，所以我秉着“拿来主义”，直接进行借用，其同样是用 SPI进行数据传送的。 对于 VS1003核心板而言，其一共引出 10个引脚，除了供电线及地之外，还需要 7个 lpc2103相对应的 IO口与其对应。 其中 MISO、 MOSI、SCLK为 SPI的两条数据和时钟线，分别于 LPC2103中模拟 SPI的三个 IO口： 、 、。 CS、 RESET、 DREQ、 DCS分别为 VS1003的片选、重启、状态、数据片选线，分别与 LPC2103的 、 、 ，从而保证了 VS1003核心板的正常解码工作。 MP3播放器的软件设计 不同于硬件，在软件设计是由我自己独自完成，所以对这一块比较熟悉。 就如果上文介绍的几个功能模块一样，在软件编写上同样的分成那么几块，下图显示彼此间的关系： 电子科技大学成都学院本科毕业设计论文 20 图 31 软件设计 由上图可知， SD 卡读写是整个系统的最基本的一块，因为不论是什么是哪一块 功能都涉及到 SD 卡的读写，所以在程序中我将其做成了子函数，向外只提供三个子函数，所有关于 SD 的操作均是由这 两个函数完成的。 初始 化函数 SD_INIT() SD 读出函数 SD_READ(INT8U *Buffer, INT16U Bytes,INT32U Number_Sector) SD 写入函数 SD_WRITE(INT8U* Buffer,INT32U Number_Sector) 上述功能对整个软件而言，无疑是最底层的设计，对于 MP3 播放器中的最主要功能 MP3 解码而言都是需要用到的，所以做子函 数更有利于整个程序的模块式设计。 USB 通信程序设计 对于 MP3 的三大功能，相较于其它两个， USB 通信更为独立些，因为 USB的通信均是由中断实现的，所以除了在主函数中涉及到其的初始化以外，在其它部分并没有有联系的地方。 其函数框图如下： 第 3 章 MP3 播放器的软硬件设计 21 图 32 初始化框图 电子书、 MP3 解码程序 由于电子书和 MP3 均涉及到 FAT32 文件系统，所以两者在程序上关联性较大，所以在很大程序上两者的程序是混在一起的，只是到最后才分开。 其框图如下： 电子科技大学成都学院本科毕业设计论文 22 图 33 文件系统框图 总结 本次 MP3 播放器采用分立芯片设计，不同现有 MP3 芯片整体集成化趋向。 采用分立芯片设计能最大限度的发挥不同芯片的功能，因为MP3 解码采用独立芯片，理论上能达到更好的音质。 但在实际设计中，由于自身能力有限，未能发挥两块芯片的全部功能，如不能对 WMA 解码等，希望在以后的工作学习中能对其加以完善。 参考文献 23 参考文献： [1].周立功、张华 .深入浅出 ARM7 北京航空航天大学出版社 .2020 [2].Icdev 驱动你的 vs1003 2020 [3].博创科技 MP3 播放器与 U 盘设 计自己动手打造心仪的个性 MP3 2020 [4].精英科技译 SCSI 总线和 IDE 接口：协议、应用和编程 2020 [5].陈逸等译 USB大全中国电力出版社 2020 [6].廖济林 2020 [7].谭浩强 C语言程序设计（第二版） 清华大学出版社 2020 [8].严蔚敏等数据结构（ C语言版） 清华大学出版社 1996 [9].阎石数字电子技术基础（第四版） 高等教育出版社 2020 [10].Frank USB项目技术报告 2020 [11].网友解读 FAT32文件系统 2020 [12].北京北亚数据恢复中心 FAT文件原理 2020 [13].Bluewater MP3文件格式 2020 [14].21IC电脑圈圈 USB入门系列 2020 [15].智林测控 Z213X4X 开发板手册 2020 [16].philips 2020 [17].ISO iso111723 2020 [18].SanDisk Corporation Secure Digital Card 2020 电子科技大学成都学院本科毕业设计论文 24 致谢 ： 四年一个轮回， 转眼要到了离校的时节了， 满是不舍与依恋却注定要走。 毕业论文正代表着大学的终结，完成它既有一种收获感，又有一种失落感，可无论如何它代表着我四年的努力，代表了我四年的历程。 当它终于完工的时候，我不禁想起了很多人，很多事，尤其是辛勤培养我的老师们，谢谢你们。 感谢我的论文导师 周密 老师，感谢 周 老师在我的论文完成过程中给与的指导与帮助，让我得以顺利地完成论文。 感谢 系主任张开华 老师，他既是良师，又是益友，他所教会我的不仅是书本上的知识，还有着做人的原则与风骨。 谢谢。 再次感谢传授我知识的每一位老师，马上就要走出校门，走上工作岗位，我将带着你们所传授的技能去打拼，去奋斗，多谢你们。 附 录 25 附 录 附录 1 程序 main()主函数 . include define ENTER_KEY 0x0d define BACK_KEY 0x08 define ESC_KEY 0x1b define MAX 64 define STOP _BV(PD5) define NEXT _BV(PD3) define UP _BV(PD6) define DOWN _BV(PD2)。