基于ch375实现单片机读取u盘中的音频

基于ch375实现单片机读取u盘中的音频内容摘要：

系统，磁盘容量可达 100GB 以上，支持多级子目录，支持 格式的大写字母文件名，支持文件打开、新建、删除、读写以及搜索等。 通过上述比较， CH375 资料更丰富，因为 SCH 公司把固件都封装好的， CH375 支持特殊的底层操作。 本方案用的 U盘存储 ，则 CH375 相当的有用，直接从 U盘中读取数据，方便使用。 （三）电源选择 本设计用到的电源为 5V，属于中小功率稳压电源， 所以可以采用三端稳压芯片LM7805。 用其设计的线性稳压电路，具有结构简单、输出电压稳定性强、纹波电压小等优点，但是，在负载电流较大且输出电压较低时，其自身的功耗很大。 但给本系统供电，完全满足要求。 第三章 硬件设计分析 12 硬件电路主要由单片机最小系统、 CH375 接口电路、 VS1003 解码模块、串口电平转换电路、按键控制模块、 LED 显示 模块组成。 一 CH375 接口电路 图 CH375接口电路 （一） CH375 资料简介 CH375 是一 个 USB 总 线的通 用接 口芯片 ，支 持 USBHOST 主 机方式和USBDEVICE/SLAVE 设备方式。 系统只要在原硬件中增加 1 个 CH375 芯片就可以直接调用 CH375 提供的子程序库来直接读取 U 盘中的数据，从而实现了普通单片机与 U 盘的通讯。 CH375 具有 8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出，可以方便地挂接到单片机等控制器的系统总线上。 在 USB 主机方式下， CH375 还提供了串行通讯方式，通过串行输入、串行输出和中断输出与单片机 /DSP/MCU/MPU 等相连接。 CH375 的 USB 主机方式支持常用的 USB 全速设备，外部单片机可以通过 CH375 按照相应的 USB 协议与 USB 设备通讯。 CH375 还内置了处理 MassStorage 海量存储设备的专用通讯协议的固件，外部单片机可以直接以扇区为基本单位读写常用的 USB 存储设备（包括 USB 硬盘 /USB 闪存盘 /U 盘）。 CH375 特点： 13 全速 USBHOST 主机接口，兼容 USB ，外围元器件只需要晶体和电容。 全速设备接口，完全兼容 CH372 芯片，支持动态切换主机与设备方式。 主机端点输入和输出 缓冲区各 64 字节，支持常用的 12Mbps 全速 USB 设备。 支持 USB 设备的控制传输、批量传输、中断传输。 自动检测 USB 设备的连接和断开，提供设备连接和断开的事件通知。 内置控制传输的协议处理器，简化常用的控制传输。 内置固件处理海量存储设备的专用通讯协议，支持 BulkOnly 传输协议和 SCSI、UFI、 RBC 或等效命令集的 USB 存储设备（包括 USB 硬盘 /USB 闪存盘 /U 盘）。 通过 U 盘文件级子程序库实现单片机读写 USB 存储设备中的文件。 并行接口包含 8 位数据总线， 4 线控制：读选通、写 选通、片选输入、中断输出。 串行接口包含串行输入、串行输出、中断输出，支持通讯波特率动态调整。 支持 5V 电源电压和 电源电压， CH375A 芯片还支持低功耗模式。 （二）电路设计 USB 接口模块电路图中以 CH375 作为中心芯片，各引脚以网络接口与其他模块互联，电路如图 所示。 将 CH375 的 TXD 引脚通过 lkΩ的下拉电阻接地， RXD 端悬空使 CH375 工作于并行传输方式。 8 位并行数据线 D0～ D7 与 AT 的 P0 口相连实现数据与命令的并行传输，INT,WR,RD,A0 和 CS 五根控制线分别连接至单片机 的 ～ 和 ， 引脚。 RD， WR 和 CS 分别为读选通、写选通和片选，低电平有效； INT中断请求为低电平有效；地址输入线 A0为高电平时选择命令端口，可以向 CH375 写入命令；当 A0引脚为低电平时选择数据端口，可以向 CH375 读写数据。 CH375 芯片的 TXD 引脚接低电平，工作于并口方式。 在并口方式下， CH375 只需要与单片机 /DSP/MCU 连接 3 个信号线， TXD引脚、 RXD引脚以及 INT引脚，其他引脚都可以悬空。 由于 INT引脚和 TXD引脚在 CH375复位期间只能提供微弱的高电平输出电流 ，在进行较远距离的连接时，为了避免 INT或者 TXD 在 CH375 复位期间受到干扰而导致单片机误操作，可以在 INT引脚或者 TXD引脚上加阻值为 1～ 5kΩ的上拉电阻，以维持较稳定的高电平。 在 CH375 芯片复位完成后， INT引脚和 TXD 引脚将能够提供 5mA 的高电平输出电流或者 5mA 的低电平吸入电流。 14 USB 总线包 括 一 对 5V 电源 线和一 对 数据 信 号 线，通常， +5V 电源 线是 红色 ，接地线是 黑色 ， D+信 号 线是 绿色 ， D信 号 线是 白色。 USB 插座 P1可以 直 接连接 USB 设备，也 可以在提供 给 USB 设备的 +5V 电源 线上串接具有 限 流 作 用的电阻 R R4， USB电源电压 必须 是 5V。 电 容 C8用 于 外 部 电源 退耦 ， C8是容 量为 F的 独石 或 高频 瓷 片 电 容。 电 容 C6用 于 CH375 内 部 电源节点 退耦 ， C6是容 量为 F 的 独石 或 高频 瓷 片 电容。 晶振 Y 电 容 C4 和 C5用 于 CH375 的 时 钟 振荡 电 路。 ， Y2 的 频 率 是 12MHz， C4和 C5是容 量 约 为 20pF 的 独石 或 高频 瓷 片 电 容。 如 果 电源 上 电 过 程 较 慢 并 且 电源 断 电 后放 电 时间 较 长 ， 那么 CH375 将不 能可 靠 复位。 可以在 RSTI 引脚 与 VCC 之 间 跨 接一个容 量为 F的 电 容 C7， 同 时 可以 减少干扰。 此电路是由 USB 总线的通用接口芯片 ch375 为核心的支持 USB 设备的控制传输、批量传输、中断传输的电路。 CH375 通过相关 USB 协议可以很方便的和其他 USB设备进行连接。 通过这个电路， U 盘能够和单片机进行较快的数据传输。 并 口 信 号 线包 括 ： 8 位 双向 数据总线 D7～ D0、读选通输入 引脚 RD、写选通输入引脚 WR、片选输入 引脚 CS、中断输出 引脚 INT以及地 址 输入 引脚 A0。 通过 被 动并行接口， CH375 芯片可以 很 方便地挂接到 各 种 8 位单片机、 DSP、 MCU 的系统总线上，并 且 可以与 多 个 外围 器 件 共 存。 CH375芯 片的 RD和 WR可以 分 别 连接到单片机的读选通输出 引脚 和写选通输出 引脚。 CS由 地 址 译 码 电 路驱 动 ，用 于当 单片机具有 多 个 外围 器 件 时进 行设备选 择。 INT输出的中断 请求 是 低电 平 有 效 ，可以连接到单片机的中断输入 引脚或 者 普 通 I/O引脚 ，单片机可以 使 用中断方式 或 者 查询 方式 获 知 中断 请求。 当 WR为 高 电 平 并 且 CS和 RD及 A0 都 为低电 平时 ， CH375 中的数据通过 D7～ D0输出 ； 当 RD为 高 电 平 并 且 CS和 WR及 A0 都 为低电 平时 ， D7～ D0 上的数据 被 写入CH375 芯片中 ； 当 RD为 高 电 平 并 且 CS和 WR都 为低 电 平 而 A0 为 高 电 平时 ， D7～ D0上的数据 被 作 为命令 码 写入 CH375 芯片中。 电路使用时注意： 15 一是复位信号的给定，即 RSTI 脚，高电平有效复位，可用单片机的 IO 口进行控制复位，也可以直接和单片机的复位引脚相连。 复位后可通过测量 RST 脚和 RST脚上的电平来知道 CH375 是否正确复位了，正常电压是 RST 脚为低电平， RST为高电平。 二是晶振是否正常工作。 CH375 只能使用 12MHz 的晶振，配有两个 20P 左右的电容，也可使用有源晶振，如果用示波器测量，请使用 X10 档测量，频率不能相差太大，否则 CH375 无法正 常工作。 三是电源问题， CH375B 是 5V供电的。 要检测芯片是否正常工作，一般通过写 0x06 命令到 CH375，接着再写一个任意数据，然后读回一个数据，这个数据应该与写的数据的取反才对，否则就是单片机与CH375 之间硬件连接线路有问题。 需要注意的是操作的时序，即命令与命令之间，命令与数据之间，以及数据与数据之间必须有一个延时。 二 STC12C5A32S2 单片机最小系统电路 图 STC12C5A32S2最小系统 （一）电路设计 如图 所示 单片机最小系统由 单片机、时钟电路、复位电 路和电源模块组成。 16 MCU：单片机 — 连接到 CH375 的 8 位双向数据总线 D0— D7， 1脚至 4脚，29 脚至 31 脚接到显示电路， 7， 8， 12， 13 脚接到按键控制电路。 时钟电路 ： STC12C5A32S2 使用 的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容容量为 30P。 单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片机的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。 复位电路 ：复位电平的持续时间必须大于单片机的两个机器周期。 按键复位：在复位电容 C3 上并联一个开关，当开关 S7 按下时电容 C3 被放电、 RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电会保持一段时间的高电平来使单片机复位。 （二） 电源模块 图 电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。 如图 所示，此最小系统中的电源模块使用外部稳定的 9V电源供电。 电源电路中接入了发光二极管 D9 显示电源模块是否工作， R40 为 LED 的限流电阻。 7805 是三端正电源稳压器，它的封装形式为 T0220，最大输 出电流为 ，输出电压为 5V。 它有一系列固定的电压输出，应用非常的广泛。 由于内部电流的限制，以及过热保护和安全工作区的保护， 使用起来可靠、方便，而且价格便宜。 在本模块中 7805 输出电压为正 5V，供各模块使用。 17 三 VS1003 解码模块 图 音频解码模块 （一） VS1003 资料简介 概述 VS1003 是一个单片 MP3/WMA/MIDI 音频解码器和 ADPCM 编码器。 它包含一个高性能，自主产权的低功耗 DSP 处理器核 VS_DSP4,工作数据存储器，为用户应用提供 5KB 的指令 RAM 和 的数据 RAM。 串行的控制和数据接口， 4 个常规用途的 I/O 口，一个 UART，也有一个高品质可变采样率的 ADC 和立体声 DAC，还有一个耳机放大器和地线缓冲器。 VS1003通过一个串行接口来接收输入的比特流，它可以作为一个系统的从机。 输入的比特流被解码，然后通过一个数字音量控制器到达一个 18 位过采样多位ε Δ DAC。 通过串行总线控制解码器。 除了基本的解码，在用户 RAM 中它还可 18 以做其他特殊应用，例如 DSP 音效处理。 VS1003 特性： 能解码 MPEG1 和 MPEG2 音频层 III（ CBR+VBR+ABR）； WMA 5384kbps 所有流文件 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 片上 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 SPIFlash 引导 供调试用途的 UART 接口 新功能可以通过软件和 4GPIO 添加 使用时注意事项： VS1003 以避免锁存上拉； XTAL1/256,决定了能以正确的速度播放的音频采样率。 因此，为了能播放 48KHz 采样率的音频， XTAL1 至少为 才能获得正确的播放度。 ，复位后设置为 和允许在 WMA回放的过程中 增加。 CVDD 电压范围内，最大的时钟频率是 ( 或)。 表 显示 SCI_MODE（模式寄存器）用于控制 VS1003 的具体操作 : 19 表 SCI_MODE 操作说明 位 名称 功能 值 描述 0 SM_DIFF 微分 0 1 正常同音频 左声道反相 1 SM_SETTOZERO 设置为 0 0 1 对 错。