基于STC89C58单片机的MP3播放器设计

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0 引言    随着电子技术的发展，MP3播放器是目前市场上流行的消费类数码产品之一，具有大容童、高音质、小巧便携等特点．而倍受广大消费者的青睐。本文采用ETC公司的微控制器STC89C58RD+，结合解码芯片VS1003、USB接口芯片CH375、LCD等外围设备设计并实现了MP3播放器。主要功能有：播放VS1003支持的所有音频文件，包括MP3，WMA，WAV文件，且音质非常好，具有按键控制播放上一首／下一首、音量增减等，可通过LCD显示歌曲名字和播放状态信息等功能。1 硬件系统设计    系统工作原理框图如图1所示。系统启动后，单片机通过USB接口芯片CH375，从U盘中获取MP3格式文件的数据，并存入片内RAM进行缓冲，然后单片机定时将数据从缓冲区送到MP3音频解码芯片VS1003，实现解码并输出音频信号到耳机或者有源音响输出。用户可以通过键盘实现“启动”、“上一曲”、“下一曲”、“音量控制”及“停止”等功能，并将播放状态信息通过LCD显示。系统框图如图1所示。



1．1 单片机读取MP3数据模块    数据读取模块包括单片机控制器，USB串行数据转换成8位并行数据CH375芯片和MP3格式数据存储U盘3部分。1．1．1 单片机控制器    采用宏晶公司的STC89C58RD+单片机，该单片机最高可工作于33 MHz时钟，具有32 KB的FLASH，1 KB的内部RAM，引脚与指令系统均与51单片机兼容。本设计中，单片机工作在30 MHz的系统时钟下，能满足系统对数据带宽的要求。1．1．2 USB接口芯片CH375    CH375是一个USB总线通用接口电路，支持HOST主机方式和SLAVE设备方式。CH375内部集成了PLL倍频器、主从USB接口SIE、数据缓冲区、被动并行接口、异步串型接口、命令解释器、控制传输的协议处理器、通用的固件程序等。在本地端，CH375具有8位数据总线和读、写、片选控制线及中断输出，可以方便地挂接到单片机、DSP等控制器的系统总线上，并内置海量存储固件。CH375的USB主机方式支持各种常用的USB全速设备，外部单片机、DSP、MCU可以通过CH375按照相应的USB协议与USB设备通信，支持常用的12 Mb／s全速USB设备。1．1．3 工作原理    利用单片机实现将U盘中的音频数据经CH375的USB转串行接口传送至单片机内部RAM缓冲，以等待解码。其中CH375是一款USB总线的通用接口芯片，可以方便地挂接到单片机的控制总线上，同时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通信协议与USB设备通信。    由于CH375内置了USB通信协议，省去了对USB通信协议的了解，单片机可以直接调用API库读写U盘中的文件数据，硬件上只需在51单片机系统中增加一个CH375芯片，综合成本较低。CH375支持全速的USB-HOST主机接口，外围元器件只需要少量晶体和电容，便可支持5 V电源电压和3．3 V电源电压，CH375芯片还支持低功耗模式，正常工作时，需要外部为它提供12 MHz的时钟信号。电路原理如图2所示。