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(多图) 基于STC12C5A60S2的U盘音频播放器设计

2011年12月30日 ?? 收藏0
  U 盘即闪存盘,是一种用闪存进行数据存储的介质,通常使用USB 插头。U 盘体积极小、重量轻、可热插拔也可以重复写入。自其面世后,迅速普及并取代传统的软盘,成为主要的便携存储模式。随着U 盘体积的不断减小、存储容量却不断加大,使得U 盘的使用范围也不断拓展。然而U 盘所储存的数据,现今仍大多通过计算机提取并进行处理,这也局限了U 盘的发展范围。

  笔者认为,针对某一特定功能,剥离相应数据对计算机的依赖性,一方面可充分利用U 盘数据,另一方面也发挥出USB 协议的通用性,使U 盘实现所用即所得的便携特性。基于此,设计了U 盘MP3 播放器电路,主要完成U 盘存储的音频文件的数据提取及功能运行任务。该播放器等同于个人计算机的音频处理模块,不仅可识别、提取U 盘所存储的MP3、WMA 或MIDI格式的文件,并可自行完成音频解码等数据处理工作,最后送入扬声器或耳机进行播放。

  1 播放器组成原理框图

  播放器组成原理如图1 所示,共由3 个主要模块组成: 单片机处理模块,由STC12C4A60S52 单片机及其外围电路组成; U 盘读写模块,由CH375 及其外围电路组成; 为音频解码模块,由VS1003 芯片及其外围电路组成。

  播放器的工作过程是: MCU 通过CH375 读取来自USB 存储设备的数据,并依据功能键的控制指令,将USB 存储设备的相关数据送入音频解码模块,在VS1003 解码后,送入扬声器或耳机。设置6 个人机交互功能按键,分别实现播放、暂停、上一曲、下一曲、增大音量、减小音量等基本操作功能。

  2 硬件电路设计

  如图1 所示,主要完成U 盘读写、单片机处理及音频解码3 个模块的电路设计。

图1 原理方框图
图1 原理方框图

  2. 1 U 盘读写模块

  U 盘读写模块由CH375 及其外围电路组成,其构成如图2 所示。

图2 CH375 外围硬件电路
图2 CH375 外围硬件电路

  CH375 是USB 总线通用接口芯片,支持USB 主机及从设备方式。在本地端,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/DSP/MCU/MPU 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、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,外部单片机可通过CH375 按照相应的USB 协议与USB 设备通讯。CH375 还内置了处理Mass - Storage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。

  设计中,CH375 采用主机方式,图中J1为USB 插座,可连接U 盘等存储设备,D1为指示LED,当检测到USB 设备连接时灯亮。当TXD 引脚连接到地时,CH375 工作在并口方式,此时图中JP1接口D0 ~ D7为双向数据总线,连接单片机。

 单片机连接图中JP2接口,通过程序控制CH375,其功能及特性如表1 所示。

表1 JP2功能及特性
表1 JP2功能及特性

  单片机通过写命令来和数据来控制CH375,并通过CH375 获得U 盘数据。CH375 内置相关的固件程序,自动处理了USB 等协议。单片机可以通过CH375直接获取U 盘扇区的数据,因此只需处理FAT 文件系统层就可以实现对U 盘文件的操作。


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音频解码? 扇区? USB 协议?

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