以忧盘为存储介质的mp3播放器设计方案

1、以忧盘为存储介质的mp3播放器设计以忧盘为存储介质的mp3播放器设计类别：存储器引言随着mp3播放器作为消费类产品的普及，MP3勺设计与生产也越来越多。在当前的MP骑放器中，一般有以下几种设计方案：MCU内置硬解码模块。典型的芯片有Atmel公司的AT89C51SND|亨芯片。外置独立的MP刎解码芯片。此种方案的好处是可以使用众多的MCU可根据需要任意选择。硬解码芯片典型的有VS1011BSTA01符芯片。使用功能强大的MCU4行软解码，如使用DSP或是高性能的ARM此种方案较为灵活，通过软件升级即可实现产品的升级。MP3s放器的存储介质一般采用Flash存储芯片。随着USBK术和闪存技术的发

2、展，优盘已经成为一种大众化的电子产品被广泛使用，但优盘一般只是作为PC的移动存储器。本文研究的一种方案是在上述MP殿计方案的基础上，外扩优盘读写电路，使存储介质使用普通的优盘。这样可以解决普遍使用的优盘只能作为PC外设存储数据用的问题，使U盘的使用范围扩展到MP3上。更大的意义还在于，本文提出了一种在以嵌入式系统、MCU核心的消费类电子产品或工业产品中，将优盘作为数据存储器使用的设计方案，为在微计算机测控系统、仪器仪表、无纸化数据记录仪、数码相机等产品中添加优盘外设功能提供有益的参考。1硬件设计S3c44B0&Samsun叭司开发生产的为嵌入式设备提供的一个低成本、高性能的ARM7TM

3、DK处理器，其最高运行频率可达66MHzSL811HS1Cypress公司的一款遵从USB1.1协议的嵌入式Host/SlaveUSB芯片；可以支持低速和高速模式，能自动侦测低速模式1.5Mbps设备和高速模式12Mbps全速设备。由于具有8位数据总线的支持，使该芯片可以较为简单地与微控制器相连，SL811HSE片与S3c44B0X勺接口较为简单。本系统中ARM读/写优盘原理框图如图1所示。SL811HS勺控制命令和数据均通过D0D7传输，A0为数据或地址选择线。当A0置为低电平时，D0D7上传输的是SL811HSt内寄存器的地址；反之当A0置为高电平时传输的则为数据。nWRnRDnCSnRS

4、T吩别为写控制线、读控制线、片选线和复位线，S3c44B0XS过这几根控制线完成对SL811HS片内缓冲区的读写、片选和复位等操作。INT是SL811HS勺中断请求信号线。当SL811HS佥测到优盘插入、拔出时，通过将INT线拉高通知S3C44B0XS3C44B0)XT以通过查询SL811HSt内状态寄存器来得知是优盘插入或是拔出。对状态寄存器进行写操作可以清除中断，但需要注意的是ARM勺结构特性。ARM内部通常是LittleEndian方式存储和使用4字节对齐方式1，并且当采用16位数据总线时，地址线ADDR01无效的2。在本系统中，SL811HS®片A0端是与ADDR相连接的。V

5、S1011B1一款单芯片的MP3ff码芯片，在国际MP3lk余爱好者中影响较大，集成解码、A/D转换、音频放大等功能。VS1011B与S3c44B0滋口为SPI接口，其连接电路原理框图如图2所示。VS1011B勺控制与数据传输是通过SPI接口完成的，DREQxDCSxCSnRST价别为数据请求端口、数字片选信号线、片选线、复位线。在VS1001B勺新模式下，SDI(SerialDataInterface)数据和SCI(SerialCommandInterface)数据传输可以共享ARM勺一个SPI接口；而在兼容模式下，SDI数据传输要用DCLKSDAT冲行接口，SCI数据传输用SPI接口。为了

6、简化电路，此处选用了新模式。2软件设计2.1优盘读写软件的实现USB组织定义了海量存储设备类(massstorageclass)的规范。这个类规范包括4个独立的子类规范：USBMassStorageClassControl/Bulk/Interrupt(CBI)Transport、USBMassStorageClassBulkOnlyTransport、USBMassStorageClassATACommandBlock、USBMassStorageClassUFICommandSpecification。其中优盘属于海量存储设备，遵循bulkonly传输协议，子类采用UFI命令集。本设计软件

7、的总体结构如图3所示。其中两条点画线之间的部分为读/写优盘的软件结构。2.1.1 USB物理层协议的实现分页该部分实现S3c44B0X寸SL811HSE片的直接底层数据的读写，包括对SL811HS勺初始化及读/写一个字节的函数。限于篇幅，此处只列出对SL811HS®片的初始化程序：/*函数名称：SL811_Init函数功能：初始化SL811HS®片输入参数：无返回值：无*/voidSL811_Init(void)/初始化U盘为未插入状态bFlags.bits.SLAVE_ONLINE=FALSE;bFlags.bits.SLAVE_FOUND=FALSE;bFlags.bi

8、ts.SLAVE_REMOVED=FALSE;bFlags.bits.SLAVE_ENUMERATED=FALSE;bFlags.bits.SLAVE_IS_ATTACHED=FALSE;/允许硬件产生SOF(StartofFrame)SL811Write(CtrlReg,0x04);DelayMs(100);SL811Write(CtrlReg,0x01);/设置SOF，1ms中断SL811Write(cDATASet,0xe0);/设置为主机工作模式SL811Write(cSOFcnt,0xae);SL811Write(EP0Status,0x50);/地址设为0SL811Write(EP

9、0Counter,0);/允许数据发送SL811Write(EP0Control,0x01);SL811Write（IntEna,0x20）;/清中断SL811Write（IntStatus,INT_CLEAR）;2.1.2 USB设备协议层的实现该部分实现对优盘扇区的直接读写，其中两个很重要的函数为Bulkin和Bulkout。此处只列出Bulkin函数的实现：/*函数名称：epBulkRcv函数功能：实现bulkonly协议中的Bulkin函数输入参数：pBuffer为数据的地址，len为数据的长度返回化TRU助成功，FALS助失败*/unsignedcharepBulkRcv（unsig

10、nedchar*pBuffer,unsignedintlen）usbstack.usbaddr=0x1;usbstack.endpoint=usbstack.epbulkin;usbstack.pid=PID_IN;/设置包长度为64usbstack.wPayload=64;usbstack.wLen=len;usbstack.buffer=pBuffer;if（usbstack.wLen）if（!usbXfer（）returnFALSE;returnTRUE;2.1.3 FAT16/FAT32文件格式的实现该部分程序是根据FAT16/FAT32文件系统的结构，实现对文件的读、写、创建、删除等

11、操作。优盘上的数据按照其不同的特点和作用大致可分为5部分：MBFK（主引导记录区）、DBRK（系统引导记录区）、FAT区（文件分配表区）、FDT区（文件目录表区）和DATAK（数据区）。在实现对文件的读/写时，首先根据MBRE和DBRK的大小，找到FAT表的位置，然后根据FAT表找出相应文件的数据位置，即可对此文件进行相应的处理。其具体实现涉及FAT文件系统的结构，此处不再详述。分页2.2VS1011B勺控制与音乐文件数据输入本方案mp3ft放器的实现原理就是控制器从优盘读取MP3文件数据，当VS1011B的数据缓冲区需要数据时，将数据送入VS1011B!行解码。VS1011B采用串行接口，有

12、两种接口模式：NativeModes（新模式）和Compatibility;Mode（兼容模式）。当地址为0x0的MODEJ存器的SM_SDINEW为1时为新模式；反之为兼容模式。上电时默认为新模式。在播放音乐之前，首先需要对VS1011B进行初始化，然后输入音乐文件即可播放歌曲。其控制步骤如下：3拉低nRST1等待DRE0I脚信号变高。写寄存器MOD的参数，包括正确设置SM_SDINE驯SM_SDISHARED位。 若时钟数率非24.576MHz,应设置SCI_CLOCKF 若使用倍频时钟，试图通过改变SCI_CLOCK直接操作，应将适当的采样速率写入SCI_AUDATAf存器，等待至少11

13、000个时钟后才可以操作高速的SPI通信。 设置音量寄存器SCI_VOL。 若希望加强低音，可设置寄存器SCI_BASS。 从优盘读取一首MP3a曲文件，并开始传送音乐数据。应注意数据传送的规则，DREQt号是用来表示VS1011由勺MP3t据缓冲区是否需要数据。当VS1011B的数据缓冲区可再接收32字节数据时，DRE0I脚电平变高。当软件查询到此引脚电平变高时，就再送入32个字节的MP3t乐数据。 本首歌曲完成播放，读取下一首MP3歌曲，并转到步骤。结语本文介绍了使用优盘存储MP3歌曲文件的一种MP3®放器的设计，具中软件设计的难度较大。此外VS1011B除支持MP潞式音乐文件外，还支持WAVS式等，改变一下软件即可播放WAVC件格式的音乐。如果MP3g放器设计带有液晶屏，则可以通过把相应的歌曲歌词存储在优