基于STM32的MP3设计

1、.1摘要本篇论文主要介绍的一款基于Crote*3核设计的的MP3播放器。采用STM32F103A系列微处理器作为播放器的CPU，采用由凌通公司生产的DS250-10芯片作为音乐解码芯片。利用MPU6050运动处理模块收集MP3播放器的加速度、空间位置等运动信息，用以控制MP3播放器的播放/暂停、上一首/下一首等功能的实现。通过BQ2057电源管理芯片对锂电池进展充电管理。音量是由光敏电阻收集到的环境光强信息控制。无需按键，用户只需要通过改变播放器的空间位置，就可以控制播放器的功能实现。增加了操作的趣味性，提高了用户的操作体验。使得在如今新鲜招数层出不穷的MP3市场更有竞争力。关键词：MP3播放

2、器，加速度，环境光感应，STM32，DS205-A103.1AbstractThispaperdescribesthedesignofakernel-basedCrote*3oftheMP3player. UsingSTM32F103ASeriesmicroprocessorastheplayeroftheCPU, usingtheLingTongproducedDS250-10chipasthemusicdecodingchip. UseMPU6050motionprocessingmodulecollectsaccelerationMP3player, sportssuchasspatia

3、llocationinformation, tocontroltheMP3player, play / pause, previous / ne*ttrackfunctionssuchimplementation. ByBQ2057powermanagementchipforlithiumbatterychargemanagement. Volumeisaphotoresistorlightcollectedinformationcontrolenvironment. Nobuttons, theuseronlyneedsbychangingthespatialpositionofthepla

4、yer, theplayercancontroltherealizationofthefunction. Increasesoperationalinterest, improvingtheusersoperatinge*perience. MakingfreshtricksemergingintodaysMP3marketmorepetitive.Keywords:MP3player, accelerometer, ambientlightsensor, STM32, DS205-A103.1目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc359167651 摘要 PA

5、GEREF _Toc359167651 h I HYPERLINK l _Toc359167652 Abstract PAGEREF _Toc359167652 h II HYPERLINK l _Toc359167653 第一章概述 PAGEREF _Toc359167653 h 1 HYPERLINK l _Toc359167654 1.1 MP3Moving Picture E*perts Group Audio Layer III PAGEREF _Toc359167654 h 1 HYPERLINK l _Toc359167655 1.2 MP3以及MP3播放器的开展趋势 PAGER

6、EF _Toc359167655 h 3 HYPERLINK l _Toc359167656 1.3 课题研究容 PAGEREF _Toc359167656 h 4 HYPERLINK l _Toc359167657 1.4 章节安排 PAGEREF _Toc359167657 h 4 HYPERLINK l _Toc359167658 第二章主控CPU芯片 PAGEREF _Toc359167658 h 6 HYPERLINK l _Toc359167659 2.1 STM32F103A芯片的根本构成 PAGEREF _Toc359167659 h 6 HYPERLINK l _Toc359

7、167660 2.1.1 芯片特点 PAGEREF _Toc359167660 h 7 HYPERLINK l _Toc359167661 2.1.2 芯片应用 PAGEREF _Toc359167661 h 7 HYPERLINK l _Toc359167662 2.2 主控CPU电路 PAGEREF _Toc359167662 h 9 HYPERLINK l _Toc359167663 第三章音频解码芯片 PAGEREF _Toc359167663 h 10 HYPERLINK l _Toc359167664 3.1 GPDS25芯片的根本构成 PAGEREF _Toc359167664

8、h 10 HYPERLINK l _Toc359167665 产品特点 PAGEREF _Toc359167665 h 10 HYPERLINK l _Toc359167666 规格参数 PAGEREF _Toc359167666 h 10 HYPERLINK l _Toc359167667 3.2 DS250-10芯片电路 PAGEREF _Toc359167667 h 11 HYPERLINK l _Toc359167668 第四章控制模块 PAGEREF _Toc359167668 h12 HYPERLINK l _Toc359167669 4.1 三轴陀螺仪 PAGEREF _Toc3

9、59167669 h 12 HYPERLINK l _Toc359167670 4.1.1 MPU6050芯片简介 PAGEREF _Toc359167670 h 12 HYPERLINK l _Toc359167671 4.1.2 MPU6050芯片原理图 PAGEREF _Toc359167671 h 13 HYPERLINK l _Toc359167672 4.2 红外控制 PAGEREF _Toc359167672 h 16 HYPERLINK l _Toc359167673 4.2.1 红外遥控器面板代码对应图 PAGEREF _Toc359167673 h 16 HYPERLINK

10、 l _Toc359167674 4.2.2 有关红外波形的测试 PAGEREF _Toc359167674 h 17 HYPERLINK l _Toc359167675 4.3 光敏电阻 PAGEREF _Toc359167675 h 22 HYPERLINK l _Toc359167676 4.3.1 光敏电阻简介 PAGEREF _Toc359167676 h 22 HYPERLINK l _Toc359167677 4.3.2 光敏电阻原理图 PAGEREF _Toc359167677 h 24 HYPERLINK l _Toc359167678 第五章电源管理 PAGEREF _To

11、c359167678 h 25 HYPERLINK l _Toc359167679 5.1 锂电池 PAGEREF _Toc359167679 h 25 HYPERLINK l _Toc359167680 5.1.1 锂电池简介 PAGEREF _Toc359167680 h 25 HYPERLINK l _Toc359167681 5.1.2 锂电池开展前景 PAGEREF _Toc359167681 h 25 HYPERLINK l _Toc359167682 5.2 锂电池原理图 PAGEREF _Toc359167682 h 26 HYPERLINK l _Toc359167683 5

12、.2.1 BQ2057 PAGEREF _Toc359167683 h 26 HYPERLINK l _Toc359167684 理电池充电电路 PAGEREF _Toc359167684 h 26 HYPERLINK l _Toc359167685 第六章其它模块 PAGEREF _Toc359167685 h 27 HYPERLINK l _Toc359167686 6.1 TF卡 PAGEREF _Toc359167686 h 27 HYPERLINK l _Toc359167687 6.1.1 TF卡简介 PAGEREF _Toc359167687 h 27 HYPERLINK l _

13、Toc359167688 6.1.2 TF与SD卡对应关系 PAGEREF _Toc359167688 h 28 HYPERLINK l _Toc359167689 6.1.3 TF卡电路原理图 PAGEREF _Toc359167689 h 28 HYPERLINK l _Toc359167690 6.2 USB模块 PAGEREF _Toc359167690 h 29 HYPERLINK l _Toc359167691 6.2.1 USB简介 PAGEREF _Toc359167691 h 29 HYPERLINK l _Toc359167692 6.2.2 USB模块原理图电路及外围电路

14、 PAGEREF _Toc359167692 h 29 HYPERLINK l _Toc359167693 6.3功放模块 PAGEREF _Toc359167693 h 30 HYPERLINK l _Toc359167694 6.3.1 H*J8002芯片简介 PAGEREF _Toc359167694 h 30 HYPERLINK l _Toc359167695 6.3.2 功放模块电路原理图 PAGEREF _Toc359167695 h 31 HYPERLINK l _Toc359167696 总结 PAGEREF _Toc359167696 h 32 HYPERLINK l _To

15、c359167697 参考文献 PAGEREF _Toc359167697 h 34.1概述1.1MP3MovingPictureE*pertsGroupAudioLayerIII1、MP3音频编码方式MP3是一种近十年来新兴的音频压缩技术，其全称为动态影像专家压缩标准音频层面3MovingPictureE*pertsGroupAudioLayerIII，取其首字母缩写命名为MP3。它的出现使得音频数据量得到了很大的降低。利用此项MovingPictureE*pertsGroupAudioLayerIII技术，可以使音乐到达1:10或者更多1:12 的压缩率，使得压缩后的音频文件明显减小，相对

16、于大多数普通用户而言，MP3格式的音频文件与未经过压缩的原音频文件相比，音质与体验并没有明显的区别。这使得MP3技术以及MP3音频格式的文件十分盛行。它的创造人是在1991年由德国一个名为埃尔朗根的研究组织中的一组工程师创造，并对其进展了标准化定义。MP3之所以可以将音频文件以很大的压缩率压缩是由于人耳对*些高频的声音信号并不敏感，利用这一点，将原格式音频文件中的时域波形信号经软件转换为特殊的频域信号，并按标准将其化分为多个小围频段，对于不同的音频频段选择不同的压缩率进展压缩，将人耳不用意听到的高频使用很大的压缩比，有时甚至会忽略*些高频信号，而对与人耳较敏感的低频信号采用很小的压缩率，保证音

17、频中段的信号不有失真。因为去掉了人耳不能听见的高频局部，又很好的保存了人耳可以听见的中低音频局部，所以可以使得压缩率到达110甚至更高的112。随着时代的进步，MPEG格式也在不断的开展，如今MPEG4已经渐渐的走入人们的视线。其中AAC格式更是将会逐渐取代如今的MP3格式成为下一代的音频格式主角。当今人们所说的MP3是对于MP3格式的一个总称。其中分为耳机形MP3和外放形MP3这两类，传统的MP3格式想要获得较好的音质需要配戴耳机才可以实现，但经过科学研究，长期配戴耳机对人耳会造成很大的伤害，这也就促成了MP3向着新的方面开展外方形MP3格式，这种格式的音频文件适用于外放音乐，对人耳几乎没有

18、伤害，得到了大家的追捧。表示MP3品质的参数为Kpbs，32pbs的MP3音频文件已经与FLACCD提取文件格式和APE无损压缩格式在音质上已经几乎没有差异，但仍然保持着相对较小的体积一首歌曲大约1B左右，与之前的两种个相比，有着明显的体积优势，更适合应用在移动存储的音乐播放器上。2、MP3格式的音频文件MP3音频文件就是利用 MPEGAudioLayer3技术，将音乐压缩到原先文件大小的十分之一甚至十二分之一，这样生成的音频文件体积会大大减小，也可以解释成，在根本上不影响用户在听音乐的感受的根底上将音乐文件的体积大大减小，同时还很好的保存了原音频文件根本音质音效。由于MP3音频文件具有体积小

19、同时音乐质量较好的特点，迅速替代了大局部格式的音频文件，几乎成为了流行音乐的一种标志。12pbs质量的MP3文件，根本维持在6/Mb的比例，也就是说每B的MP3音频文件的播放时间在60秒左右，较高品质的列如32pbs的MP3音频文件大概在2/Mb。利用支持MP3格式的音乐播放器即MP3播放器对MP3音频文件进展解码播放，这便是我们平时所听到的MP3音乐。1优点：MP3格式音频文件的优点大致总结为三点：一是由于MP3格式对音频文件进展了局部压缩，使得文件体积大大减小。应用在移动存储设备上时，同样的存储空间可以存储更多的音乐；二是对于用户来说，不再局限于整盘的CD，是自己在音乐的选择上更加灵活多样

20、。三是其实用的播放器构造相对简单，不再像老式CD机那样播放中不可震动，同时体积较小，携带更加方便，可在运动中的同时享受音乐。2缺点：所谓鱼和熊掌不可兼得，MP3格式的音频文件同样存在着缺点。由于MP3音频文件的音频压缩过程是一种有损压缩，去掉了人耳不能听到或较不容易听到的高频段声音，只留下了人耳可以听到音频围的频段，所以相对于CD等无损音质音乐来说，虽然不明显，但音质上的损失是不可防止的。但其实这点的影响微乎其微，因为这些音质的损失对于大局部人来说是无法觉察的。3音频质量：因为MP3是一种有损格式，它提供了多种不同“位速的选项也就是用来表示每秒音频所需的编码数据位数。典型的速度介于每秒128和

21、32b之间。与此对照的是，CD上未经压缩的音频位速是1411.2kbit/s16 位/采样点 44100 采样点/秒 2 通道)。使用较低位速编码的MP3文件通常回放质量较低。使用过低的位速，“压缩噪声：en：pressionartifact原始录音中没有的声音将会在回放时出现。说明压缩噪声的一个好例子是压缩欢呼的声音：由于它的随机性和急剧变化，所以编码器的错误就会更明显，并且听起来就象回声。除了编码文件的位速之外，MP3文件的质量也与编码器的质量以及编码信号的难度有关。使用优质编码器编码的普通信号，一些人认为12bit/s的MP3以及44.Hz的CD采样的音质近似于CD音质，同时得到了大约1

22、1:1的压缩率。在这个比率下正确编码的MP3能够获得比调频播送和卡式磁带更好的音质，这主要是那些模拟介质的带宽限制、信噪比和其它一些限制。然而，听力测试显示经过简单的练习测试听众能够可靠地区分出12bit/sMP3与原始CD的区别。在许多情况下他们认为MP3音质太低是不可承受的，然而其他一些听众或者换个环境如在嘈杂的车中或者聚会上他们又认为音质是可承受的。很显然，MP3 编码的瑕疵在低端计算机的扬声器上比较不明显，而在连接到计算机的高质量立体声系统，尤其是使用高质量的headphone时则比较明显。FraunhoferGesellschaftFhG在他们的官方上公布了下面的MPEG-1Laye

23、r1.2和3的压缩率和数据速率用于比较：Layer1: 384kbit/s，压缩率 4:1Layer2: 192.256kbit/s，压缩率 8:1.6:1Layer3: 112.128kbit/s，压缩率 12:1.10:1不同层面之间的差异是因为它们使用了不同的心理声学模型导致的；Layer1的算法相当简单，所以透明编码就需要更高的位速。然而，由于不同的编码器使用不同的模型，很难进展这样的完全比较。许多人认为所引用的速率出于对Layer2和Layer3记录的偏爱而出现了严重扭曲。他们争辩说实际的速率如下所列：* Layer1: 384kbit/s 优秀。* Layer2: 256.384k

24、bit/s 优秀，224.256kbit/s 很好，192.224kbit/s 好。* Layer3: 224.320kbit/s 优秀，192.224kbit/s 很好，128.192kbit/s 好。当比较压缩机制时，很重要的是要使用同等音质的编码器。将新编码器与基于过时技术甚至是带有缺陷的旧编码器比较可能会产生对于旧格式不利的结果。由于有损编码会丧失信息这样一个现实，MP3算法通过建立人类听觉总体特征的模型尽量保证丢弃的局部不被人耳识别出来例如，由于noisemasking，不同的编码器能够在不同程度上实现这一点。3、MP3播放器麻雀虽小但五脏俱全，MP3播放器同样具备CPU、存储、解码

25、等设备。MP3播放器在控制上一般分为按键控制和触屏控制，但无论哪种控制方式，用户发出的指令都会传送给MP3的CPU，CPU承受到控制指令后会发送指令给MCU，控制MCU从存储设备上读取所需要的音频文件，完成用户所需要的功能。MP3音频文件要想播放需要经过MCU的解码，解码的过程可以理解为反向解码，把在MP3音频文件生成过程中压缩的局部尽可能最大的复原出来。但此时用户仍然无法听到音乐，这时便需要利用数模转换器将解码出来的数字信号转换为人耳可以听到的模拟信号经由信号放大器放大再发送到功放局部，例如耳机、音响等。MP3不仅是人们享受音乐的工具，同时也是学习的一种重要工具，将课程录制下来，或是许多英语

26、学习书籍中提供的MP3格式学习资料，都会让我们的学习事半功倍。1.2 MP3以及MP3播放器的开展趋势自从第一款MP3播放器诞生以来，历经十余年，MP3播放器经过了极大的开展与改变。同手机、相机等产品一样，正在向着功能多元化方向开展。不得不说，如今随着电子产品的不断开展，同一件电子产品所具备的功能越来越多，如拍照、听音乐等已成为了手机的根本功能。又如平板电脑的诞生，更是使得许多功能在不同的电子产品上出现了功能重叠的现象。MP3音乐播放器作为一款功能相对单一的电子产品，受到了不小的市场冲击。但是虽然如此，MP3在音乐播放时长仍然有他的一席之地，这其中的原因之一就是电子产品的续航问题。如今很少有人

27、用手机来播放音乐，正是由于如今的主流手机待机续航时间根本为一天左右，但这只是在正常使用的情况下，如果加上播放音乐等功能，可能半天时间就已经没电了。所以物尽其用，对于播放音乐来说，大局部人的选择还是MP3播放器。但如今MP3播放器不仅受到其他的电子产品冲击，自身竞争也同样剧烈。越来越多变的造型以及工业设计新元素的添加，让MP3能够持久地焕发着生机和活力。倘假设站在潮流的浪尖往回看，视频概念，拍照功能，彩屏大屏拓展，巧克力按键，双层注塑亚克力面板，双核概念炒作，镜面工艺，2.8英寸超大屏幕，国的主流MP3厂家似乎总能够保持一种默契，每隔一段不太长的时间就会为当时的MP3参加一些新的设计元素，让MP

28、3在消费者面前，永远保持着新鲜的卖点和创新的活力。三维感光音乐播放器正是在这种不断需要新鲜事物刺激眼球的背景下应运而生。所谓三维感光音乐播放器，一改往常通过按键或触摸屏对播放器进展控制的方式，而选择通过感应光照强度以及位置的改变，从而进展对音乐间的切换。通过外界自然光强度控制播放音量大小。使得产品拥有更人性化的操作，同时也增强了操作中的趣味性，为用户带来更好的娱乐体验以及更完美的音乐体验。1.3 课题研究容此款产品主要由光敏电阻模块、6轴传感器模块、主控芯片模块、音乐解码芯片模块、TF卡模块、音频输出模块、电池模块、USB模块这八局部组成。利用光敏电阻感知播放器所处环境的光强程度，根据光强程度

29、来控制音乐的音量，并且利用6轴传感器感知播放器的位置以及位置变化的加速度值，根据6轴传感器的信息来决定播放器播放音乐的功能上一首、下一首、暂停、播放等。播放器的音乐存储在TF卡中，方便TF卡中的音频文件更换。播放器采用锂电池充电，播放器置锂电池充电管理电路。系统流程如图1.1所示图1.1系统流程图1.4 章节安排本文共分为六章，第一章为概述，简单的介绍了毕业设计所做的东西，以及一些相关知识。第二章为介绍CPUSTM310，包含CPU的参数介绍、所应用的功能介绍、以及CPU的电路原理图等。第三章介绍了MP3播放器中所用到的MCUDS250-10的功能参数、原理图以及周边电路。第四章主要讲述的为M

30、P3播放器的控制模块，其中包含了红外控制、MPU6050三轴陀螺仪以及光敏电阻这三局部，这三局部也是MP3的获得操作指令的主要途径，是毕业设计中的重点之一。第五章介绍的是MP3播放器的供电、充电以及保护电路。介绍了BQ2057等芯片的一些信息及应用。第六章包含了TF卡、USB模块、功放模块这剩余的三局部，涉及到了播放器数据存储、充电接口以及音频输出等容。第二章 主控CPU芯片2.1 STM32F103A芯片的根本构成STM32F103A的模块框图，如图2.1所示。图2.1 STM32F103A的模块框图STM32F103A是以ARMCorte*-M3为核的32位高性能微处理器，其工作的频率为7

31、Hz。片上含有51Flsh、6SRAM等高速存储设备。由于具有APB总线，以及丰富的I/0接口，使其可多种增强型外设。具备IC接口两个，SPI接口三个以及USART接口五个，几乎为所有的设备都提供了便准通信的接口。片集成了两个位数为12的ADC转换器、一个位数为12的DAC双通道转换器、而16位得计时器更是多达11个。2.1.1 芯片特点1、核：ARM32位Corte*-M3CPU最高工作频率7Hz外部晶振为Hz，部PLL倍频设置为9倍频，1.2MIPS/MHz。单周期乘法和硬件除法。而一般使用的51单片机则没有倍频的能力，常使用11.059Hz的晶振，处理能力比STM32系列单片机差很多。2

32、、复位和电源管理，2.0到3.的电源供电和I/O接口的驱动电压。相比于51单片机，STM32F103A单片机片集成了可编程的电压探测器PVD，可实时检测单片机的供电电压，在电压过低时，自动复位。3、最多高达112个的快速I/O端口根据型号的不同，有26，37，51，80和112的I/O端口，所有的都可以映像到16个外部中断向量。除了模拟输入，所有的都可以承受以的输入。4、可提供两种调试模式，串行调试SWD和JTAG接口调试。这里选用的是SWD接口进展调试。5、多达13个通信接口：2个IC接口SMBus/PMBus；5个USART接口ISO7816接口，LIN，IrDA兼容，调制控制；3个SPI

33、接口1bit/s，2个与I复用；CAN接口(2.)；USB2.0全速接口；SDIO接口。这里主要是使用UART接口。由于一般的51单片机只有一个UART接口，但是本设计中要使用多达三个UART接口，普通的51单片机不能满足要求。拥有大量的接口也是选择SEM3103单片机的重要原因。2.1.2 芯片应用1、DMA：12通道的通用DMADMA1有7个通道，DMA2由5个通道可用于存储器到存储器，外设到存储器和存储器到外设的传输。DMA控制器支持循环缓冲管理，从而防止了在到达缓冲区末端的时候产生中断。每个通道都连接到专用的硬件DMA请求，同时支持软件触发。由软件进展配置，源到目标的传输大小是独立的。

34、DMA可以和一些主要外设一起使用，包括SPI,IIC,IIS,USART，通用定时器TIM*，根本定时器，DAC和ADC。2、独立看门狗：独立看门狗基于12位的倒计数器和8位的预比较器。由一个独立的4Hz的部RC提供时钟。由于和主时钟独立工作，所以它可以工作在停顿和待机模式。可以用作在系统出问题时来复位设备，也可以作为一个空转的定时器来用于应用程序的定时管理。硬件或者软件都可以通过选项字节来配置，计数器在调时模式下可以冻结。3、SysTick定时器：该定时器是OS专用，但也可以用作标准的倒计数器。特性：一个24位的倒计数器；自动重载能力；当计数器为0时产生的系统中断是可屏蔽的；可编程的时钟源。

35、4、通用定时器TIM*：STM310*设备最多自带4个同步标准定时器。这些定时器基于一个16位自动重载顺序/倒序计数器和一个16位的预比较器。每个定时器特有分别用于输入捕获，输出比较，PWM或者单脉冲模式输出的4个独立通道。在最大的封装下可以提供多达12输入捕获/输出比较/PWM。通过同步连接特性或事件链，定时器可以一起工作。定时器在调时模式下可以冻结。任何一个标准的定时器都可以用于产生PWM输出。每一个定时器可以产生独立的DMA请求。5、ADC模数转换器：2个12位的模数转换器，每个多达16个外部通道，可以以单次或扫描模式进展转换。在扫描模式下，自动转换在一组选定的模拟输入上进展。ADC接口

36、嵌入的附加逻辑功能支持：同时采样并保持；穿插采样并保持；单并联。ADC支持DMA。如果转换电压在设置的限制之外会产生一个中断，特有的模拟看门狗可以对每个通道的转换电压进展精准监控。标准定时器TIM*和高级控制定时器TIM1产生的事件可以部连接到ADC开场触发器，插入触发器和DMA触发器，从而应用可以同步A/D转换和定时器。6、串行线JTAG调试端口SWJ-DP：芯片嵌入了ARMSWJ-DP接口，并且组合了JTAG和串行线调试端口。JTAGTMS和TCK引脚分别和SWDIO和SWCLK复用。如果要在JTAG-DP和SW-DP之间切换，只需要在TMS输入一个特定的序列。2.2 主控CPU电路主控电

37、路图如2.1.2所示图2.2主控CPU电路CPU各管脚在系统中的应用，如表2.1所示。表2.1CPU各管脚在系统中的应用网络标号作用使用功能管脚IR_INT1红外控制输出模拟的红外波形控制GPDS25音乐芯片实现功能PA2SWDIO,SWDCKCPU所用SWD下载端JLINK下载器所用端PA13,PA14*3,*3CPU晶振连接CPU晶振OSC_IN,OSC_OUTBOOT1,BOOT0CPU启动端BOOT1，BOOT0的电平组合决定CPU从那局部开场启动PB2，BOOT0NRST复位端NRST3PWM模拟晶振输出模拟的PWM波形当作GPDS25音乐解码芯片的晶振Pb6ADCAD采集信号获取采

38、集的光强数据PA5SCL,SDAIC通讯与MPU6050芯片进展通讯PB10,PB11第三章 音频解码芯片3.1 GPDS25芯片的根本构成3.1.1产品特点1、直接承受锂电池输入。2、建DC/DC-供电给外接U盘。3、直推7-seg 不需要外挂三极管。4、支持更多收音规格模块。5、主控外围简单,本钱更低,功能更强,整 BOM 本钱更具优势。6、支持U盘、MMC、SD卡的播放。7、置3. LDO。8、无需升压IC。9、置外部音源通道。10、可调节外部音源声量。11、支持MP3音乐格式支持USBHost2.ullSpeed 协议。12、支持10多个按键功能。13、支持单曲循环、全部循环等多种播放

39、模式。14、支持NORMAL、 POP 、JAZZ 、CLASS 、BASS 、ROCK等音效模式。15、支持红外摇控器控制功能。3.1.2规格参数1、支持的音频格式MP3。2、波特率:2400USB。3、接口规格USB2.0FullSpeed。4、支持MMC、SD卡协议。5、支持U盘文件系统FAT16/FAT32。6、信噪比8B以上。7、输出功率:0.25-0.,可接耳机。8、提供工作电源电压，工作电流20-6A，频率响应202HzGPDS250系列 相对GPDS208系列 优势:1.芯片部集成LDO,省去原来老主控要用电源稳压管外围本钱更低。2.芯片部集成4052,直接支持LINE_IN.

40、省去原来老主控要用的4052 切换FM/USB/SD。3.支持更多收音规格模块。支持目前市面上绝大局部收音IC。4.直接推LED 数码管,省去原来老主控要增5个三极管。5.置支持更多规格型号的LCD,直接推LCD。6.置升压电路,外围简单。3.2 DS250-10芯片电路DS250-10芯片电路如以下图所示图3.1DS250-10芯片电路为了节约资源，并且减小本钱。DS250-10的晶振由STM32F103A模拟输出。同时在PCB板上留有晶振的位置，用两个0欧姆电阻隔离开。以防当STM32F103A模拟的PWM波形不可用时，可以安装DS250-10所需的晶振。DACOL、DACOR分别为左声道

41、与右声道输出端，与功放电路相连。IR_INT1为红外控制引脚，本播放器采用CPUSTM32F103A直接模拟红外输出，从而完成对音乐芯片的控制。IOB2、IOB1、IOB0本别为SD0、SDCLK、SDCMD与TF卡相连，从TF中读取MP3音频格式的文件，经由DS250-10芯片解码为模拟信号由功放单元输出音频。第四章 控制模块4.1 三轴陀螺仪4.1.1 MPU6050芯片简介MPU-60是全球首例9轴运动处理传感器。它集成了3轴MEMS陀螺仪，3轴MEMS加速度计，以及一个可扩展的数字运动处理器DMPDigitalMotionProcessor，可用IC接口连接一个第三方的数字传感器，比方

42、磁力计。扩展之后就可以通过其IC或SPI接口输出一个9轴的信号SPI接口仅在MPU-6000可用。MPU-60也可以通过其IC接口连接非惯性的数字传感器，比方压力传感器。MPU-60对陀螺仪和加速度计分别用了三个16位的ADC，将其测量的模拟量转化为可输出的数字量。为了准确跟踪快速和慢速的运动，传感器的测量围都是用户可控的，陀螺仪可测围为250，500，1000，2000/秒dps，加速度计可测围为2，4，8，1。一个片上1024字节的FIFO，有助于降低系统功耗。和所有设备存放器之间的通信采用40Hz的IC接口或Hz的SPI接口SPI仅MPU-6000可用。对于需要高速传输的应用，对存放器的

43、读取和中断可用2Hz的SPI。另外，片上还嵌了一个温度传感器和在工作环境下仅有1%变动的振荡器。芯片尺寸440.m，采用QFN封装无引线方形封装，可承受最大1000的冲击，并有可编程的低通滤波器。关于电源，MPU-60可支持VDD围2.5%，3.5%，或3.5%。另外MPU-6050还有一个VLOGIC引脚，用来为IC输出提供逻辑电平。VLOGIC电压可取1.85%或者VDD。4.1.2 MPU6050芯片原理图1、MPU6050芯片原理图MPU6050芯片原理图如以下图所示图4.1MPU6050芯片原理图AU*_OA、AU*_CL分别为*DA、*CL。组成IC接口，与CPUSTM32F103

44、A进展通讯，将得到的位置信息以及加速度信息传递给CPUSTM32F103A。2、MPU6050芯片外围电路MPU6050芯片外围电路如以下图所示图4.2CAT6219-3.电压输出电路MPU6050三轴陀螺仪芯片所需电压为3.，为了保证芯片工作正常，数据准确，采用由CAT6219芯片为核心的3.电压输出电路。CAT6219直接由锂电池供电，将电压转化为稳定的3.电压。3、关于MPU6050芯片相关实验1MPU6050芯片的控制程序voidTrack_adjustment(unsignedchar *BUF,short *data)/READ_MPU3050(BUF,data);/播放、停顿if

45、(data2 40)Delay(1000);READ_MPU3050(BUF,Direction);if(data2 40)if(STOP_SIGNE = 1)DAC_CHANG(STOP);STOP_SIGNE = 0;elseDAC_CHANG(PLAY);STOP_SIGNE = 1;return;/下一首if(data0 60)/Delay(1000);/READ_MPU3050(BUF,Direction);/if(data0 60)/DAC_CHANG(NE*T);return;/上一首if(data1 60)/Delay(1000);/READ_MPU3050(BUF,Direc

46、tion);/if(data1 60)/DAC_CHANG(PRE);return;/此段程序为控制MP3播放器的播放、停顿、上一首、下一首等功能，利用中断的方式将控制信息发送给CPU，再由CPU控制MCU，从而完成用户的指令。由于MP3播放器采用体感控制，数据收集由MPU6050三轴陀螺仪来完成，所以此时会面临一个检测灵敏度的问题，只有检测到加速度到一定数值时，播放器才会采取相应的操作，经过测试得到了程序中的数值，即每个data里的数值，如果需要进展相应的修改可更改data中的数字。4.2 红外控制4.2.1 红外遥控器面板代码对应图红外遥控器面板代码对应如以下图所示图4.3 红外遥控器面板

47、代码对应图经测试，得出以下对应关系：A2：开机/关机；22：暂停/播放；02：上一首；C2：下一首；A4：音量减小；90：音量增大；30：数字1；18：数字2；：数字3；10：数字4；38：数字5；：数字6；42：数字7；：数字8；52：数字9；4.2.2 有关红外波形的测试1、红外输出编码格式图4.4 红外编码图输出编码是由引导码、16位用户码用户码、用户码和16位数据码(数据码、数据码反码)组成。图4.5 引导码及用户码根据实际测量，引导码低电平为9.0s，高电平为4.5s。用户码中“0的低电平时间长度为0.51s，高电平时间长度为0.61s。“1的低电平时间长度为0.6s，高电平时间长度

48、为1.7s。在实际测量中发现，不同的触发方式会引起红外码形的变化。图4.6 红外码形1图4.7红外码形2图4.8红外码形3在试验中，利用红外接收端、红外遥控器以及逻辑分析仪记录所得波形如图4.6、4.7、4.8所示。触发规则的改变将会影响到波形最终的结果。当红外遥控器单次触发时，会出现图4.6红外码形1中所示的波形。第一段为9.0s的低电平与4.5s的高电平构成的引导码。以及八位“0与八位“1构成的十六位用户码。第二局部为十六位数据码，前八位为数据码，后八位为前八位数据码的反码。图形中所示为数据码为“1800011000，即当前十六位数据码为“00111。最后局部为完毕码。完毕码由一个39.9

49、3s的高电平、9.04s的低电平、2.s的高电平、0.59s的低电平组成。当触发规则变更为快速连续不连续的触发时，红外码形如图4.7红外码形2中所示。完毕码并未出现，红外编码只是由引导码、用户码以及数据码组成。当触法规则变更为触发一起同时按住不放时，红外码形如图4.8红外码形3中所示。在引导码完毕之后，增加了一段时间长度为96.26s的高电平，之后又为完毕码，依次不断循环。2、红外程序局部voidSend_Start_Bit(void) /TR1的值=发送的电平 IR_Low;TIMnterruptFlag=FALSE;TIM_Configuration(3599,179);/swhile(T

50、IMnterruptFlag=FALSE);IR_High;TIMnterruptFlag=FALSE;TIM_Configuration(3599,89);/4.swhile(TIMnterruptFlag=FALSE);此段程序为发射引导码的程序。“TIM_Configuration(*,Y);这句为发射时间长度为s的低电平。计算公式为*+1Y+1/72000000=Z。Z为最后发射的时间长度，单位为毫秒。公式中的72000000为芯片的晶振频率7Hz。voidSend_Bit_0(void) /0.56s1IR_Low;TIMnterruptFlag=FALSE;/TH0=(65535-

51、521)/256; /TL0=(65535-521)%256; TIM_Configuration(4607,7);/0.51swhile(TIMnterruptFlag=FALSE); IR_High;TIMnterruptFlag=FALSE;/0.5s0/TH0=(65535-516)/256; /TL0=(65535-516)%256; TIM_Configuration(5516,7);/0.61swhile(TIMnterruptFlag=FALSE); voidSend_Bit_1(void) IR_Low;TIMnterruptFlag=FALSE;/TH0=(65535-52

52、1)/256; /TL0=(65535-521)%256; TIM_Configuration(2195,19);/0.6swhile(TIMnterruptFlag=FALSE); IR_High;TIMnterruptFlag=FALSE;/1.68s0/TH0=(65535-1553)/256; /TL0=(65535-1553)%256; TIM_Configuration(1259,99);/1.7swhile(TIMnterruptFlag=FALSE); 此段程序为发射“0“1。红外代码中的用户码和数据码均由“0“1组成，“0“1的上下电平均为固定值。此程序中采用调用的方法，按照

53、发送数据的不同，从此段程序生成的“0“1中调用。缩减了程序的长度，减少了计算的时间，同时也降低了CPUSTM32F103A的计算压力。程序中时间长度的计算方法依然采用*+1Y+1/72000000=Z，与之前算法一样。voidSend_over(void) /0.50s1IR_Low;TIMnterruptFlag=FALSE;/1.68s0TIM_Configuration(4249,9);/0.5swhile(TIMnterruptFlag=FALSE); IR_High;TIMnterruptFlag=FALSE;/1.68s0TIM_Configuration(3605,799);/4

54、0.07swhile(TIMnterruptFlag=FALSE);IR_Low;TIMnterruptFlag=FALSE;/1.68s0TIM_Configuration(6407,99);/8.swhile(TIMnterruptFlag=FALSE); IR_High;TIMnterruptFlag=FALSE;/1.68s0TIM_Configuration(1655,99);/2.swhile(TIMnterruptFlag=FALSE);IR_Low;TIMnterruptFlag=FALSE;/1.68s0TIM_Configuration(1871,19);/0.5swhil

55、e(TIMnterruptFlag=FALSE); IR_High;TIMnterruptFlag=FALSE;/1.68s0TIM_Configuration(23960,119);/39.93swhile(TIMnterruptFlag=FALSE); 此段程序为发送完毕码，因为最后一个位只有遇到下降沿才能读取发射端的上升沿。依照实际测试的红外码形结果，依次发射上下电平。/发送一字节 8位 voidSend_Char(u8CodeNum) unsignedchari,j1,j2,j3,j4; j1=00; /用户码 固定j2=ff; /用户码 固定j3=CodeNum; /键值j4=j3;

56、 /反码Send_Start_Bit(); for(i=0;i8;i+) if(j1&80) Send_Bit_1(); elseSend_Bit_0(); j1=j11; /先发射低位 for(i=0;i8;i+) if(j2&80) Send_Bit_1(); elseSend_Bit_0(); j2=j21; for(i=0;i8;i+) if(j3&80) Send_Bit_1(); elseSend_Bit_0(); j3=j31; /先发射低位 for(i=0;i8;i+) if(j4&80) Send_Bit_1(); elseSend_Bit_0(); j4=j41; /先发射

57、低位 Send_over();/完毕符 此段程序为发射八位红外码。其中j1=00是用户码的前八位，为固定值。j2=ff是用户码的后八位，即前八位的反码，同为固定值。j3=CodeNum为数据码的前八位，具体数值根据需要的播放器实现的功能设定为与之对应的值，功能与键值的对应关系可参照 4.3红外遥控器面板代码对应图局部。j4为数据码的后八位，其值为j3的反码。此段程序由四个For循环语句组成，系统先将需要发射的数值转换成二进制“0“1组成的模式，再根据逻辑关系依次调用之前的已经编好的“0“1固定程序，从而形成所需要的模拟红外码。一段发射程序只能发射一组键值，如需发射多组键值所组成的组合，只需将新

58、的数据重新写入CodeNum进展调用便可实现。4.3 光敏电阻4.3.1 光敏电阻简介光敏电阻又称为“光导管，主要用于制造它的材料为硫化镉，还有一些其他的材料例如硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等。在一定的波长光的照射下，这些材料的组织会线性减小，即光越强，光敏电阻的组织越小。其中原因在于光照会产生载流子，而载流子会参与导电，此时如果有外加电场，在其作用下会发生漂移运动，电子会流向正极，空穴会流向负极，使得光敏电阻的组织可以随着环境光的变化而变化。1、主要参数光敏电阻的主要参数是：1光电流、亮电阻：光敏电阻器在一定的外加电压下，当有光照射时，流过的电流称为光电流，外加电压与光电流之比称为亮电阻，常用

59、“10*表示。2暗电流、暗电阻：光敏电阻在一定的外加电压下，当没有光照射的时候，流过的电流称为暗电流。外加电压与暗电流之比称为暗电阻，常用“*表示。3灵敏度：灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值暗电阻与受光照射时的电阻值亮电阻的相对变化值。4光谱响应：光谱响应又称光谱灵敏度，是指光敏电阻在不同波长的单色光照射下的灵敏度。假设将不同波长下的灵敏度画成曲线，就可以得到光谱响应的曲线。5光照特性：光照特性指光敏电阻输出的电信号随光照度而变化的特性。从光敏电阻的光照特性曲线可以看出，随着的光照强度的增加，光敏电阻的阻值开场迅速下降。假设进一步增大光照强度，则电阻值变化减小，然后逐渐趋向平缓。在大多数

60、情况下，该特性为非线性。6伏安特性曲线：伏安特性曲线用来描述光敏电阻的外加电压与光电流的关系，对于光敏器件来说，其光电流随外加电压的增大而增大。7温度系数：光敏电阻的光电效应受温度影响较大，局部光敏电阻在低温下的光电灵敏较高，而在高温下的灵敏度则较低。8额定功率：额定功率是指光敏电阻用于*种线路中所允许消耗的功率，当温度升高时，其消耗的功率就降低。2、工作原理光敏电阻的工作原理是基于光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等