基于STC12单片机的WAV播放器

1、STC12 播放器物电学院电信二班小组成员：张景宝、李镇宇、周方嫒一、 设计特点1、采用PWM 调制方式，使硬件简单，实现容易。2、由于没有专用解码芯片，所以只能播放 音轨。3、通过软件自动适应音乐采样率。4、设计电池接口，可便携。5、声音大小可通过硬件调整。二、 基本原理PCM 文件结合采样率调制到PWM原音乐文件。三、 硬件设计1、电源部分2、SD 卡部分3、音频接口部分4、CPU 部分四、 软件设计1、编译平台：KEIL V9.09 级优化2、使用资源情况3、 SD 卡低层驱动/*功能描述：向 SD卡写命令隶属模块：SD卡模块函数属性：内部参数说明：SD6个字节，pcmd是指向命令字节序

2、列的指针返 回 说 明 ： 命 令 写 入 后 ， SD 卡 的 回 应 值 ， 调 用 不 成 功 ， 将 返 回0 xff*/u8 SD_SendCommand(u8 cmd, u32 arg, u8 crc)unsigned char r1; unsignedcharRetry=0;/ SPI_ReadWriteByte(0 xff);/片选端置低，选中 SD 卡SD_CS=0; /打开片选/发送SPI_ReadWriteByte(cmd|0 x40)/分别写入命令SPI_ReadWriteByte(arg24);SPI_ReadWriteByte(arg 16);SPI_ReadWri

3、teByte(arg 8); SPI_ReadWriteByte(arg); SPI_ReadWriteByte(crc);/等待响应，或超时退出while(r1 = SPI_ReadWriteByte(0 xFF)=0 xFF)Retry+; if(Retry 200)break;/关闭片选/在总线上额外增加 8 个时钟，让 SD 卡完成剩下的工作SPI_ReadWriteByte(0 xFF); SD_CS=1; /打开片选/返回状态值return r1;/*功能描述：初始化 SDCMD1隶属模块：SD卡模块函数属性：内部参数说明：无返回说明：调用成功，返回 0 x00，否则返回 INIT

4、_CMD1_ERROR (sd.h 中有定义)u8SD_Init()unsigned char time,temp,i;SPI_Init(); SPI_SetSpeed(3);/设置到低速模式SD_CS=1; /打开片选)/4！SPI_ReadWriteByte(0 xff); /120 个时钟SD_CS=0; /打开片选time=0;dotemp=SD_SendCommand(CMD0,0,0 x95);/写入CMD0复位SD卡time+; if(time=200)SD_CS=1; /打开片选while(temp!=0 x01); time=0;dotemp=SD_SendCommand(C

5、MD1, 0 , 0 xff); /写入 CMD1 激活 SD 卡time+; if(time=200)SD_CS=1; /打开片选while(temp!=0);SPI_SetSpeed(0);temp = SD_SendCommand(CMD59, 0, 0 x01); if(temp != 0 x00)return temp; /命令错误，返回 r1temp=SD_SendCommand(CMD16,512,0 xff); if(temp!=0 x00)return temp ;/命令错误，返回 r1SD_CS=1; /打开片选SPI_ReadWriteByte(0 xff); /按照 S

6、D 卡的操作时序在这里补 8 个时钟return 0;/*-*/* InitializeDiskDrive*/*-*/DSTATUS disk_initialize (void)DSTATUSstat;stat =SD_Init();return stat;/*-*/*ReadPartialSector*/*-*/DRESULT disk_readp (BYTE* buff,/*Pointertothedestinationobject*/DWORD sector, WORD offset, WORD count)/* Sector number (LBA) */* Offset in the

7、 sector */* Byte count (bit15:destination) */DRESULT res;uchar response=0 xff; uint byteLeft,retry=0;byteLeft=512-offset-count;/接收数据后，跳过的字节数if(offset+count)512)出扇区returnRES_PARERR;/读取字节超if(SD_SendCommand(CMD17, sector0 xfffe)/超时错误SD_CS_DEASSERT;return RES_ERROR;while(response != 0 xfe); /等待回应if/跳过 o

8、ffset（偏移字节数）个数据doSPI_ReadWriteByte(0 xff);while (-offset);if(buff)do/接收到的数据块数据存入缓冲区*buff+=SPI_ReadWriteByte(0 xff);while (-count);else/dummyif(byteLeft)/byteLeft个数据dodoSPI_ReadWriteByte(0 xff);while (-byteLeft);SPI_ReadWriteByte(0 xff);SPI_ReadWriteByte(0 xff);/忽略 CRC 校验（两个字节）res= RES_OK;SD_CS_DEASS

9、ERT;SPI_ReadWriteByte(0 xff);/等待 8 个 clkreturnres;BYTE xdata Cache0SIZE; BYTExdataBYTE xdata Cache0SIZE; BYTExdataCache1SIZE; LPBYTE dataCache;LPBYTEdataAudioCache=Cache0;if(Cache = Cache0) Cache=Cache1;else Cache =Cache0;staticDWORDload_header(void)staticDWORDload_header(void)/*0:Invalidformat,1:I/

10、Oerror,=1024:Numberofsamples*/DWORD sz, f; BYTE b, al = 0;voidTimer0(void)interrupt1CCAP0L=CCAP0H=AudioCacheAudioPos; AudioPos+;if(AudioPos=SIZE)play_f=1; AudioPos=if(AudioCache=Cache0)AudioCache=Cache1; else AudioCache =Cache0;if (pf_read(Cache, 12, &rb) return 1;/* Load file header (12 bytes) */if

11、 (rb != 12 | LD_DWORD(Cache+8) != FCC(W,A,V,E) return 0;for (;) pf_read(Cache, 8,&rb);if (rb != 8) return 0;/* Get Chunk ID and size */sz = LD_DWORD(&Cache4);/* Chunk size */switch (LD_DWORD(&Cache0) /* FCC */case FCC(f,m,t, ) :if (sz & 1) sz+;/* fmt chunk */* Align chunk size */if (sz 100 | sz 16)

12、return 0; /* Check chunk size */pf_read(Cache, sz, &rb); if (rb != sz) return 0;/* Get content */if (Cache0 != 1) return 0;/* Check coding type (LPCM) */ b = Cache2;if(b!=1&b!=2)return0; b = Cache14;if (b != 8 & b != 16) return 0;/* Check channels (1/2) */* Check resolution (8/16 bit) */if (b & 16)

13、al = 1;f = LD_DWORD(&Cache4);/* Check sampling freqency (8k-48k) */ if (f 8000) return 4;TH0 = -(FOSC / 12 / f);break;case FCC(d,a,t,a) :/* data chunk */if (!al) return 0; /* Check if format valid */if (sz 1024 | (sz & (al - 1) return 0;/* Check size */if (Fs.fptr & (al - 1) return 0; return sz;/* C

14、heck offset */* Start to play */case FCC(D,I,S,P) :/* DISP chunk */SendString(dispn);case FCC(L,I,S,T) :case FCC(f,a,c,t) : if (sz & 1) sz+;/* LIST chunk */* fact chunk */* Align chunk size */pf_lseek(Fs.fptr + sz); break;/* Skip this chunk */default :default :return 0;/* Unknown chunk */return 0;五、

15、 附录文件头1、WAV 文件头偏移地址字节数数据类型内容00H4char“RIFF”;RIFF标志04H4long int0 x0001060A（注意数据存储顺序）;文件长度08H4char“WAVE”;WAVE标志0CH4char“fmtfmt标志，最后一位为空10H4long int0 x12;sizeof(PCMWAVEFORMAT)14H2int1（WAVE_FORMAT_PCM）格式类别，1 PCM 形式的声音数据16H2int2; 通道数，单声道为 1，双声道为 218H2int44100; 采样频率（每秒样本数）1CH4long int0 x10B10000;每秒数据位数每样本的

16、数据位数8。播放软件利用此值可以估计缓冲区的大小。20H2int数据块的调整数（按字节算的），每样本的数据位值8。播放软件需要一次处理多个该值大小的字节数据，以便将其值用于缓冲区的调整。22H2果有多个声道，对每个声道而言，样本大小都一样。50H4char“data”;数据标记符54H4long int0 x00 0105D8;语音数据大小2、FatFSFatFSFatFS FatFs FAT FatFsANSI 8051, PIC, AVR,SH, Z80, H8, ARM 等等，不需要做任何修改。特点：FAT12, FAT16 FAT32.多个卷(物理驱动器与分区).FDISK Super

17、-floppy.多种配置选项:为双位元组字元系统 Byte Char Systems )API，缓冲区配置等等应用程序接口FatFs 提供下面的函数：f_mount - 注册/注销一个工作区域（Work Area） f_open - 打开/创建一个文件 f_close - 关闭一个文件f_read - 读文件 f_write - 写文件f_lseek - 移动文件读/写指针f_truncate - 截断文件f_syncFlush Cached f_opendir - 打开一个目录f_readdir - 读取目录条目f_getfree - 获取空闲簇 Get Free Clusters f_st

18、at - 获取文件状态f_mkdir - 创建一个目录f_unlink - 删除一个文件或目录f_chmod - 改变属性（Attribute） f_utime - 改变时间戳（Timestamp）f_rename - 重命名/移动一个文件或文件夹f_mkfs - 在驱动器上创建一个文件系统f_forwardForwardfiledatatothestreamdirectly f_gets - 读一个字符串f_putc - 写一个字符f_puts - 写一个字符传f_printf - 写一个格式化的字符磁盘 I/O接口Since the FatFs module is completely separated from disk I/O layer, it requires following functionstolowerlayertoread/writephysicaldiskandtogetcurrenttime.ThelowleveldiskI/O moduleisnotapartofFatFsmoduleanditmustbeprovidedbyuser.Thesampledriversarealso available in theresources.因为 FatFs 模块完全与磁盘 I