具有U盘功能的MP3播放器的设计

系统主芯片采用美国ATMEL公司的AT89C51SND1C. 该芯片是单芯片数字（MPEG1，低成本，低电压，低功耗80 mW，高计算速度，功能齐全）. 2，2.5＆3）音频. 其特点如下: 1）基于8位C51MCU内核（最大时钟频率20 MHz）； 2）它集成了单独的MP3，并支持48、44.1、32、24、22.05、16 kHz采样频率，并支持左右声音独立于通道的音量控制（软件使用31级），重低音，中音，高音平衡控制（31级），沉重的低环绕声效果，辅助数据输出，“ CRC错误”和“ MPEG帧同步”指示； 3）嵌入式C51 Nand Flash，具有44个通用I / O端口，SSF-DC，I2S，SPI和IDE多个扩展功能接口，易于适应各种应用，Flash / CD / HDD播放器等； 4）适应不同市场D / A转换器的可编程音频输出接口兼容PCM格式和I2S格式； 5）内置2304 B RAM; 6）64KB Flash程序空间和4 KB Boot Flash存储器（AT89C51SND1），系统内编程: 通过USB，UART接口进行系统内编程； 7）USB1.1控制器，“全速”数据传输； 8）内置锁相环，提供MP3音频时钟和USB时钟； 9）兼容多媒体卡（MMC）卡接口，Atmel数据Flash SPI接口，IDE / ATAPI（硬盘）接口； 10）通道10位A / D转换器，频率为8 kHz（8位真实有效值），包括电池电压监控和软监控记录； 11）两个标准的16位定时器/计数器，硬件看门狗，带波特率发生器的标准通用异步串行端口，主从I2C控制器，主从SPI控制器； 12）电源管理模块. 包括上电复位，软件可编程的MCU时钟以及空闲和掉电模式.

AT89C51SND1C的简化内部结构实际上是64K80C51 + MP3+ USB. 使用该芯片设计MP3播放系统具有许多优势，例如无需昂贵的即可支持系统内编程，从而降低了系统设计成本；内置2 304 B RAM方便用户添加复杂功能. 此设备（如DC-DC，音频D / A转换器和内存）来满足系统要求，因此系统空间非常小. 有一点符合现代系统设计的苗条和功能齐全的要求.

3.1.2存储部分

使用三星的Nand Flash K9F1208作为系统的数据存储设备来存储系统需要播放的音乐文件. 主芯片AT89C51SND1C与闪存之间的通信与读取通用存储器RAM，EEPROM等基本相同. 不同之处在于，还有两个引脚CLE和ALE，这由闪存本身的特性决定. 主芯片通过读取R / B引脚来判断Flash读写是否完成. 如果正在读取和写入，则此引脚为低电平表示忙. 如果读写完成，则引脚电平变高. 在READY状态下，等待下一个操作. ALE和CLE信号在上升沿均有效. WP引脚具有写保护，用于保护由于开关等原因导致电源不稳定时的数据丢失.

3.1.3接口部分

AT89C51SND1C内置USB1.1控制器，可方便地与外部PC连接. AT89C51SND1C具有特定的引脚，用于检查USB接口是否已连接到USB主机设备. 当电平从低到高变化时，表示USB主机已连接，系统进入U盘功能. 控制器支持全速数据传输，所需的48 MHz参考时钟由PLL锁相环提供给控制器. 控制器通过数字锁相环DPLL生成控制器所需的12 MHz时钟. 如图3所示，在USB接口电路中，除了USB协议的要求外，还必须将一个20Ω电阻串联到D +和D-，并将一个1.5KΩ上拉电阻连接到D +，并且还添加了USB插入检测. 电路和USB工作指示灯. USB插入检测电路由电阻分压器组成. 将USB插入PC的USB接口时，USB_Insert信号将向P3.4输出高电平. 该引脚检测到该信号后，将执行U盘功能；否则，程序运行时将执行MP3功能. 当P3.5输入低电平时，VD1将点亮. 该二极管用于指示USB数据交换状态. 当USB端点进行数据交换时，该指示灯将闪烁.

3.1.4 D / A转换部分

当主芯片在内部将MP3或WMA等格式的音乐文件解码为数字信号，但人耳可以识别的信号是模拟信号时，系统将使用CS4330进行转换. AT89C51SND1C从闪存读取数据后，它会通过硬件将MP3格式的音乐解码为二进制数据，然后使用D / A转换器CS4330对这些数据进行数模转换，以将人耳可以接受的音乐转换为数字. 主芯片AT89C51SND1C具有内部音频输出接口，该接口支持不同格式的音频数据流格式，例如PCM格式和I2S格式. 该接口可以连接到几乎所有通用音频D / A转换器. CS4330在改善音频质量和降低信噪比方面非常出色. 同时，AT89C51SND1C集成了MP3硬件，系统无需连接其他. 经过D / A转换后，解码的数字信号将恢复为模拟音频信号.

3.1.5控制部分

通过键选择广播控制系统的设置. AT89C51SND1C提供4个按键输入端口. 连接USB之前，请短路DFU跳线，运行Boot Loader，然后输入固件下载；在连接USB之前，按FORMAT，格式化U盘；连接到USB，请勿按任何键，然后进入U盘功能. 使用电池电源时，请勿按任何键进入MP3模式. MP3键盘由播放/暂停键，预览键，下一键和功能键4个键组成: 功能键，功能切换；功能键切换. 接下来，向后前一个，向前；播放/暂停，播放/暂停. 使用播放器时，用户可以根据自己的喜好方便地选择播放或暂停歌曲. 通过LCD1602显示操作状态和设置信息. LCD采用液晶显示模块，可以显示汉字和图形. 液晶显示器具有厚度薄，适合直接驱动集成电路，易于实现全彩显示的特点，正好满足MP3播放器的需求.

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