基于单片机实现的音乐播放器设计

基于 STM32单片机的多功能媒体播放器设计

张志伟

【期刊名称】《陕西理工学院学报（自然科学版）》

【年(卷),期】2015(000)004

【摘 要】For the expansion of traditional music player function , multi-functional media player was de-signed, which uses STM32F103VCT6 micro

controller as the core device .The hardware circuit of the system is

composed of MCU, TFT color touch screen, temperature sensor, EEPROM

chip, Flash chip, audio decoder chip and SD card modules etc .the system

software is compiled in Keil MDK design platform by the TFT LCD driver ,

ADS7846 touch driver , VS1003 audio decoder driver , SD card reader

driver , music playback function program and other related functional

program composition .Experimental results show that: the media player

can achieve MP3 music player and track lyrics spectrum information of

color display , and has multiple func-tions of clock temperature display , e-books, picture browsing and drawing board .%采用STM32 F103 VCT6单片机为核心器件设计多功能媒体播放器。系统硬件电路由单片机、TFT触摸彩屏、温度传感器、EEPROM芯片、Flash芯片、音频解码芯片和SD卡模块等构成，系统软件在Keil MDK设计平台上编译，由TFT液晶显示驱动程序、ADS7846触控驱动程序、VS1003音频解码器驱动程序、SD卡读取驱动程序、音乐播放功能程序和其它相关功能程序构成。实验结果表明：媒体播放器可以实现MP3音乐播放和曲目歌词频谱信息彩屏显示，且具有时钟温度显示、电子书、图片浏览和画板等多种功能。

襄　主要程序设计流程是：主函数一播放歌曲子函　数、延时子函数、Ｔ０中断子函数一外部中断子函数（按　钮Ｋ１、Ｋ２选择歌曲）一查询开关Ｋ３闭合状态（开始／　暂停）嵌入播放歌曲子函数一液晶显示屏写指令子函　数、液晶显示屏写数据子函数一开机画面函数嵌入主　函数一歌曲序号和中文名ＬＣＤ显示子函数一串口发　送子函数一串口接受代码（查询方式）嵌入播放歌曲　子函数。　设计特点为：　１１程序中使用了两个定时／计数器，Ｔ０定时中断　用于产生整个音程的频率，以便驱动扬声器。定时器　Ｔ１用做波特率发生器，按照设定的ＴＨ１、ＴＬ１初值和　ＳＭＯＤ产生特定的波特率，完成串行通信。　２）不同的音调对应不同的频率，本设计主要是运　用单片机的定时／计数器每半周期取反输出来产生方　波频率信号输出到蜂鸣器，并延时音符相应的节拍来　播放音乐。所以存放乐谱编码的数组中，每２个数字　表示一个音符。第１个数字表示音调，其十位数表示　音调ｌ一７，个位数表示低中高音；第２个数字表示节　拍，即音符节拍相应延时的时间，送给调用的延时子　程序。这样编码方便直观地将乐谱编码成相应的数　组。　３１本设计的用户显示界面采用ＬＭ０１６Ｌ液晶显　示器（原理同ＬＣＤ１６０２）来显示开机欢迎画面、当前所　放歌曲的序号和中文歌名以及播放状态。其中用字符　型液晶显示器ＬＭ０１６Ｌ显示中文歌名，是用字模取码　软件得出５ｘ７点阵编码输入实现。　４１本播放器设计有串口通信功能，编程实现了与　上位机通信查看正在播放的歌曲序号和中文名，并可　在上位机控制播放器播放任意一首歌曲。如图２所　示。　图２单片机与上位机的通信功能　四、结论　本设计介绍了用单片机实现电子音乐播放器的　设计方法。系统以ＡＴ８９Ｃ５１为核心，设计中软、硬件结　合，仿真验证达到了设计的要求。本设计播放乐曲采　用的是内置的乐谱编码，只能播放电子音。如果能添　加上单片ＭＰ３译码器和外部存储扩展，即能实现基本　的ＭＰ３播放器功能。另外，配合串口通信功能可以设　计专门的用户界面软件，可以实现更多的控制功能。　参考文献：　［１］高玉芹．单片机原理与应用及Ｃ５１编程技术．北京：机械工　业出版社．２０１１．　［２］谢龙汉，莫衍．Ｐｒｏｔｅｕｓ电子电路设计及仿真．北京：电子．ｙ－，３ｋ　出版社．２０１２．　［３］王东锋，王会良，董冠强．单片机Ｃ语言应用１００例．北京：　电子工业出版社，２００９．　（上接第８７页）　椭圆运动的轨迹扩大，所以输出转速也会增大。又因　为压电陶瓷存在介电损耗，随电压增大而增大，所以　当输入电压达到一定值后，转速反而会下降，由此可　知电压和转速之间存在最佳值。　（３）预压力一转速特性　如图８所示，随着预压力的增大，转速减小；实验　还发现，随着预压力的增大，噪声也不断增大（电压　１５００。　４结论　本文在前述各节的理论分析基础上，论述了压电　行波超声波马达的设计制作方法，重点分析了椭圆运　动的形成，马达各部件的材料选取原则，依据上述原　理和材料的选择计算了定子的固有频率，确定了齿槽　的数目。在此基础上成功设计制作了一台样机，并在　・１２８・　福建电脑Ｉ　２ｏ１３年第５期　样机上进行了一些简单的性能实验，得到了一些有益　的结论，为后续研究积累了一定的设计经验。　参考文献：　［１］赵淳生，超声马达的发展与应用，测控技术，１９９６，（１５）１，　ｐｐ８——１０　［２］Ｓ．Ｕｅｈａ　ａｎｄ　Ｙ．Ｔｏｍｉｋａｗａ，Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　Ｍｏｔｏｒｓ　Ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｏｘｆｏｒｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，１９９３．　［３］上羽贞行富川义郎着，杨志刚郑学伦译，超声波马达理论　与应用，上海科学技术出版社，上海，１９９７　［４］见城尚志，指田年生，超音波乇一夕入门，综合电子出版社，　日本，ｐ．１９４—２００　［５］朱美玲，压电行波超声马达的研究，博士后出站报告，南京　航空航天大学，

福建电脑2012年第12期

基于STM32的多功能音频播放器的设计

高云红1，刘志群2

（1.山东行政学院计算机系山东济南250014

2.闽江学院物理学与电子信息工程系福建福州350108）

【摘要】：文章设计了一款基于STM32F103RBT6的多功能音频播放器，系统以

STM32F103RBT6为控制核心，利用高性能、低功耗的音频解码芯片VS1053B实现音频数据解

码，文件管理控制芯片CH376实现SD卡中的音频文件、图片、电子书等内容的读写，并配合2.8寸TFT触摸液晶屏，构建友好的人机交互系统。整个系统实现了音频的高质量播放、图片和电子

书浏览等功能，具有操作方便稳定可靠等特点。

【关键词】：STM32F103RBT6；VS1053B；音频解码；CH376

1、引言

自从1998年韩国第一款MP3播放器诞生以

来，就受到了广大消费者的青睐，MP3播放器以其

广阔的市场容量、丰厚的利润和较低的产业门槛

等优势，吸引了众多电子企业积极参与，并且成为

了IT行业的一个新增长点。随着电子技术的发展和芯片集成度的提高，现阶段的MP3播放器在维持自身轻巧、时尚、下

载方便、存储容量大、高音质等优势的前提下，还

应尽可能吸收其它产品的功能，以便增加产品的

卖点。系统包括以下几个电路模块：STM32F103RBT6最小系统模块、VS1053音频解

码模块、JTAG下载接口电路、SD卡、EEPROM模

块24C04、2.8寸TFT液晶、USB转串口PL2303模

块、USB控制芯片CH376等。

其中，STM32F103RBT6最小系统模块是整个

系统的控制核心，USB转串口PL2303模块负责将

电脑的USB口转换成串口；EEPROM存储器24C04用来存储系统掉电后的一些信息；SD卡模

块用来储存音乐文件、汉字字库、图片等资源；TFT触摸液晶模块实现信息显示和触摸屏的控

制；VS1053B音频解码模块主要获取

STM32F103RBT6传入的音频文件信息与控制信

基于AVR单片机的U盘MP3设计方案

随着电子技术的发展，MP3播放器正朝着大容量和小型化方向发展。然而，播放器和存储器的集成设计使得MP3难以扩展其容量以容纳更多歌曲。将播放器与内存分离是MP3发展的另一个方向。介绍了一种利用AVR控制以HOSTUSB对U盘音乐文件进行读取和解码的解决方案。该方案还具有读取音乐标签、U盘电子书，贪吃蛇游戏等功能，具有商业价值。

1系统功能简介

本设计主要完成对存储在U盘中的音乐及文本等信息的读取操作，能够完成U盘内MP3音乐数据的播放及标签信息的显示，实现播放器与存储器分离，并在此基础上完成电子书，贪吃蛇游戏等功能。

2系统芯片选择

USB通信芯片选择CH375，CH375是一个USB总线的通用接口芯片，支持USB-host主机方式和USB-DEVICE/SLAVE设备方式。在本地端，CH375具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及终端输出，可以方便地挂接到单片机等控制其的系统总线上。内置控制传输的协议处理器，简化常用的控制传输。支持低功耗模式。

3系统硬件电路设计

3.1MP3解码芯片与ATmega64的硬件连接 VS1003使用同步串行总线SPI通信，ATmega64内部集成有SPI总线控制器，故将SCLK，MOSO，MOSI直接与MCU的SPI控制引脚相连接即可。另外将XCS，XRES，DREQ，XDCS分别于PB4~PB7相连接，即可完成对解码芯片的控制。

3.2CH375与ATmega64的硬件连接

本设计中，CH375工作在HOST模式下，八位双向数据总线D0~D7分别于MCU的PD0~PD7相连接，实现数据与命令的并行传输。A0，RD，WR，INT，CS分别于PC3~PC7相连接。这种连接可以很方便的将CH375挂接到各种MCU系统总线上。

3.3彩屏与ATmega64的硬件连接

彩屏与MCU实现并口数据命令传输，将其16位数据命令口与MCU的PA0~PA7以及PE0~PE7相连接，另外将彩屏的片选CS，数据命令选通RS，写选通WR，读选通RD，及复位RST分别于MCU的PG0~PG4相连接。