基于ＳＴＭ３２的大容量音乐播放器设计（湖北大学物理学与电子科学技术学院，湖北武汉４３００７４）
摘 要：采用具有ＡＲＭ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３内核的ＳＴＭ３２Ｆ１０３Ｒ８Ｔ６等芯片进行相关的硬件设计，使用ＫＥＩＬ４．０进行固件程序和驱动程序的开发，设计了一种基于ＳＴＭ３２的ＣＣＩＤ协议的ＵＳＢ读卡器．该读卡器支持符合ＩＳＯ ７８１６－３规范的接触式ＩＣ卡。实验表明，该设计可以提高智能卡系统的通信速度和中断响应速度。关键词：ＵＳＢ；ＣＣＩＤ协议；ＳＴＭ３２；ＩＳＯ７８１６－３
1引言
2系统总体设计概述
基于PCM1770芯片播放器
3硬件设计
3.1控制器
STM32F105互联型系列微处理器使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核。工作最高频率为72MHZ，内置256K字节的闪存和64K字节的SRAM。丰富的I/O端口和联接到两条APB总线的外设。包含标准的通讯接口（2个IIC接口，3个SPI接口，2个IIS接口，1个USB OTG 全速接口，5个USART接口和2个CAN接口），2个12位的ADC和4个通用的16位定时器。。它具有高性能、低功耗、低电压等特性，同时还具有高集成度和易于开发的特点，使该系列产品成为小型项目和作为完整平台的理想选择。STM32的使用需要一个最小系统，包括晶振电路，复位电路。
1)晶振电路的设计：晶振电路用于向处理器提供工作时钟。本系统使用72MHZ无源晶振作为系统的主振荡器。晶振的负载电容应当按照要求选取，电容不正确可能导致晶振起振缓慢甚至不起振，这将影响整个系统的稳定性。
2)复位电路的设计：采用简单的
“RC+按键”复位形式，该复位电路可以实现上电自动复位和手动按键复位。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，按键复位是通过复位端经电阻与电源接通而实现的。
3.2电源
本系统所需要的硬件输入电源为3.3V, 采用AS1 l17—3.3稳压芯片来提供,输入电压范围是4.75V-10V,输出电压3.3V。在使用过程中用5V电源供电即可。
3.3PCM1770音频播放模块
DAC芯片选择德州仪器的PCM1770PWR芯片提供音频播放功能，它是具有耳机放大器的24 位低功耗立体声音频DAC(解码器)。可支持工业标准音频数据格式，包括标准模式、I2S 飞利浦标准、MSB对齐标准。可直接驱动耳机，具有软件控制音量大小，芯片模式和模拟语音合成等功能。PCM1770的I2S共4路信号，I2S_SD 串行数据用来接收2路左右声道时分复用通道的数据、I2S_WS 字选（左右声道选择）从模式下作为输入、I2S_CK 串行位时钟从模
PCM1770的SPI共三路信号，
PCM1770，由它进
FLASH存储芯片W25Q32，
LCD相比有很多优点，超轻、超薄、高亮度、大视角、像素自身发光、低功耗、高清晰等等。CT242864PMY 与一般LCD接口相似，包括数控选择D/C、读写选择W/R、复位和8个并行数据传输位。
W25X系列FLASH存储器可以为用户提供存储解决方案，具有PCB板占用空间少，引脚数量少，功耗低等特点。与不同串行FLSH相比，使用更灵活，性能更出色。它非常适合做代码下载应
例如存储声音，文本和数据。工作电压在2.7V-3.6V。在这里选择W25Q32型号，存储容量为4M，
RealView MDK开发套件源自德国Keil公司，是ARM公司目前最新推出的针对各种嵌入式处理器的软件开发工具, 支持ARM7、ARM9和最新的Cortex-M3核处理器.本次设计的软件平台是建立在MDK μVision4之上的。系统软件设计包括应用层的主程序和驱动层的PCM1770音频、W25Q32汉字存取、OLED显示、SD卡和FatFS文件系统、按键模块。
4.1 软件设计
1）为了能够实时在OLED屏幕上显示所播放音乐的名称，必须将数字、字母、汉字以及图形符
（16*8或者16*16点阵）存于W25Q32。这里是按照国标GB2312-80中规定号所对应的的OLED显示码
的区位码的顺序存储。由于处理器的FLASH为256K，要存储区位码中所有汉字图形可以分两次烧录存储。在每次使用时根据机内码与区位码的对应规则调用。第一步：将区位码转换为国标码。两区位码改写成十六进制前两位是区码，后两位是位码。将十六进制数加2020H得到的就是国标码。第二步：国标码转换成机内码。将所得到的国标码加8080H，就可得机内码。
2）FatFS 是一个通用的文件系统模块，用于在小型嵌入式系统中实现FAT文件系统。FatFs 的编写遵循ANSI C，因此不依赖于硬件平台。它可以嵌入到便宜的微控制器中，如8051, PIC, AVR, ARM 等等。本系统将通过FatFS 文件系统访问SD卡文件。 FatFs 模块为应用程序提供了部分函数，在此基础上再编写遍历文件等函数即可满足应用。
3）处理器STM32F105的I2S接口为主模式和16bitMSB 对齐标准，PCM1770为从设备模式和MSB 对齐标准。SPI2接口（访问PCM1770寄存器接口）为主模式和数据传输从MSB位开始。
4.2软件设计流程图
处理器上电后先配置各模块的GPIO接口并初始化，通过FatFS文件系统遍历SD卡中音频文件并将文件名存储。从W25Q32中读取上次停止时正在播放的音乐文件显示在OLED屏幕，准备播放。在主程序大循环中有两个工作，第一判断正在读取的文件是否读取完成，第二判断是否有按键按下。处理器采用中断的方式通过I2S接口播放音频文件。
