毕业设计（论文）基于单片机的MP3播放系统设计.doc

摘 要 随着计算机技术，微电子技术和数字信号处理技术的迅速发展，各种消费类电子产 品朝着集成化和小型化发展。特别是随着网络多媒体技术的普及、数字音视频技术的快 速发展，以 MP3 为代表的消费类电子产品广泛的应用在我们的生活中，数字音频技术 得到了长足的发展。 MP3 全称是动态影像专家压缩标准音频层面 3（Moving Picture Experts Group Audio Layer III） 。是当今较流行的一种数字音频编码和有损压缩格式，它设计用来大幅度地降 低音频数据量，而对于大多数用户来说重放的音质与最初的不压缩音频相比没有明显的 下降。它是在 1991 年由位于德国埃尔朗根的研究组织 Fraunhofer-Gesellschaft 的一组工 程师发明和标准化的。MP3 就是一种音频压缩技术，由于这种压缩方式的全称叫 MPEG Audio Layer3，所以人们把它简称为 MP3。MP3 是利用 MPEG Audio Layer 3 的技术， 将音乐以 1:10 甚至 1:12 的压缩率，压缩成容量较小的 file。能够在音质丢失很小的情 况下把文件压缩到更小的程度。而且还非常好的保持了原来的音质。 本课题以基于单片机的 MP3 数字音频系统的软件设计与实现过程为主要内容，阐 述了其相关技术和具体实现流程，其中重点分析了 FAT32 文件系统在单片机上的移植。 整个系统利用 STC 公司的单片机 12C5A60S2 作为系统的中央处理器，采用 VLSI 公司 的 VS1003 解码芯片作为 MP3 解码芯片，SD 卡作为系统的存储器，LPH7366 显示屏作 为系统的显示屏。 经过实验测试证明，采用单片机实现的 MP3 播放系统切实可行，且具有很高的稳 定性、实用性和扩展性。 关键词：12C5A60S2 MP3 FAT32 VS1003 SD 卡 目 录 1 前言 .1 1.1 设计指标 .1 1.1.1 设计要求 .1 2 文献综述 .1 2.1 软件介绍 .1 2.1.1 Protues 仿真功能介绍 .1 2.1.2 Keil Vision IDE 仿真功能介绍 .2 2.2 STC12C5A602S .5 2.3 VS1003-MP3/WMA 音频解码器 .5 2.3 LPH7366LCD 模块 .6 2.4 SD 存储卡 .7 3 系统硬件设计 .8 3.1 系统总体硬件设计 .8 3.2 各模块硬件设计 .9 3.2.1 显示模块硬件设计 .9 3.2.2 音频解码模块设计 .9 3.2.3 SD 卡模块设计 .10 3.3 系统原理图 .11 4 系统设计 .12 4.1 模块介绍 .12 4.1.1 主程序模块 .12 4.1.2 显示程序 .12 4.1.3 SD 卡程序 .14 4.1.4 音频解码程序 .15 4.1.5 znFAT 文件系统程序 .16 4.2 程序流程图 .17 4.2.1 主程序流程图 .17 5 测试分析与计算 .18 5.1 SD 卡兼容性测试 .18 5.2 MP3 兼容性测试 .19 6 系统的安装与调试 .20 7 创新与特点 .20 8 总结 .20 致谢 .22 参考文献 .22 Abstract .24 附录 1 主程序 附录 2 实物图 毕业设计成绩评定表 1 前言 MP3 全称是动态影像专家压缩标准音频层面 3（Moving Picture Experts Group Audio Layer III） 。是当今较流行的一种数字音频编码和有损压缩格式，它设计用来大幅 度地降低音频数据量，而对于大多数用户来说重放的音质与最初的不压缩音频相比没有 明显的下降。MP3 是利用 MPEG Audio Layer 3 的技术，将音乐以 1:10 甚至 1:12 的 压缩率，压缩成容量较小的文件，换句话说，能够在音质丢失很小的情况下把文件压缩 到更小的程度，而且还非常好的保持了原来的音质。网络上可以找到大量的 MP3 资源， 不少手机，VCDPlayer、DVDPlayer、PDA 都可以播放 MP3 文件。 现在市场上普遍流行的 MP3 播放器主要以硬核处理器为核心，利用数字信号处理 器 DSP 来完成处理传输和解码 MP3 文件的任务。相对于用软核处理器，硬核处理器具 有速度快，价格便宜和开发难度低优点。在如今 MP3 播放器竞争如此激烈的市场，价 格和开发时间成为了影响产品竞争力的重要因素。本课题以单片机为控制单元，以最低 的成本满足 MP3 文件播放，控制和显示的功能。以 SD 卡作为存储器，最大支持 2GB 的 SD 卡，能存储大约 500 首 MP3，能满足大部分用户的要求。供电方面采用 5V 直流 电源供电，相当的便捷。本课题的实现，为低端的 MP3 播放器系统设计提供参考，对 于 MP3 播放器的设计有着积极的意义。 1.1 设计指标 1.1.1 设计要求 （1）能播放指定目录的 MP3 歌曲； （2）能上一曲下一曲； （3）能显示英文歌曲名； （4）能显示 SD 卡的信息； （5）能在开发板上 进行串口的调试功能。 2 文献综述 2.1 软件介绍 2.1.1 Protues 仿真功能介绍 Protues 是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，它可以仿真 51 系列 AVR、PIC 等常用的 MCU 及其外围电路 如(LCD、RAM、ROM、键盘、电机、LED、AD/DA， 部分 SPI 器件，部分 I2C 器件。 当然，软件仿真精度是理想化的，而且不可能所有的器件都找得到相应的仿真模型， 并未考虑到实际存在的干扰，可是用其对程序进行仿真可靠性还是很高的，并能减少调 试时对单机的烧写，保证其复用次数。 Proteus 与其它单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机 CPU 的工作情况， 也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。因此在仿真和程序 调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程 的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。对于这样的仿真实验从某种意义上讲， 是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。 2.1.2 Keil Vision IDE 仿真功能介绍 Keil Vision IDE 是一个标准的 Windows 应用程序，集成了 C51 编译器、A51 汇编 器、L51 连接器、实时操作系统、项目管理器及调试器等，可以完成编辑、编译、链接、 调试及仿真等整个开发流程，可以用 IDE 编译 C 或汇编源文件。Vision 采用 dScope 作 调试器，该调试器支持 MON51 及系统模拟两种方式，高度功能强大。dScope51 是 一 个源级调试器和模拟器，它可以调试由 C51 编译器 A51 汇编器、PL/M-51 编译器及 ASM-51 汇编器产生的程序。 dScope51 可以通过 MON51 接目标板，使用 Keil c51 Mon51 型仿真器进行硬件实时 仿真；dScope51 也可以进行软件模拟仿真，不需要购买其它的附件，并且其功能也很强 大，可模拟 CPU 及其外围器件，如内部串口、外部 I/O 及定时器等，能对嵌入式软件 功能进行有效测试。在软件模拟仿真过程涉及硬件响应时，Keil 提供了两种办法解决。 一种解决的方法是，利用 Kiel 提供的调试函数实现。调试函数可以模拟外部设备产生的 给 CPU 的模拟和脉冲输入信号，还可以产生外部中断，周期性更新模拟输入，将串行 数据送入片内串行口等，解决了外部信号的输入问题。另一种解决的方法是，利用 Keil 提供的接口 AGSI(Advanced Generic Simulator Interface)，用 VC+编写动态链接库(DLL)， 仿真单片机外围设备，从而解决外部信号的输入问题及界面问题。Keil 提供的 SDK 是 相当于 Keil Vision 仿真环境的一个插件，以 DLL 的形式提供在纯软件仿真模式下，仿 真 A/D 芯片、仿真 LCD 显示板及键盘等输入、输出功能，以窗口的形式体现外围设备 和单片机之间的交互状态。 3 方案比较以及硬件介绍 3.1.1 解码模块方案比较 方案一：使用 STC12C2052AD 单片机读取 WAV 格式音乐，利用 PWM 功能，把收 到的数据合成声波，传输给外部音响播放。以下是原理图： 图 1 单片机 PWM 解码电路 方案二：使用专门的数字音频解码芯片 VS1003 对 mp3 文件进行硬件解码。VS1003 可以解码多种音频文件格式，而且支持较高比特率的音乐，音质好。 经比较可知，方案一只能进行软件解码，播放格式局限，而方案二支持硬件解码， 音质好，集成度高，编程较为简单等优点，所以选择 VS1003 作为解码芯片。 3.1.2 主控模块方案比较 方案一：使用 STC12C2052AD 单片机，此单片机只一个时钟周期，速度快，而且 有两路的 PWM，满足解码功能，原理图如下图所示： 图 2 STC12C2052AD 单片机 方案二：使用 STC12C5A602S 单片机，此单片机存储空间大，运行速度快，I/O 口有 四种工作模式，引脚图如下： 图 3 STC12C5A602S 单片机 综合比较，STC12C5A602S 引脚丰富，带负载能力强，而且价格便宜是作为数字解码 芯片的最佳选择。 3.1.3 存储单元方案比较 方案一：使用 u 盘作为储存单元。需要使用到 PB375A 芯片。此芯片是一颗集成了 USB HOST、FAT 文件系统及读写 U 盘固件的芯片，外围器件很少，该芯片支持 FAT16 和 FAT32 两种文件系统。 方案二：使用 SD 卡作为存储单元。SD 价格便宜，而且速度较快，单片机读取 SD 信 息不需外加主控芯片。 综合比较，方案二有着低成本，利于编程等一些列的优点，是用于作为存储单元的 最佳选择。 3.2 硬件介绍 3.2 .1 STC12C5A602S STC12C5A602S 是宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/低功 耗/超强抗干扰的第一代 8051 单片机，指令代码完全兼容传统 8051，但速度快 8-12 倍。 内部集成 MAX810 专用复位电路，2 路 PWM，8 路高速 10 位 A/D 转换（250K/s） ，针 对电机控制，强抗干扰场合。 主要性能参数： 增强型 8051 CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统单片机 工作电压：5V3.3V 工作频率范围：0 35Mhz，相当于普通 8051 的 0420Mhz 用户应用程序空间：64K 片上集成 1280 字节 RAM 通用 I/O 口 36 个，复位后：准双向口/弱上拉（普通 8051 传统 I/O 口） 可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏 每个 I/O 口驱动能力均可达到 20mA，但整个芯片最大不要超过 55mA 有 EEPROM 功能 看门狗 内部集成 MAX810 专用复位电路 共 4 个 16 位定时器 外部中断 I/O 口 6 路 PWM（2 路）/PCA 8 路高速 10 位 A/D 转换 通用全双工异步串行口（UART） 3.2.2 VS1003-MP3/WMA 音频解码器 VS1003 是一个单片 MP3/WMA/MIDI 音频解码器和 ADPCM 编码器。它包含一个 高性能，自主产权的低功耗 DSP 处理器核 VS_DSP4,工作数据存储器，为用户应用提 供 5KB 的指令 RAM 和 0.5KB 的数据 RAM。串行的控制和数据接口，4 个常规用 途的 I/O 口，一个 UART，也有一个高品质可变采样率的 ADC 和立体声 DAC，还有 一个耳机放大器和地线缓冲器。 VS1003 通过一个串行接口来接收输入的比特流，它可以作为一个系统的从机。输 入的比特流被解码，然后通过一个数字音量控制器到达一个 18 位过采样多位 - DAC。通过串行总线控制解码器。除了基本的解码，在用户 RAM 中它还可以做其他特 殊应用，例如 DSP 音效处理。 VS1003 特性： 能解码 MPEG 1 和 MPEG2 音频 层 III（CBR+VBR+ABR） ；WMA 4.0/4.1/7/8/9 5-384kbps 所有流文件；WAV(PCM+IMA AD-PCM);产生 MIDI/SP-MIDI 文件。 对话筒输入或线路输入的音频信号进行 IMA ADPCM 编码 支持 MP3 和 WAV 流 高低音控制 单时钟操作 12.13MHz 内部 PLL 锁相环时钟倍频器 低功耗 内含高性能片上立体声数模转换器，两声道间无相位差 内含能驱动 30 欧负载的耳机驱动器 模拟，数字，I/O 单独供电 为用户代码和数据准备的 5.5KB 片上 RAM 串行的控制，数据接口 可被用作微处理器的从机 特殊应用的 SPI Flash 引导 供调试用途的 UART 接口 新功能可以通过软件和 4 GPIO 添加 3.2.3 LPH7366LCD 模块 LPH7366 是 NOKIA 公司生产的可用于其 5110、6150、6100 等系列移动电话的液 晶显示模块，国内厂家也生产有类似的兼容产品。该产品除应用于移动电话外，也可广 泛应用于各类便携式设备的显示系统。与其他类型的产品相比，该模块具有以下特点： 84x84 的点阵 LCD，可以显示 4 行汉字。 采用串行接口与主处理器通信，接口信号线大幅度减少，包括电源和地在内的信号 线仅有 9 条。支持多种串行通信协议，传输速率高达 4Mbps，个全速写入显示数据， 无等待时间。 LCD 控制器/驱动器芯片以绑定到 LCD 晶片上，模块的体积很小。 采用低电压供电，正常显示时的工作电流在 200uA 以下，且具有掉电模式。 3.2.4 SD 存储卡 SD 存储卡（Secure Digital Memory Card）是特别为符合新出现的音频和视频消费电 子设备的安全性、容量、性能和环境等要湂而设计的一种存储卡。SD 存储卡包含符合 SDMI 标准安全性的版权保护机制，速度更快而且存储容量更大。SD 存储卡的安全系 统使用双方认证和“新的密码算法”技术，防止卡的内容被非法使用。它还提供了一种无 安全性的访问方法访问用户自己的内容。SD 存储卡的通信基于一个高级的 9 引脚接口 （时钟、命令、4 条数据线和 3 条 电源线） ，可以在最高 25MHz 频率和低电压范围内 工作。 SD 卡系统特性： 用于便携式和固定应用。 电压范围： - SD 存储卡： 基本通讯（CMD0、CMD15、CMD55、ACMD41）：2.03.6V。 其他命令和存储器访问：2.73.6V。 用于只读卡或读写卡。 时钟频率 025MHz。 读写速率高达 10MB/s（用 4 条并行数据线） 。 在有 10 张卡时仍能达到最高数据速率。 纠正存储区的错误。 在读操作的过程中拔出卡不会破坏卡的内容。 向前兼容多媒体卡。 版权保护机制符合 SDMI 标准的最高安全性。 卡有密码保护功能（可选） 。 用机械开关实现的写保护特性。 内嵌的写保护特性（游久和暂时） 。 检测卡（插入拔出） 。 应用的专用命令。 令人满意的擦除机制。 通信信道的协议幞性： SD 存储卡的厚度可以是为 2.1mm（普通）和 1.4mm（薄 SD 存储卡） 3.2.5 74LS245 单元 245 为三态输出的八组总线收发器, 用来驱动 led 或者其他的设备，它是 8 路同相 三态双向总线收发器，可双向传输数据。74LS245 还具有双向三态功能，既可以输出， 也可以输入数据。 当 8051 单片机的 P0 口总线负载达到或超过 P0 最大负载能力时，必 须接入 74LS245 等总线驱动器。 当片选端/CE 低电平有效时，DIR=“0” ，信号由 B 向 A 传输;（接收） 。 DIR=“1” ，信号由 A 向 B 传输；（发送）当 CE 为高电平时，A、B 均为高阻态。 3.2.6 AMS1117 单元 AMS1117 系列稳压器有可调版与多种固定电压版，设计用于提供 1A 输出电流且工作 压差可低至 1V。在最大输出电流时，AMS1117 器件的压差保证最大不超过 1.3V，并随负 载电流的减小而逐渐降低。 AMS1117 的片上微调把基准电压调整到 1.5%的误差以内，而且电流限制也得到了调 整，以尽量减少因稳压器和电源电路超载而造成的压力。 高效线性稳压器 后置稳压器，用于交换式电源 5V 至 3.3V 线性稳压器 电池充电 器 有源 SCSI 终端 笔记本电源管理 电池供电设备。 4 系统硬件设计 4.1 系统总体硬件设计 整个系统以 STC12C5A60S2 为控制核心，通过 SPI 协议与显示模块，音频解码模块， SD 卡读写模块进行数据交换，其框架图如图 1 所示。 STC 12C5A60S2 显示模块 LPH7366 音频解码模块 VS1003 SD卡读写模块 SPI协议 SPI协议 SPI协议 图 4 系统总体框架图 4.2 各模块硬件设计 4.2.1 显示模块硬件设计 系统的显示采用了 LPH7366 显示模块。该模块采用 4 线 SPI 串行通信协议，节省 了单片机的 I/O 引脚资源。其原理图如图 2 所示。 图 5 显示模块原理图 4.2.2 音频解码模块设计 系统的音频解码模块是用的是 VLSI 公司的 VS1003 芯片。VS1003 芯片集成了的低 功耗 DSP 处理器核，串行的控制和数据接口和，4 个常规用途的 I/O 口，一个 UART，也有一个高品质可变采样率的 ADC 和立体声 DAC，还有一个耳机放大器和地 线缓冲器。其原理图如图 3 所示。 图 6 音频处理模块原理图 4.2.3 SD 卡模块设计 SD 卡（Secure Digital Memory Card）中文翻译为安全数码卡，是一种基于半导体快 闪记忆器的新一代记忆设备，它被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、个人数 码助理(PDA)和多媒体播放器等。SD 卡在 24mm32mm2.1mm 的体积内结合了 SanDisk 快闪记忆卡控制与 MLC（Multilevel Cell）技术和 Toshiba（东芝）0.16u 及 0.13u 的 NAND 技术，通过 9 针的接口界面与专门的驱动器相连接，不需要额外的电源 来保持其上记忆的信息。而且它是一体化固体介质，没有任何移动部分，所以不用担心 机械运动的损坏。SD 接口除了保留 MMC 的 7 针外，还在两边加多了 2 针，作为数据 线。采用了 NAND 型 Flash Memory，基本上和 SmartMedia 的一样，平均数据传输率能 达到 2MB/s。其原理图如图 4 所示。 图 7 SD 卡模块原理图 4.3 系统原理图 图 8 系统原理图 图 9 系统 PCB 图 5 系统设计 5.1 模块介绍 本计 MP3 系统的软件设计分为以下几个模块： 5.1.1 主程序模块 在主程序模块中，需要完成对串口，VS1003 芯片，LPH7366LCD 液晶模块和 SD 卡模块进行初始化。然后读取 SD 卡的各种信息，包括分区的开始磁头，开始柱面与扇 区，分区类型，分区的大小等信息，进而初始化 FAT32 文件系统。初始化完成后，播 放界面。系统将自动搜寻指定目录下的全部 MP3 歌曲并按顺序播放，直至播放完 SD 内 存储的所有音乐。 5.1.2 显示程序 显示程序用于系统 UI 实事更新。本系统使用的液晶模块采用 SPI 协议与单片机进 行数据交换。其时序图如图 10，图 11，图 12，图 13 所示。 图 10 显示模块 SPI传送一个字节 图 11 显示模块 SPI传送多个字节 图 12 显示模块 SPI复位功能（SCE） 图 13 显示模块 SPI复位功能（RES） 5.1.3 SD 卡程序 SD 卡程序用于 MP3 文件的读取。SD 卡与单片机采用 SPI 协议进行数据交换。其时 序图如图 10，图 11，图 12，图 13 所示。 图 14 SD 卡 SPI初始化 图 15 SD 卡 SPI复位 图 16 SD 卡 SPI写数据 图 17 SD 卡 SPI读数据 5.1.4 音频解码程序 音频解码程序用于将 MP3 数据送入 VS1003 解码芯片进行解码。VS1003 解码芯片 通过 SPI 协议与单片机交换数据。VS1003 的寄存器用下列顺序读出，如图 14 所示。首 先将 XCS 片选拉低以选择芯片，再通过 SI 线发送 8 位的读操作码（READ opcode 0 x03）和 8 位的地址。在地址被 VS1003 芯片读入后，SI 上的数据将被忽略。相应地址 的 16 位数据将从 SO 线移出。 当数据全被移出后 XCS 需拉高。 图 18 VS1003 SPI读数据 VS1003 的寄存器须按以下的顺序写入，见图 18。首先将 XCS 片选拉低以选择芯 片，再通过 SI 线发送 8 位的读操作码（WRITE opcode 0 x02）和 8 位的地址。随即发 送 16 位的数据字。 当最后一位被移入且最后的时钟已发送，必须将 XCS 拉高以完成 写操作。 图 19 VS1003 SPI写数据 5.1.5 znFAT 文件系统程序 FAT32 是 windows 系统硬盘分区格式的一种，如今广泛应用于各种存储卡。相对 于 FAT16，这种格式采用 32 位的文件分配表，使其对磁盘的管理能力大大增强，突破 了 FAT16 对每一个分区的容量只有 2 GB 的限制。而且，FAT32 具有一个最大的优点： 在一个不超过 8GB 的分区中，FAT32 分区格式的每个簇容量都固定为 4KB，与 FAT16 相比，可以大大地减少磁盘的浪费，提高磁盘利用率。在存储卡中，一个文件存储的地 址不是连续的，所以单片机要从存储卡中把一个文件完整的读取出来，需要内嵌一个 FAT32 的程序。本系统使用的是 znFAT 文件系统，是一款国内开源的单片机 FAT32 文 件系统。此文件系统只需要 900 字节的 RAM 资源，其中 512 字节的 RAM 用于数据缓 冲。znFAT 文件系统实现了以下基本功能：文件系统初始化，打开文件，读取数据，文 件重命名，复制文件，创建文件，添加数据，创建目录，关闭文件，获取剩余容量，获 取总容量。 在本设计中，主要是用了 znFAT 的系统初始化，文件搜索，打开文件和读取文件 这三个功能。 5.2 程序流程图 5.2.1 主程序流程图 主程序开始 模块初始化 znFAT初始化 用户操作界面 功能选择音乐播放 系统设置界面 音乐播放 是否返回 系统设置 Y 是否返回 Y 功能选择系统信息界面 音量设置 音量设置 系统信息 N 是否返回 是否返回 图 20 主程序流程图 6 测试分析与计算 6.1 SD 卡兼容性测试 由于试验条件有限，只能使用现有的不同容量的 SD 卡进行测试。测试方法为将相 同 MP3 放入 SD 卡进行播放。测试结果如表 1 所示。 表 1 SD 卡兼容测试 容量品牌能否播放 256MKingMax能 1GSanDisk能 2GKingston能 4GKingston不能 8GKingston不能 通过表 1 的数据可以看出，此系统对各种品牌的 SD 卡兼容性很好。对于容量在 2G 以上的 SDHC 卡，本系统均不支持。 6.2 MP3 兼容性测试 选取一首 MP3，使用音频处理软件 GoldWave 将选定的 MP3 转换成不同的位速并 放进 SD 卡进行播放测试。测试结果如表 2 所示。 表 2 MP3 兼容性测试 位速能否播放播放效果 24Kbps能流畅 36Kbps能流畅 44Kbps能流畅 52Kbps能流畅 64Kbps能流畅 80Kbps能流畅 96Kbps能流畅 128Kbps能缓慢 256Kbps不能N/A 320Kbps不能N/A 由表 2 可以看出，本系统能流畅播放 96Kbps 以下的 MP3。原因是单片机的速度相 比 ARM 还是有一定差距的。所以对于高位速 MP3 的播放效果比较差。 7 系统的安装与调试 系统的安装与调试时本项目开发过程中最为复杂的一部分，要涉及的领域非常的广 泛，包括串行 LCD 液晶显示器的结构、工作原理等相关知识、FAT32 文件系统的相关 知识、SD 卡的工作原理、VS1003 芯片的工作原理、单片机知识，基本电路原理。在一 次次的调试当中不断改进，是对我的一次全方位的考验。 本 MP3 播放系统采用了 5V 直流电源供电，满足 MP3 播放的基本功能。解码器方 面选择了 VS1003 数字解码芯片，因为其操作简单，音效好，集成度高，而且价格便宜。 在安装方面，主要时间放在了原理图以及 pcb 版的绘制方面，由于之前比较缺乏制 板的经验，所以在这里用了较多的时间。而其他的模块都是现成的，所以安装方面都没 遇到很大的问题。主要工作是绘制电路原理图以及 PCB 板的绘制，另外就是元器件的 焊接。 系统的调试，是这个设计的难点。znFAT 的代码比较长，加上以前没有接触过文 件系统，而 zmFAT 是一个庞大的系统，代码相当多，所以熟悉整个 znFAT 文件系统占 了整个设计相当长的时间。还有系统的人机界面，虽然简单，但是也花费了不少精力去 完成。 另外，为了使得系统显示功能更丰富，系统采用 LPH7366LCD 模块取代一般的并 行 LCD 模块。除了节省单片机 I/O 引脚，LPH7366LCD 模块还是点阵式的 LCD，能做 出更好的人机界面。液晶显示对程序编写的要求更复杂，在测试时，不同界面的切换过 程中，LCD 显示的内容总发生错乱。经过反复研究分析，发现是切换是没有对 LCD 进 行清屏，而导致这种情况的出现，在优化程序后，问题得到了解决。 8 创新与特点 1采用了 STC12C5A602S 单片机作为控制核心，相比市场上的 MP3 播放器，具有 功耗低，价格便宜的优点，非常适合作为低端的 MP3 的控制单元。 2采用 SD 卡作为存储器，可以任意更换存储卡，在 MP3 不使用的时候，可以把 SD 卡拔出作其他用途，而需要使用时只需插卡即可，相当方便。 3.扩展性强，通过增加 USB 或者 TF 等相关器件，可实现 U 盘、TF 卡的播放，并 可以直接连接电脑。 9 总结 本文介绍了基于单片机的 MP3 播放器的开发背景和应用前景，以及详细的介绍了 系统的设计，包括方案及元器件的选择，系统开发的流程，硬件各部分单元电路的设计， 软件设计与调试，以及测试结果的分析。 本设计本着从大处着眼,从小处入手的原则，采用 STC12C5A602S 单片机作为控制 核心，SD 卡、LPH7366LCD 液晶显示模块以及 VS1003 解码芯片实现了 MP3 播放的功 能。系统充分发挥了单片机系统体积小, 集成度高，功能强大的优势，以较简单的电路， 通过对软件程序的编写优化，满足设计的要求。具有较高的智能化水平。 经测试，本设计完全实现了题目的要求，性能稳定，对于 96KBPS 以下的 MP3 均 能流畅播放。在使用中可以发现，本系统具备了结构简单，功耗低，成本低，操作简单， 可扩展性强等特点，具有较高的应用价值，和很好的市场前景。 但是本设计还存在值得改进的地方，考虑到用户大多的 MP3 都是中文文件名，系 统应增加一个中文字库，支持中文文件名以及歌词的显示 致 谢 时间过得很快，当站在终点前回首昨天忙碌的自己时，发现全身心投入去做一件事 时，是那么的充实和快乐。从毕业设计的选题开始，我就准备好认认真真对待我的毕业 设计。从选择方案到焊接电路，从理论编写到动手实践，从白天到黑夜，从忘我到逐渐 感觉到累的存在，从错误到正确其实，人生也是这样，从点点滴滴的汗水到辉煌的 成就，也是经历汗水和泪水的洗礼。现在，毕业设计和论文都完成了，一路走来，是老 师们和同学们的支持帮助，才让我走过每一个坎，在此，我要写下这感谢，作为对他们 支持与帮助的回报。 我要感谢，非常感谢我的导师邓小玲老师。他为人随和热情，治学严谨细心。老师 就给予我们充分的指导，让学生对于毕业设计充满信心和希望。我要感谢同班的明同学。 在整个毕业设计过程中，给了我很多的帮助。而 我要感谢，感谢一路上有你们的支持和帮助，感谢母校华南农业大学，感谢工程学 院，大学四年，风华正茂，而我们在这里学得一技之长，正是羽毛丰满要飞翔的时候。 我感谢一路以来学校和学院的培养，感谢老师和同学的支持和帮助，感谢这里的一切， 在将要走出母校时，告诉自己要以实际行动实现“明日华南农业大学以我为荣”的豪言 壮志。 参 考 文 献 王为青，邱文勋.2007.51 单片机应用开发案例精选.北京：人民邮电出版社.103-109 李学海，刘治山 宋庆国.2006.80C51 上电复位和复位延时的分析.单片机与嵌入式系统 应用，(12):1-4 李朝青.2003.单片机原理及接口技术（第 3 版）.北京： 北京航空航天大学出版社. 112-129 131-140 194-199 陈爱文.2008.基于 AT89C51 单片机的多功能出租车计价器.机电工程技术，11(37):67- 106 杨世品，陈林.2007.基于 Proteus 的单片机出租车计价器的设计.微计算机息，23(2): 106 -108 张培仁，孙占辉，张欣等.2003.基于 C 语言编程MCS51 单片机原理与应用.北京：清 华大学出版社 罗政球.2006.单片机系统软件抗干扰方法.电子制作，(3):63-64 赵亮，候国锐.2003.单片机 C 语言编程与实例.北京：人民邮电出版社.134-155 谭浩强.2005.C 程序设计（第三版）.北京：清华大学出版社.155-202 康华光，陈大钦.1999.电子技术基础（模拟部分）.北京：高等教育出版社.67-87 康华光，邹寿彬.2000.电子技术基础（数字部分）.北京：高等教育出版社.428-452 Morita T，Satonobu J. An Approach to the Intelligent Vehicle.In：1993 IEEE Intellgent Vehicles Symposium，1993.42-43 Dicklllanns E D，etc.The Seeing Passenger Car“Vamors-P”Proe 1994 IEEE SymPosia onIntelligent Vehicles.IEEE Press Piseataway，1994，10(5):68 一 73 The Design of MP3 Player Base On MCU He Wenlue (College of Engineering ,South China Agricultural University ,Guangzhou 516042,Chin