畢業設計-基于arm的mp3播放器設計(文件)

　

【正文】 t –t proc none /proc mount –t tmpfs none /dev mount –t tmpfs none /var mount –t tmpfs none /tmp 北京聯合大學 畢業設計 21 echo ―/sbin/mdev‖ /proc/sys/kernel/hotplug mdev –s 創建 lib 目錄 在文件系統根目錄下創建 lib 目錄： mkdir /nfs_root/root_fs/lib 為文件系統添加必要的庫，并為庫創建軟連接： cd /opt/ cp /nfs_root/root_fs/lib cd /nfs_root/root_fs/lib ln –s ln –s ln –s 在文件系統根目錄下補全其它 Linux 架構規定的目錄： cd /nfs_root/root_fs/ mkdir home root var proc mnt tmp sys 此時 根文件系統所需要的必備文件已經全部制作完成，因為設計需要在開發板上執行，所以還需要將該文件系統的鏡像文件燒寫到開發板中。按鍵 控制 模塊實現了通過按鍵控制音樂的播放，停止，上一首，下一首的功能。 IIS 總線接口支持 IIS 總線數據格式和 MSBjustified 數據格式。 IISCLK 是串行位時鐘總線，它為串行數據提供位時鐘。 L3 接口相當于混音器控制接口，可以控制輸入、輸出音頻信號的低音及音量大小等，從而來實現對聲音的控制。 對聲卡進行編程時首先要做的是打開與之對應的硬件設備，這是借助于 open 系統調用來完成的，并且一般情況下使用的是 /dev/dsp 文件。 return 1。下面的代碼就是以只寫方式打開聲卡進行播放聲音的操作： int handle = open(―/dev/dsp‖, O_WRONLY)。 因為 Linux 操作系統沒有配備 S3C2440 的聲卡驅動程序，所以 本次設計首先 需要完成聲卡驅動的設計。 IISLRCK是左右通道選擇總線，用于左右聲道的切換， IISLRCK 為高電平時表示正在傳輸的是左聲道數據，為低時傳輸的是右聲道數據，因此 IISLRCK 應正好與采樣頻率相等。 IIS 總線有四線，包括： IISDI， IISDO， IISCLK， IISLRCK。 IIS 總線是串行數字音頻總線協議。 北京聯合大學 畢業設計 22 4 MP3 播放器的設計與實現 基于 ARM 的 MP3 播放器的系統結構圖 如 圖 41 所示： 圖 41 播放器結構 圖 其中，播放模塊實現了 MP3 播放音樂的功能，同步歌詞模塊實現了讓 MP3 在播放歌曲的同時，顯示對應的歌詞的功能。 之后 讓 busybox 在指定的目錄下生成文件系統： make CONFIG_PREFIX=/nfs_root/root_fs install 當初步生成了 的文件系統 的框架 后，需要豐富其 系統中的 內容以達到 Linux 系統要求的目錄結構及其中的文件： 創建 dev 目錄 創建 dev 目錄并創建必要的設備節 點，其中需要 console 和 null 設備節點，故需創建它們。 但是如果按照這種方法，制作文件系統的工作量會非常的巨大，還會出現錯誤，所以在本設計中借助 了 BusyBox 這種工具來制作根文件系統。 /tmp 目錄 ： 用于存放臨時文件 ,通常是空目錄 。 /usr 目錄 ： 該目錄下存放的是可以在多個主機間共享 ,只讀的程序和數據。 /etc 目錄 ： 該目錄下存放各種配置文件。 但是當文件系統已經接近飽和是， Jffs2 會因為垃圾收集的關系，導致系統運行速度的降低。 北京聯合大學 畢業設計 19 在 Linux系統中，主要的存儲設備分為隨機存取存儲器 RAM和只讀存儲器 ROM。可根據自己喜好設定。 用 make menuconfig 配置 linux 內核，即保留需要的內容，這樣可以減少內核文件的大小。 Linux 內核分析與文件系統移植 Linux 啟動過程 在 BootLoader 將 Linux 內核映像拷貝到 RAM 中以后，通過 call_linux(0,machine_type,kernel_params_base)這句代碼啟動 Linux 內核。 S3C24X0_REG32 NFEBLK。 S3C24X0_REG32 NFSECC。 S3C24X0_REG32 NFMECCD。 S3C24X0_REG32 NFADDR。 S3C2440_CLKDIVN_PDIVN) ? 2 : 1)。 case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_3_6: hdiv = (camdiv amp。 break。 switch(clkdiv amp。 在函數 ulong get_PCLK(void)中修改： unsigned long clkdiv, camdiv。 case S3C2440_CLKDIVN_HDIVN_3_6: hdiv = (camdiv amp。 break。 switch(clkdiv amp。 在函數 ulong get_HCLK(void)中修改： unsigned long clkdiv, camdiv。 clk_powerUPLLCON = S3C2440_UPLL_48MHz。但這個文件燒寫到開發板上后，開發板卻沒有任何反映。 在 Makefile的中模仿 smdk2410_config目標增加新目標 2440V3_config 2440V3_config : unconfig $(MKCONFIG) $(:_config=) arm arm920t 2440V3 NULL s3c24x0 這樣，系統就會在執行 make命令時，顯示 2440V3的標簽，供操作者選擇。基本硬件初始化準備 RA M 空間拷貝 STAG E 2 到 RA M中設置堆棧指針跳轉到 STAG E 2 的入口處初始化硬件設備檢查內存映射加載內核和根文件系統映像設置內核啟動參數調用內核北京聯合大學 畢業設計 13 這表明 UBOOT 支持 S3C2410，但不支持 S3C2440。 UBOOT 的第一階段功能是： 定義入口 設置異常向量 本地硬件設備初始化 北京聯合大學 畢業設計 12 初始化內存控制器 設置堆棧、同時跳轉到第二階段的 程序入口 UBOOT 的第二階段主要完成： 調用一系列的設備初始化函數 確定目標板是進入下載操作模式還是啟動加載模式 如果是啟動加載模式，則將內核映像和根文件系統映像從 FLASH 上獨到RAM 空間中。通過這段小程序，初始化必要的硬件設備，創建內核需要的一些信息，并將一些信息通過相關機制傳遞給內核，真正起到引導和加載內核的租用 。 在本次設計中，對于設計的 MP3 播放器的基本功能 ，例如播放器進行歌曲的播放、暫停、停止、以及歌曲的切換等 進行了設計與優化，讓播放器盡可能的滿足準確性、安全性和穩定性以及實際應用 的需要，以減少對系統資源的消耗，降低硬件成本。 設備驅動程序是內核的一部分，它像內核中其它代碼一樣運行在內核模式。 在本設計中采用了 UBOOT作為 Boot Loader 引導程序，當打開 MP3 播放器的電源開關時，系統會自動加載 Linux引導程序。和通用計算機不同，嵌入式系統的硬件和軟件都必須高效率的設計，量體采用，去除冗余，盡量以最小的系統、最低的成本去實現目標功能。硬件包括處理器／微處理器、存儲器及外設器件和 I／ O 端口、圖形控制器等。它包括硬件和軟件兩部分。 CPU 除了在數據傳輸開始和結束時做一點處理外，在傳輸過程中 CPU 可以進行其他的工作。 S3C2440 的 UART 提供了三個同步串行 IO口，第一個串口都可以使用中斷模式和 DMA 模式，換句話說就是 UART 可以產生一個中斷或者是 DMA 請求使數據在 CPU 和 UART 之間進行傳遞。 SDRAM 存取速度遠遠大于 FLASH 存儲器，而且具有讀、寫屬性。 開關鍵：搬動開關鍵，讓開發板運行或關閉。另外一個是 2M Nor Flash，掉電易失。這一結構具有獨立的 16KB 指令 Cache 和 16KB 數據 Cache。其低功耗，簡單，優雅，且全靜態設計特別適合于對成本和功率敏感型的應用。 ARM9 系列微處理器主要應用于無線設備、儀器儀表、安全系統、機項盒、高端打印機、數字照相機和 數字攝像機等。 具有功能很強的存儲區保護功能。 經濟可行性分析 本設計是在 Linux 環境下的進行編程實現的， Linux 是免費、開源的，使用的硬件平臺是 S3C2440，價格便宜，運行穩定，也可方便的移植到其他平臺。主要對 ARM9TDMI 的指令和數據地址接口提供傳輸和訪問允許檢查，提供地址信號的傳輸和保護規劃。 ARM920T 核由 ARM9TDMI、存儲管理單元 (MMU)和高速緩存三部分組成。該播放器是基于嵌入式 Linux 操作系統、以 S3C2440為硬件平臺。然而，在眾多的廣告當中，有一條卻特別引起了筆者的注意，那就是以 艾諾 為首的廠商所提出的 ‖音畫雙絕 ‖的概念，在筆者看來，這不僅僅是一個概念，一個名稱，它更是一種潮流的趨勢。 雖然沒有引起人們太多的注意，但 MPMan F10 的出現從此便啟動了 MP3 市場，韓國的許多公司都開始了對 MP3 的研發和生產。 MPMan F10 的體積為，約有四個 軟盤堆疊起來這么大，體重為 65 克，可謂非常輕巧。可惜的是，當時三星正在進行組織重整，無暇兼顧 Moon 的發展提案。 TAG_V2(ID3V2)到現在共有 4 個版本，但流行的播放軟件一般只支持第 3 版本，它存放在文件的首部，包含了作者，作曲，專輯等信息，但是長度不固定，同時擴展了 ID3V1 的信息量。 MP3 的文件結構 MP3 的文件大體分為三部分： TAG_V1(ID3V1)， Frame， TAG_V2(ID3V2)。控制鍵盤通常是按鈕開關。這樣一段聲波就可以被數字化后變成一串數值，每個數值對應相應抽樣點的振幅值，按順序將這些數字排列起來就 是數字音頻信號了。我們知道聲音的本質是波，人說能聽到的聲音的頻率在 20Hz 到 20kHz 之間，稱為聲波。這里需要遵循幾個規范： USB 通信協議， 大容量移動存儲器規范 ， SCSI 協議。它通過接受儲存主機通訊端口傳來的數據，回放的時候 MCU 讀取存儲器中的數據并送到解碼器。它運行 MP3 的整個控制程序，也稱為 fireware，或者固件程序 。 DSP 能夠在非常短的時間里完成多種處理任務，而且此過程所消耗的能量極少，這也是它適合于便攜式播放器的一個顯著特點。最后介紹了本設計 的設計目標，劃分并設計了系統功能模塊，包括： 系統初始化模塊、播放模塊、同步歌詞模塊、按鍵切換模塊 等，設計了媒體文件和歌詞文件的處理流程。 本設計 探索性地設計實現了一個支 持 LRC 歌詞顯示的 MP3 播放器的軟件。而 MP3 具有巨大的市場需求。 隨著計算機和多媒體技術的不斷發展以及個人計算機的普及，各種各樣的媒體文件、媒體播放器層出不窮，而 MP3（ MPEG Audio Layer3）格式以其體積小、音質也有保證的特點成為使用最為廣泛的音頻格式，得到了絕大多數軟件和硬件媒體播放器的支持。 基于 ARM 內核的微控制器芯片不但占據了高端微控制器市場的大部分是成份額，同時也逐漸向低端微控制器應用領域擴展， ARM 微控制器的低功耗、高性價比使其以 70%左右的市場占有率成為嵌入式解決方案中主流處理器。 引 言 ...........................................................................................................