基于51單片機的音樂播放器的軟件設計_畢業設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 26TX27SCLK28SI29SO30CVDD331TEST32GPIO0/SPIBOOT33GPIO134NC35NC36AGND037AVDD038RIGHT39AGND140AGND241GBUF42AVDD143RCAP44AVDD245LEFT46AGND347LINEIN48U1VS1003BMICPMICNXRESETC18C7C5C20C6C19R3 100K+R12100KR14100KR1110K+++DREQ+ + +XDCS XCSMISOMOSISCLK+R610K+R4100KR5100KY1C17 33pFC16 33pFXTALO XTALIXTALOXTALIR131MC10+R10560J1MICR1100KC9C11uFC8 1nFLINEINRCAPC111uFC12 1uFC14100pFC1510uFC1310uFLS1SPEAKERR71KR81KR91KR21K+MICPMICNXRESETDREQXCSSCLK MOSIMISOGND1 23 45 67 89 10JP15X2LED1XDCSGND+5TX1RX1C4C2C3+ + +LINEIN LEFT RCAP GBUF RIGHTJ2ERJILEFTRIGHTGBUFVIN3GND1VOUT2U3 VIN3GND1VOUT2U2 C2110uFC2210uFC2310uF++LED2R21560+5+5圖 6 VS1003電路 接線圖 3 系統軟件設計 軟件開發平臺 Keil 是德國 Keil 公司 （ 現已并入 ARM 公司）開發的微控制器軟件開發平臺，是目前 ARM 內核單片機開發的主流工具。 Keil提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器在內的完整開發方案，通過一個集成開發環境（ uVision）將這些功能組合在一起。 uVision 當前最高版本是 uVision4,它的界面和常用的微軟 VC++的界面相似，界面友好，易學易用，在調試程序 、 軟件仿真方面也有很強大的功能。本 設計 使用的是 uVision2 版本。 uVision2 是一款集編輯 、 編譯和項目管理于一身的基于窗口的軟件開發環境。uVision2 集成了 C 語言編譯器 、 宏編譯 、 鏈接 /定位 、 以及 HEX 文件產生器 [1]。本質是一個典型的 調試窗口，主要包括以下幾個窗口 ， 如圖 7所示 。 基于 51單片機的音樂播放器的軟件設計 7 圖 7 Keil uVision2開發環境 系統的軟件設計 本系統采用模塊化的編程思想，把整個軟件系統化為多個功能模塊，主程序通過調用各個子程序來完成各個功能的實現。下面具體介紹各個模塊的實現。 軟件總體分析 從整體上看，該系統軟件分為三個大的部分： （ 1） VS1003 解碼。 VS1003 解碼即 VS1003 譯碼程序。主要完成數字信號的采集、信號濾波 等 功能 。利用模塊化編程思想分別來實現各個模塊的功能，減少程序之間的耦合性，提高程序之間的內聚性 。通過調用各個子程序來完成系統的功能。該部分總體開發思路是 ， VSl003 通過同步串行總線 SPI 與 STC12C5A60S2 進行命令和數據的傳輸。只要正確寫 SPI 相關寄存器就能輕松 實現 控制。 VSl003 的 SPI 接口具有 2種工作模式：新模式和兼容模式。設置寄存器 “ SM_SDINEW 為 1” 使 VSl003 處于新模式，此時設置 SM_SDISHARE 為 0，控制信號和數據信號的傳送將分別采用 XCS和 XDCS 作為同步信號。系統啟動后，由 MCU 控制將存儲于 U盤中歌曲的碼流信息送入到 VSl003 芯片中，通過 VSl003 芯片解碼以 及其內含的高質量的立體聲 DAC 和耳機驅動電路，實現MP3 歌曲的播放功能 [2]。 （ 2） USB 總線的通用接口芯片 CH375。 CH375 芯片 掛接到 MCU 系統總線上， MCU通過 CH375 按照相應的 USB 協議與其 它 USB 設備進行通信。本設計中 CH375 工作在USBHOST 模式下，將 8位并行數據線 D0～ D7 與 STC12C5A60S2 的 P0 口相連 ， 實現數據基于 51單片機的音樂播放器的軟件設計 8 與命令的并行傳輸， CH375 工作在主機方式 MCU 通過 RD， WR，片選 CS、中斷 INT 和地址線 AO的綜合控制，完成與 CH375 的通訊，通過 USB 接口實現從 U盤讀寫數據的 功能。INT 引腳和 MCU 的外部中斷輸入引腳相連，當有 U 盤插入時 INT 變為低電平觸發 外部中斷， 當 RD 為高電平，且 CS， WR 和 AO 都為低電平時， D7～ DO 上的數據被寫入 CH375芯片中；當 RD 為高電平，且 CS和 WR 都為低電平 ， AO為高電平時， D7～ DO 中的數據可作為命令碼寫入 CH375 芯片中 ；當 WR 為高電平，且 CS， RD 和 AO都為低電平時， CH375中的數據可以通過 D7～ DO輸出 [3]。 （ 3） LCD12864 液晶顯示 a） LCD12864 引腳功能 說明 如表 1 所示 。 表 1 LCD12864引腳功能 說明 管腳號 管 腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對比度（亮度）調整 4 RS(CS） H/L RS=“H”,DB7 —— DB0為顯示數據 RS=“L”,DB7 —— DB0為顯示指令數據 5 R/W(SID) H/L R/W=“H”,E=“H” ,數據 DB7—— DB0被讀 R/W=“L”,E=“H→L”, DB7 —— DB0的數據被寫到 IR或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號 7 DB0 H/L 數據線 8 DB1 H/L 數據線 9 DB2 H/L 數據線 10 DB3 H/L 數據線 11 DB4 H/L 數據線 12 DB5 H/L 數據線 13 DB6 H/L 數據線 14 DB7 H/L 數據線 15 PSB H/L H： 8位或 4位并口方式 ， L：串口方式 基于 51單片機的音樂播放器的軟件設計 9 16 NC 空腳 17 /RESET H/L 復位端，低電平有效 18 VOUT LCD驅動電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（ +5V） 20 K VSS 背光源負端 b） LCD12864 控制器接口信號說明： 管腳 RS、 R/W 為主要功能選擇端口， RS 端口高低電平用于 12864 識別端口信號是指令數據（ L）還是顯示數據（ H）， R/W 端口高低電平用于控制 12864 讀（ H）寫（ L）狀態。 RS， R/W 的配合選擇決定控制界面的 4種模式如表 2所示 。 表 2 LCD12864控制界面模式 RS R/W 功能說明 L L MCU寫指令到指令暫存器（ IR） L H 讀出忙標志（ BF）及地址記數器（ AC）的狀態 H L MCU寫入數據到數據暫存器（ DR） H H MCU從數據暫存器（ DR）中讀出數據 c） LCD12864 使能 E信號 E作為 12864 的外加時鐘，控 制 12864 與外部的連接。當 E信號 H→ L時 12864 讀取 DB 端口的數據。將它視為一個開關，當進行數據寫入時先調節 RS選擇信號種類，然后將 R/W 拉低設為寫狀態，把數據傳到管腳后將 E 由 L→ H→ L把數據讀入寄存器。如表 3所示。 表 3 LCD12864使能信號 E狀態 執行動作 結果 高 —— 低 I/O緩沖 —— DR 配合 W進行寫數據或指令 高 DR—— I/O緩沖 配合 R進行讀數據或指令 低 /低 —— 高 無動作 （ 4） LCD12864 串行連接數據傳輸 串口模式工作過程： a）串行數據傳送共分三個字節完 成 。 第一字節 串口控制 —— 格式 11111ABC A為數據傳送方向控制 。其中， H表示數據從 LCD 到 MCU， L 表示數據從 MCU 到 LCD。 基于 51單片機的音樂播放器的軟件設計 10 B為數據類型選擇 。其中， H 表示數據是顯示數據 ， L 表示數據是控制指令 。 C固定為 0 第二字節 (并行 )8位數據的高 4位 —— 格式 DDDD0000 第三字節 (并行 )8位數據的低 4位 —— 格式 0000DDDD 串口模式下只用兩根線（ E和 SCLK）來完成數據傳輸 。 ST7920 是 12864 的控制器，如果 使用多個 ST7920 時， CS 被配合使用， CS為 高電平有效。 SCLK 有獨立的操作 時序，當多個連續的指令被送入時，指令執行時間需要被考慮，需要等待上一個指令執行完畢才送入下一個指令 ， 因為 ST7920 內部沒有傳送 /接收緩沖區 。