基于51单片机的音乐播放器的软件设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

基于51单片机的音乐播放器的软件设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

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图 6 VS1003电路 接线图 3 系统软件设计 软件开发平台 Keil 是德国 Keil 公司 （ 现已并入 ARM 公司）开发的微控制器软件开发平台，是目前 ARM 内核单片机开发的主流工具。 Keil提供了包括 C 编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（ uVision）将这些功能组合在一起。 uVision 当前最高版本是 uVision4,它的界面和常用的微软 VC++的界面相似，界面友好，易学易用，在调试程序 、 软件仿真方面也有很强大的功能。 本 设计 使用的是 uVision2 版本。 uVision2 是一款集编辑 、 编译和项目管理于一身的基于窗口的软件开发环境。 uVision2 集成了 C 语言编译器 、 宏编译 、 链接 /定位 、 以及 HEX 文件产生器 [1]。 本质是一个典型的 调试窗口，主要包括以下几个窗口 ， 如图 7所示。 基于 51单片机的音乐播放器的软件设计 7 图 7 Keil uVision2开发环境 系统的软件设计 本系统采用模块化的编程思想，把整个软件系统化为多个功能模块，主程序通过调用各个子程序来完成各个功能的实现。 下面具体介绍各个模块的实现。 软件总体分析 从整体上看，该系统软件分为三个大的部分： （ 1） VS1003 解码。 VS1003 解码即 VS1003 译码程序。 主要完成数字信号的采集、信号滤波 等 功能。 利用模块化编程思想分别来实现各个模块的功能，减少程序之间的耦合性，提高程序之间的内聚性。 通过调用各个子程序来完成系统的功能。 该部分总体开发思路是 ， VSl003 通过同步串行总线 SPI 与 STC12C5A60S2 进行命令和数据的传输。 只要正确写 SPI 相关寄存器就能轻松 实现 控制。 VSl003 的 SPI 接口具有 2种工作模式：新模式和兼容模式。 设置寄存器 “ SM_SDINEW 为 1” 使 VSl003 处于新模式，此时设置 SM_SDISHARE 为 0，控制信号和数据信号的传送将分别采用 XCS和 XDCS 作为同步信号。 系统启动后，由 MCU 控制将存储于 U盘中歌曲的码流信息送入到 VSl003 芯片中，通过 VSl003 芯片解码以 及其内含的高质量的立体声 DAC 和耳机驱动电路，实现MP3 歌曲的播放功能 [2]。 （ 2） USB 总线的通用接口芯片 CH375。 CH375 芯片 挂接到 MCU 系统总线上， MCU通过 CH375 按照相应的 USB 协议与其 它 USB 设备进行通信。 本设计中 CH375 工作在USBHOST 模式下，将 8位并行数据线 D0～ D7 与 STC12C5A60S2 的 P0 口相连 ， 实现数据基于 51单片机的音乐播放器的软件设计 8 与命令的并行传输， CH375 工作在主机方式 MCU 通过 RD， WR，片选 CS、中断 INT 和地址线 AO的综合控制，完成与 CH375 的通讯，通过 USB 接口实现从 U盘读写数据的 功能。 INT 引脚和 MCU 的外部中断输入引脚相连，当有 U 盘插入时 INT 变为低电平触发 外部中断， 当 RD 为高电平，且 CS， WR 和 AO 都为低电平时， D7～ DO 上的数据被写入 CH375芯片中；当 RD 为高电平，且 CS和 WR 都为低电平 ， AO为高电平时， D7～ DO 中的数据可作为命令码写入 CH375 芯片中 ；当 WR 为高电平，且 CS， RD 和 AO都为低电平时， CH375中的数据可以通过 D7～ DO输出 [3]。 （ 3） LCD12864 液晶显示 a） LCD12864 引脚功能 说明 如表 1 所示。 表 1 LCD12864引脚功能 说明 管脚号 管 脚名称 电平 管脚功能描述 1 VSS 0V 电源地 2 VCC +5V 电源正 3 V0 对比度（亮度）调整 4 RS(CS） H/L RS=“H”,DB7 —— DB0为显示数据 RS=“L”,DB7 —— DB0为显示指令数据 5 R/W(SID) H/L R/W=“H”,E=“H” ,数据 DB7—— DB0被读 R/W=“L”,E=“H→L”, DB7 —— DB0的数据被写到 IR或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信号 7 DB0 H/L 数据线 8 DB1 H/L 数据线 9 DB2 H/L 数据线 10 DB3 H/L 数据线 11 DB4 H/L 数据线 12 DB5 H/L 数据线 13 DB6 H/L 数据线 14 DB7 H/L 数据线 15 PSB H/L H： 8位或 4位并口方式 ， L：串口方式 基于 51单片机的音乐播放器的软件设计 9 16 NC 空脚 17 /RESET H/L 复位端，低电平有效 18 VOUT LCD驱动电压输出端 19 A VDD 背光源正端（ +5V） 20 K VSS 背光源负端 b） LCD12864 控制器接口信号说明： 管脚 RS、 R/W 为主要功能选择端口， RS 端口高低电平用于 12864 识别端口信号是指令数据（ L）还是显示数据（ H）， R/W 端口高低电平用于控制 12864 读（ H）写（ L）状态。 RS， R/W 的配合选择决定控制界面的 4种模式如表 2所示。 表 2 LCD12864控制界面模式 RS R/W 功能说明 L L MCU写指令到指令暂存器（ IR） L H 读出忙标志（ BF）及地址记数器（ AC）的状态 H L MCU写入数据到数据暂存器（ DR） H H MCU从数据暂存器（ DR）中读出数据 c） LCD12864 使能 E信号 E作为 12864 的外加时钟，控 制 12864 与外部的连接。 当 E信号 H→ L时 12864 读取 DB 端口的数据。 将它视为一个开关，当进行数据写入时先调节 RS选择信号种类，然后将 R/W 拉低设为写状态，把数据传到管脚后将 E 由 L→ H→ L把数据读入寄存器。 如表 3所示。 表 3 LCD12864使能信号 E状态 执行动作 结果 高 —— 低 I/O缓冲 —— DR 配合 W进行写数据或指令 高 DR—— I/O缓冲 配合 R进行读数据或指令 低 /低 —— 高 无动作 （ 4） LCD12864 串行连接数据传输 串口模式工作过程： a）串行数据传送共分三个字节完 成。 第一字节 串口控制 —— 格式 11111ABC A为数据传送方向控制。 其中， H表示数据从 LCD 到 MCU， L 表示数据从 MCU 到 LCD。 基于 51单片机的音乐播放器的软件设计 10 B为数据类型选择。 其中， H 表示数据是显示数据 ， L 表示数据是控制指令。 C固定为 0 第二字节 (并行 )8位数据的高 4位 —— 格式 DDDD0000 第三字节 (并行 )8位数据的低 4位 —— 格式 0000DDDD 串口模式下只用两根线（ E和 SCLK）来完成数据传输。 ST7920 是 12864 的控制器，如果 使用多个 ST7920 时， CS 被配合使用， CS为 高电平有效。 SCLK 有独立的操作 时序，当多个连续的指令被送入时，指令执行时间需要被考虑，需要等待上一个指令执行完毕才送入下一个指令 ， 因为 ST7920 内部没有传送 /接收缓冲区。