stm32 mp3播放器毕业论文(3)

来源：网络收集时间：2026-03-25

导读： 2.5 音频编解码器音频编码解码器芯片主要由围绕一些处理硬件的一个模数转换器(ADC)和一个数模转换器(DAC)组成，但它们只是众所周知的海底冰山露出来的一角。最近一段时间，大部分工程师认为音频编解码器就是在DSP

2.5 音频编解码器

音频编码解码器芯片主要由围绕一些处理硬件的一个模数转换器(ADC)和一个数模转换器(DAC)组成，但它们只是众所周知的海底冰山露出来的一角。最近一段时间，大部分工程师认为音频编解码器就是在DSP平台上运行的压缩和解压缩算法。在整个音频频率范围里，“语音”编解码器适合数字电话应用，而“音频”编解码器则适合娱乐音频应用。

在这个意义上，音频编解码器是从Dolby公司的噪音抑制技术演变成Dolby和其它一些公司更综合性的压缩方法。它们的出现还与国际标准组织(ISO)的运动图像专家小组(MPEG)有关，该工作小组负责为数字音频和视频的编码表示制定相应的

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标准。尽管语音编解码器技术的发展一定程度上处于静止状态，但音频编解码器技术一直在向前演进。

2.6 液晶显示器

定义：通常，我们在数字式电子表与手提电脑上所看到的显示数字之玻璃薄片即称之为液晶显示器（Liquid Crysplay，简称LCD）。

优点：平面型显示，体积小，重量轻，功耗低，驱动电压低，可用大规模集成电路直接驱动，可以在明亮的境下显示，不含有害射线等。种类：

①按显示方式，可分为透射型、反射型的投影显示三大类。 ②按显示机理，可分为如下五种：

TN（Twist Nematic）扭曲向列型 HTN（High Twist Nematic）高扭曲向列型 STN（Super Twist Nematic）超扭曲向列型

FSTN（Film Super Twist Nematic）薄膜超扭曲向弄列型 TFT（Thin-film Transistor）薄膜晶体管

2.7 电路焊接

在焊接模块外引线、接口电路时，应按如下规程进行操作：

1）烙铁头温度小于280℃。 2）焊接时间小于3~4s。 3）焊接材料：共晶型、低熔点。 4）不要使用酸性助焊剂，一般选择松香。

5）重复焊接不要超过3次，且每次重复需间隔3分钟。

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第三章系统总体方案设计

3.1 设计目标

本文采用STM32系列微控制器，结合解码芯片VSl003、SD卡、LCD等外围设备设计并实现了MP3播放器。其主要功能有：播放VSl003支持的所有音频文件，如MP3、WMA、WAV文件，且音质非常好；通过摇杆控制播放上一首／下一首、音量增减等；通过LCD显示歌曲名字和播放状态；本系统还实现了读卡器功能，PC机可通过USB接口直接对开发板上的SD卡进行读写操作，以方便拷贝音频文件。

3.2 设计原理

3.2.1 中央处理器工作原理 STM32处理器

CortexM3是ARM公司最新推出的基于ARMv7体系架构的处理器核，具有高性能、低成本、低功耗的特点，专门为嵌入式应用领域设计。

ARMv7 架构采用了Thumb2技术，它是在ARM的Thumb代码压缩技术的基础上发展起来的，并且保持了对现存ARM解决方案完整的代码兼容性\[3\]。 Thumb2技术比纯ARM代码少使用31%的内存，减小了系统开销，同时能够提供比Thumb技术高出38%的性能。

在中断处理方面，CortexM3集成了嵌套向量中断控制器NVIC(Nested Vectored Interrupt Controller)。NVIC是CortexM3处理器的一个紧耦合部分，可以配置1~240个带有256个优先级、8级抢占优先权的物理中断，为处理器提供出色的异常处理能力。同时，抢占（Preemption）、尾链（Tailchaining）、迟到技术（Latearriving）的使用，大大缩短了异常事件的响应时间。CortexM3异常处理过程中由硬件自动保存和恢复处理器状态，进一步缩短了中断响应时间，降低了软件设计的复杂性。CortexM3体系架构提出了新的单线调试技术，CortexM3处理器的跟踪调试是通过调试访问端口(Debug Access Port，DAP)来实现的。DAP端口可以作为串行线调试端口（SWDP）或串行JTAG调试端口（SWJDP，允许JTAG或SW协议）使用。其中SWDP只需要时钟和数据2个引脚，实现低成本跟踪调试，避免

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使用多引脚进行JTAG调试，并全面支持RealView编译器和 RealView调试产品。此外CortexM3还具备高度集成化的特点，大大减小了芯片面积，内部集成了许多紧耦合系统外设，合理利用了芯片空间，使系统满足下一代产品的控制需求。

STM32系列是基于CortexM3核的微控制器，它在CortexM3内核的基础上扩展了高性能的外围设备。

3.2.2 电源部分原理

电源设计是一个系统设计中的关键部分，对于整个系统，一个稳定的、具有一定功率的电源和合理的电源管理是必不可少的。本系统有以下几种电源：CPU的内核数字和模拟电源电压+1.8 V，CPU的I／O口数字和模拟电源电压+3.3 V、总线的隔离电源、LCD的驱动电源、LCD的背光逆变电源、其他外围设备电源电压+5 V等电源。

3.2.3 音频解码器介绍

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。其具体特性如下：

●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+IMAAD-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IMAADPCM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

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●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

图3.1 VS1003芯片

3.2.5 液晶显示原理

1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，如表（1）所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”

表3.2 LCD1602字符表

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3.3模块设计方案对比

3.3.1 控制模块

方案一：此方案采用 89C51 单片机实现，单片机软件编程自由度大，可用编程实现各种控制算法和逻辑控制。但是 89C51 需外接模数转换器来满足数据采样。如果系统增加语音播放功能，还需外接语音芯片，对外围电路来说，比较复杂，且软件实现也较麻烦。另外，51 单片机需要用仿真器来实现软硬件调试，较为繁琐。方案二:此方案采用 SPCE061A 单片机实现，此单片机内置 8 路 ADC，2 路 DAC，且集成开发环境中，配有很多语音播放函数，用 SPCE061A 实现语音播放相对方便。但5V的工作电压，16位的处理器芯片，较低的闪存，使得功耗比较大，处理速度比较慢，工作效率比较低，存储量受到限制。

方案三：此方案采用STM32V100 ARM板实现，它使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置高速存储器(高达128K字节的闪存和20K字节的SRAM)，丰富的增强型I/O端口以及包含2个12位的ADC、3个通用16位定时器和一个PWM定时器。使得处理速度大大提高，机器功耗大大降低，整体性能得到很大提高。32位的处理器使得控制更加稳定、迅速 …… 此处隐藏：3184字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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