基于单片机的MP3播放器设计_毕业设计

毕业设计设计题目：基于单片机的MP3播放器设计学生：指导教师：学院：专业：2015年6月河南理工大学毕业设计任务书设计题目基于单片机的MP3播放器设计指导教师专业学生2015年6月xx日基于单片机的MP3播放器设计摘要MP3是MPEG一1音频层Ⅲ的简称。MPEG音频是目前普遍应用的音频压缩标准，其中层Ⅲ的算法最为复杂，但压缩比最大，效果较好，在低码率条件下基本能达到CD的音质效果。低数据量和高播放品质的优点使其成为音乐存储、数字广播、网上音乐传输的主要方式。单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术把具有数据处理能力（如算术运算，逻辑运算，数据传送，中断处理）的微处理器，随即存取数据处理器，只读程序存储器，输入输出电路，可能还包括定时计数器，串行通信口，显示驱动电路，模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块单块芯片上，构成一个最小而又完善的计算机系统。本文介绍了一种基于ATMEL公司生产的AT89C51单片机的MP3播放器设计，分析了基于单片机的音乐播放器的工作原理，详细介绍了音乐播放器的功能以及硬件设计和软件设计的方法。本次设计主要以AT89C51单片机为核心，对音乐播放器的设计与实现进行了硬件及软件的设计，并给出了一套完整的解决方案，实现了单片机音乐播放器对音乐的演奏。关键词：音乐播放器；单片机；Microcontroller-basedMP3PlayerDesignAbstractMP3isMPEG-1AudioLayerⅢforshort.MPEGAudioiswidelyusedaudiocompressionstandards,includingthemostcomplexalgorithmⅢlevel,butthemaximumcompressionratio,better,atlowerbitratecanbeachievedundertheconditionsofthebasicCD'ssoundquality.Lowdatavolumeandtheadvantagesofhighplaybackqualitymakeitamusicstore,digitalbroadcasting,themainformofonlinemusictransmission.Singletabletsmachineisaintegratedcircuitchip,usedSupermasstechnologytohasdataprocessingability(asarithmeticoperations,logicoperations,datatransfer,interruptprocessing)ofmicroprocessor,immediatelyaccessdataprocessingdevice,onlyreadprogrammemory,enteredoutputcircuit,mayalsoincludingscheduledcounter,serialpasssocket,displaydrivencircuit,simulationmoreroadconversiondeviceandtheA/Dconversiondevice,circuitintegratedtoasingleblockchipShang,constituteaminimumandandperfectofcomputersystems.ThisarticledescribeshasabasedonATMELcompanyproductionofAT89C51singletabletsmachineofMP3playdevicedesign,analysishasbasedonsingletabletsmachineofmusicplaydeviceofworkprinciple,moredescribeshasmusicplaydeviceoffunctionandhardwaredesignandsoftwaredesignofmethod,tosingletabletsmachineforcore,byminimumsystem.Inthispaper,theAT89C51microcontrollerasthecoreofthemusicplayer'sdesignandimplementationofhardwareandsoftwaredesign,andgivesacompletesolutiontoachieveasinglechipmusicplayerforplayingmusic.Keywords：MusicPlayer,Single-chipcomputer,Decoder目录摘要Abstract1绪论......................................................................11.1研究现状................................................................11.2课题研究的目的和意义....................................................21.2.1课题研究的目的........................................................21.2.2课题研究的意义........................................................21.3国内外概况..............................................................31.4课题研究内容............................................................42MP3的编解码过程..........................................................52.1MP3的工作原理..........................................................52.2MP3播放器编码过程......................................................52.2.1编码分析..............................................................52.2.2编码过程..............................................................72.3MP3播放器解码过程......................................................93MP3播放器的硬件设计与实现...............................................113.1系统的总体设计.........................................................113.2主电路设计.............................................................123.2.1单片机最小系统.......................................................143.2.2电源部分.............................................................143.2.3D/A转换部分.........................................................153.2.4控制部分.............................................................163.3单片机复位电路.........................................................173.4单片机晶振电路.........................................................174MP3播放器软件设计及实现.................................................194.1MP3播放器播放功能的设计...............................................194.2MP3功能按钮设计........................................错误!未定义书签。4.3USB通信功能程序设计....................................错误!未定义书签。5结论.....................................................................20参考文献致谢1基于单片机的MP3播放器设计11绪论1.1研究现状随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式系统技术的应用也随之提高。目前，嵌入式系统已广泛用于信息家电、移动通信、工业控制、军事电子等领域。电子技术的飞速发展，使得嵌入式设备在各个领域的应用越来越广泛，复杂度也越来越高，对其开发方法也提出了更多的要求和更大的挑战。在嵌入式设备系统开发过程中需要将软件用于操作系统编译连接成一个整体，然后下载到目标机上运行。所以，嵌入式设备的开发过程是一个复杂的过程。因为复杂，所以很有发展的潜力。MP3作为高质量音乐压缩标准，给音频产业带来了巨大的冲击。MP3技术使音乐数据压缩比率大，回放质量高。如CD格式的音乐数据压缩成MP3格式，音效相差无几，但大小至少可压缩12倍。由于MP3音乐的较小数据量和近乎完美的播放效果使其在网络上传输得以实现。1995年，MP3格式的音乐文件刚在网络上传播时，主要用Winamp等播放软件进行播放，使MP3音乐无法脱离计算机进行播放，给音乐欣赏带来了不便。近几年以来，随着MP3播放器的出现及其技术的发展，人们对MP3播放器的要求越来越高，制造商在MP3播放器的选型、设计、开发、附加功能和试用领域等方面做了很多努力，设计了多种方案[1-3]。详细分析了嵌入式MP3播放器的开发过程，为嵌入式MP3播放器提供了一种合适的集成开发方法和框架。消费类的电子应用在嵌入系统中所扮演的角色变得越来越重要，尤其是手持类产品更是越来越丰富。这类的产品的体积通常较小，价位通常相对较低，对于功耗的要求也相对的严格许多。也因此先进设计的焦点已经不只是放在传统的性能上，低功耗和低成本已经转而变成最重要的因素之一。本设计研究的是在MP3多媒体的应用之下，以降低运行频率，降低功耗这个重要特性为目标，对软件和硬件两方面分别作分析、评估和优化，以达到所设立的目标。硬件方面，分析了MP3的算法后，找出最迫切需要硬件加速的部分。通过验证系统可行性，期望能以尽量小的硬件成本，达到尽量好的加速效果。希望此研究分析的经验及成果，能成为以后开发一个特殊应用平台时的基础。科技的迅猛发展给音乐带来了意想不到的发展机会。MP3播放器无疑是音乐史上极具颠覆性的传播媒介。由于MP3播放器的生产成本较低、外观可塑性强，并且可置于手机等不同产品中，满足了不同消费者的需求，因此，受到了不同层次消费者的青睐。另一方面，MP3格式是世界上第一个有损压缩的编码方案，基本上所有的播放器都支持它。从有音乐开始，音乐的传播方式是突飞猛进的发展，音乐的传播方式按照时间的先后顺序可以划分为乐谱传播、唱片传播、广播传播、电视传播、网络传播等五个阶段。在网络中的各种音乐格式中，MP3是目前最流行的一种音乐格式，深受