基于STM32的MP3设计论文

苏州大学本科生毕业论文（设计）基于ARM的MP3设计苏州大学应用技术学院电子信息科学与技术（学号1216405013）胡坚目录摘要..........................................................1Abstract.........................................................2前言...........................................................3第一章绪论...................................................41.1开发背景.....................................................41.2国内外同类产品的分析.........................................41.3本次毕业设计所作的工作.......................................5第二章系统设计理论基础.........................................62.1Arm嵌入式系统...............................................62.2STM32F103Arm................................................62.3SD卡........................................................72.4音频解码器...................................................72.5液晶显示器...................................................8第三章系统总体方案设计..........................................93.1设计目标.....................................................93.2设计原理.....................................................9第四章硬件电路设计............................................154.1系统硬件设计平台............................................154.2总体架构设计................................................154.3模块化电路设计..............................................16第五章软件程序设计.............................................205.1系统软件开发平台............................................205.2整体软件系统流程图..........................................205.3MP3播放流程设计............................................215.4液晶显示设计................................................22第六章总结与展望..............................................236.1课题总结....................................................236.2系统测试....................................................236.3进一步开发的展望............................................23参考文献........................................................25致谢............................................................26附录............................................................27苏州大学本科生毕业论文（设计）附录1：实物图..................................................27附录2：部分源程序..............................................28苏州大学本科生毕业论文（设计）1摘要ARM处理器是由英国剑桥的Acorn计算机公司设计。ARM公司成立于1990年，该公司是知识产权提供商（不生产芯片）。目前，ARM处理器已经在高性能、低功耗、低成本的嵌入式领域中占据了领先地位。全世界现在包括Inter、IBM、Samsung等几十家大型半导体公司都使用ARM公司的授权。所以，开发者采用ARM处理器进行嵌入式系统开发时，可以得到更多的第三方技术和工具支持，使研发周期缩短，让产品更具市场竞争力。ARM处理器经过多年发展，应用日益广泛，在工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、机器人等多种领域都有大量建树[1]，很大程度上改变了人们的生活、工作和娱乐方式，MP3就是其中之一。本设计是基于ARM的MP3设计，采用ARM系列的STM32微控制器，结合VS1053音频解码芯片、SD卡、LCD等外围设备设计并实现了MP3播放器。关键词：MP3播放器、ARM、STM32、VS1053、SD卡、LCD作者：胡坚指导教师：顾妍苏州大学本科生毕业论文（设计）2AbstractARMprocessorwasoriginallydesignedbytheAcorncomputercompanyinCambridge,uk.ARMwasfoundedin1990,thecompanyistheintellectualpropertyprovider(notproductionchip).Atpresent,theARMprocessorhasoccupiedaleadingpositioninthefieldofhighperformance,lowpowerconsumptionandlowcost.TheworldnowincludesIBM,Samsung,Inter,andotherdozensoflargesemiconductorcompaniesareusingARMauthorization.Therefore,thedevelopmentoftheARMprocessorembeddedsystemdevelopment,youcangetmorethirdpartytechnologyandtoolstosupport,soastoshortenthedevelopmentcycle,maketheproductmoremarketcompetitiveness.Aftermanyyearsofdevelopment,theARMprocessoriswidelyusedinmanyfieldssuchasindustrialcontrol,trafficmanagement,informationappliance,homeintelligentmanagementsystem,robotandsoon.Ithasgreatlychangedpeople'slife,workandentertainment,andMP3isoneofthem.ThisdesignisbasedontheMP3ARMdesign,theuseofARMseriesofSTM32microcontroller,combinedwiththedecoderchipVS1053,SDcard,LCDandotherperipheraldevicestodesignandimplementtheMP3player.Keywords:MP3player,ARM,STM32,VS1053，SD,LCDWrittenbyJianHuSupervisedbyYanGu苏州大学本科生毕业论文（设计）3前言MP3是一种能播放音乐文件的播放器同时也是一种所占内存很小的音频文件，狭义的讲就是以MPEGLayer3标准压缩编码的一种音频文件格式[2]。在互联网时代的今天，MP3音乐以其不仅能储存大量音乐且能保证音乐质量的优点，已经成为了各种音乐播放器内最流行的音乐格式了。它通过芯片或存储卡存储歌曲，无需使用磁带和光碟，使消费者能够便捷的欣赏音乐，受到了大量群众的欢迎，获得了广阔的市场，因此各大公司推出了各式各样的mp3播放器产品[3]。由于生产技术的发展，mp3播放器的研制与生产变得更加容易，竞争力大大增加，成本大幅降低，获得大量市场。嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统[4]。随着现代社会信息化进程的加快，嵌入式系统被广泛的应用于社会各个领域。本文采用STM32F103作为微控制器，充分结合VS1053音频解码芯片，SD卡存储器，LCD液晶显示屏等外围设备，使MP3拥有音乐播放或暂停、音量调节、歌曲名显示、上一首/下一首、录音等多种功能，加强了市场竞争力。全文共分为六章。第一章绪论，第二章系统设计理论基础，第三章系统总体方案设计，第四章硬件电路设计，第五章软件程序设计，第六章总结与展望。苏州大学本科生毕业论文（设计）4第一章绪论1.1开发背景随着时代的发展，大量的家电和电子产品已经走入各家各户，大量的半导体公司也随之产生，ARM就是其中的佼佼者。目前，ARM处理器已经在嵌入式领域占据了领先地位。利用ARM芯片制造的电子产品性能十分优越，产品更受欢迎，开发者采用ARM处理器进行嵌入式系统开发时，可以得到更多的第三方技术和工具支持，使研发周期缩短，让产品更具市场竞争力。随着数字编解码及压缩技术的发展，语音文件也朝着高压缩比、高保真的方向发展。便携式MP3播放器作为一种集音频播放、数据存储为一身的数码产品，其功能结构为电子设计人员所熟知。MP3虽然体积娇小，但机身里包括显示屏，存储器，中央处理器等多个部分。其中中央处理器最为关键，向显示屏，信号处理器等部位发出操作指令，指挥各个模块工作，是播放器的大脑。MP3音频文件是利用MPEGAudioLayer的技术，将音乐进行压缩的文件,换句话说，能够在音质丢失很小的情况下把文件压缩到更小的程度,而且还非常好的保持了原来的音质[5]。如果是一段没进行过压缩的声音，那么每存储一秒钟的立体声CD音质音乐必须用1.4Mbit，这对内存的要求很高，所以必需使用压缩技术。通过运用MPEG音频标准的压缩技术，我们可以把存储空间压缩到原来的1／12而不会降低声音的音质[6]。低数据量极大的缓解了内存压力，高播放品质吸引了大量顾客，这两大优点使其成为声音存储，网上音乐传输的主要方式。1.2国内外同类产品的分析MP3是一种能播放音乐文件的播放器同时也是一种所占内存很小的音频文件。在网络广泛普及的今天，MP3通过不断的发展与进步，已经获得了广阔的市场与大量消费群。MP3的研究自1987年开始，1998年韩国世韩公司推出了世界上第一台MP3随身听，MP3播放器由于其便于携带，体积娇小，接近无损的音质和出色的功能，使其快速流通全球，不断更新换代。MP3通过存储器储存音乐，能够直接上网下载音乐，突破了计算机与电视的桎