基于CH375的U盘MP3播放器设计.doc

基于CH375的U盘MP3播放器设计 时间：2009-04-08 15:47:07 来源：电子产品世界 作者： 随着电子技术的发展，MP3播放器向大容量、高音质、小巧便携不断发展。虽然播放器与存储器的一体化设计使MP3播放器便于携带，但与此同时他也带来了很多新的问题，比如存储容量固定，如果想装下更多的歌曲只能去购买新的产品，造成了巨大的浪费;另一方面，一体化又限制了MP3播放器在其他领域的应用，比如车载MP3等不方便移动的播放器。于是将存储器与播放器分离成为MP3的另一发展方向，同时HOSTUSB的开发也为实时数据采集的移动存储提供了价格低廉的解决方案。本文将从软硬件方面详细介绍如何用AVR控制HOSTUSB读取U盘中的文件并将其解码播放。 　　l 方案设计 　　1.1 系统功能简介 　　本设计主要完成U盘的识别和数据的读取，并将U盘中读取的MP3文件解码播放出流畅的音乐，完成.MP3播放器的存储与解码的分离。系统功能主要包括读取U盘数据和MP3解码播放2部分。实现设计功能需要USB接口芯片、MP3解码芯片、主控制器和其他外围电路。 　　1.2主要芯片的选择 　　通过比较本文选择南京沁恒电子生产的一款USB通用接口芯片CH375。CH375芯片支持HOST主机方式和DEVICE设备方式，内部集成了PLL倍频器、主从USB接口、数据缓冲区、被动并行接口、异步串行接口、命令解释器、控制传输的协议处理器、通用的固件程序等。 　　音频解码芯片选择芬兰VLSI公司生产的VSl003。VSl003具有MP3/wMA/MIDI解码和ADPCM编码功能，他内部包含一个高性能、低功耗的DSP处理核(VSD一SP)，一个工作内存，一片可供用户程序使用的5.5 kBRAM，一个串行SPI总线接口，一个高质量的采样频率可调的过采样DAC以及一个16位的采样ADC。 　　采用高性能低功耗的8位AVR闪存微处理器作为系统主控制器，ATmega64内部具有丰富的资源，64 kB的系统内可编程FLASH，2 kB E2PROM，4 kB SRAM，53个通用I/O口线，32个通用工作寄存器，RSIC设计的单指令周期使单片机具有高速处理能力，能保证MP3文件的顺畅播放。 　　2硬件接口 　　2.1 USB接口芯片CH375与MCU的连接 　　CH375可以方便地挂接到MCU系统总线上，MCU通过CH375按照相应的USB协议可以很方便地与其他USB设备进行通信。本设计中CH375工作在USBHOST模式下，将CH375的TXD端接地，RXD端悬空采取并行传输的方式，将8位并行数据线D0～D7与AT-mega64L的PD口相连实现数据与命令的并行传输，RD，WR，CS，INT和A0五根控制线分别连接至ATmega64L的PC3～.PC7引脚，接口的系统框图如图1所示。RD，WR和CS分别为读选通、写选通和片选，低电平有效;INT中断请求为低电平有效;地址输入线AO为高电平时选择命令端口，可以向CH375写人命令;当AO引脚为低电平时选择数据端口，可以向CH375读写数据。 当CH375工作在主机方式时MCU通过RD，wR，片选CS、中断INT和地址线AO的综合控制，完成与CFl375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1NT变为低电平触发外部中断，当CS，RD和AO都为低电平时，CH375中的数据可以通过D7～DO输出;当CS，wR和AO都为低电平时，D7～DO上的数据被写入CH375芯片中;当CS和wR都为低电平AO为高电平时，D7一DO中的数据可作为命令码写入CH375芯片中。 　　2.2 MP3解码芯片与MCU的连接 　　VSl003通过同步串行总线SPI与ATmega64L进行命令和数据的传输。由于ATmega64L内部集成有SPI总线模块，只要正确写SPI相关寄存器就能轻松控制SPL这种硬件SPI总线减小了软件设计的困难。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_SDI。NEW为1使VSl003处于新模式，此时设置SMSDISFIARED为O，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，在按键的控制下，实现对歌曲播放模式以及歌曲选择等功能。 　　VSl003的所有数据和控制命令均通过SPI总线接口实现，因此与MCU接口实现比较简单，包括3条SPI数据线和4条与PB4～PB7引脚相连的控制线，接口框图如图2所示。 　　3软件编程 　　3.1 U盘文件管理系