《OLED显示MP3播放器设计.docVIP

采用OLED显示的MP3音乐播放器设计 周言 王耀 王灼 (Yan zhou, Yao wang，Zhuo wang) 北华航天工业学院 电子信息工程系（河北廊坊065000） 摘要：本文采用STM32F103RBT6微控制器做为核心处理单元，以VS1053实现了音频解码功能，以OLED液晶屏实现了人机界面，结合TF卡、ASM1117电源芯片等外围器件完成了一种功能完整、功耗低、人机交互友好的MP3音乐芯片设计。系统可播放VS1053原生支持的MP3、WMA、WAV文件，并通过软件加载PATCH的方式增加了对无损音频FLAC格式的支持。 关键字：OLED，音乐播放器，STM32，音频解码 1引言 MP3是一种可以大幅度降低音频数据量的音频压缩技术，随着这项技术的发展而诞生的数码设备——MP3音乐播放器曾是数字革命的先锋，它的出现对传统唱片业的影响是空前的。即使在消费者被智能手机等其他数码产品分流的今天，MP3音乐播放器因其音质、续航等诸多方面的优势仍然受到许多音乐爱好者的追捧。本文基于STM32系列MCU、VS1053音频编解码器和OLED显示屏，设计了一款可以播放MP3、WMA、WAV以及无损压缩FLAC等格式音乐文件的MP3音乐播放器，该播放器可通过OLED显示屏显示长文件名、播放时间等信息，并具有音量调节和曲目选择功能。 2系统方案设计 本音乐播放器主要由主控部分、存储模块、音频解码模块、显示模块和电源模块等几个核心部分构成。主控电路以STM32F103RBT6嵌入式MCU为核心，配合8M无源晶振、32.768K晶振等外围器件以及电源电路、复位电路等构成最小系统，主要完成数据读写、处理与各个模块的调度等功能，是整个系统的核心部分。系统的另一个核心部分是音频解码模块，由VS1053音频编解码芯片为核心构成，主要负责将MCU传输过来的音频数据流解码并通过音频输出通道播放。系统的结构图如下： 3系统的硬件设计 3.1控制核心电路 系统的主芯片STM32F103RBT6是一款采用ARM CORTEX M3内核的高性能、低成本32位核心处理器。该款CPU在STM32F103系列中属于中端产品，但内嵌的128K程序存储器和20K的RAM已足以满足音乐播放器系统的需求，如果程序优化得当，还将有足够余量。另外该芯片内嵌2个SPI接口与2个IIC接口，可以方便地与系统中各个模块进行通信。芯片还内嵌了符合USB2.0规范的USB接口，为系统日后添加有关USB传输的相应功能提供了余量。 系统采用8M晶振，芯片利用内部锁相环倍频到72M主频，晶振电路如图2所示。图中并联的两个22P电容，这两个电容是晶体的匹配电容，只有在外部所接电容为匹配电容的情况下， 振荡频率才能保证在标称频率附近的误差范围内。一般取22~30pF。 由ASM1117-3.3搭成的稳压电路负责为CPU提供稳定的3.3V工作电压。STM32F103系列CPU可工作在2~3.6V的电压范围内。另外，CPU每个供电引脚处并接了一个100nF左右的小电容，这是去耦电容，可以滤除供电线中的高次谐波保证供电稳定。 3.2显示模块设计 系统采用128*64分辨率的OLED显示屏作为显示模块。该显示屏由SSD1306作为驱动芯片，可以通过8080并口和SPI或IIC串口与单片机进行通讯。本设计中采用了模块的SPI串口模。OLED，即有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode），又称为有机电激光显示（Organic Electroluminesence Display，OELD）。OLED 具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异特性。本模块主要特点有： 尺寸小，仅有0.96寸，有利于系统小型化。 分辨率高，为128*64的分辨率，可以显示足够多的信息。 接口方式灵活，可以根据主控芯片资源灵活调配，采用IIC模式仅需占用2个IO口。 采用3.3V供电，与CPU供电电源相同。 3.3音频解码模块 系统采用VS1053芯片作为音频解码的核心，该芯片还内置了一个高性能立体声DAC和音频耳机放大器，极大简化了电路设计。在系统中，STM32作为主机，VS1053作为从机，通过7根线与CPU通讯。分别是：VS_MISO、VS_MOSI、VS_SCK、VS_XCS、VS_XDCS、VS_DREQ 和VS_RST。其中VS_RST是VS1053的复位信号线，低电平有效。VS_DREQ是一个数据请求信号，用来通知主机，VS1053可以接收数据与否。VS_MISO、VS_MOSI和VS_SCK则是VS1053的SPI接口。他们在VS_XCS和VS_XDCS下面来执行不同的