MP3开放实验学生讲义20140904.docVIP

电子实习I?(MP3数码播放器制作) 马幼鸣 2013年6月 MP3数码播放器制作 目的与任务 1．通过理论学习，使学生初步掌握嵌入式系统的基本原理和MP3播放器的电路设计。 2．通过实验使学生实际接触常用电子元器件、电子材料及电子产品的生产过程，了解电子工艺的一般知识和掌握最基本的焊接、组装产品的技能，了解电子工艺生产线的流程。 3．掌握贴片、回流焊，使用万用表测量各测试点电压，学会MP3数码播放器的调试、组装，独立完成一台MP3数码播放器的制作。 4．达到提高学生实践动手能力，提高独立思考能力，培养良好的科学态度和实践规范，达到激发学生学习兴趣的目的。 第一章 MP3的原理图 1.1MP3简介 MP3是一种有损数字压缩格式的音频压缩技术，其全称是动态影像专家压缩标准音频层面3（Moving Picture Experts Group Audio Layer III），简称为MP3。它是一种超级声音文件的压缩方法，由音频和视频两部分组成，可分别进行压缩，因此它被设计用来大幅度地降低音频数据量。所谓“有损压缩音频格式”也就是对数字音频使用了对音质有损耗的压缩方式，以达到缩小文件大小的目的，来满足复制、存储、传输的需要。MP3的压缩率可以达到1：12，但在人耳听起来，却并没有什么失真，因为它将超出人耳听力范围的声音从数字音频中去掉，而不改变最主要的声音。 1.2 MP3功能描述 本设计中，该MP3播放器具有音乐播放功能和调频收音机功能，具有32级数字音量控制，采样频率为8KHz～48KHz，带有TF卡接口和USB接口，最大可支持32GB的TF卡，使用3.6V手机锂电池供电。 1.3 MP3 硬件组成概述 硬件主要包括：主控芯片、按键、电源部分、TF接口、音频功放五个部分组成。系统的框图如图1.1。 图1.1 MP3系统框图 ①控制芯片、按键 主控芯片YM100是将MCU、EPROM和FM组合在一块IC中，具有控制、MP3解码、存储操作程序和调频收音机的作用。USB接口作为U盘插口，音频线路输入使该播放器作为扩音音箱用，主控芯片的FM天线由一个耳机插座来实现。主控芯片、按键、USB接口、音频线路输入、天线接口如图1.2。 图1.2 主控芯片、按键、USB接口、音频线路输入、天线接口 主控芯片部分由YM100(UC1)，32.768KHz晶振（Y1）组成。C1，C2是晶振的匹配电容；D3是状态指示LED，R13为其限流电阻，C5为电源滤波电容。主芯片各引脚功能定义说明如表1.1： 表1.1 YM100各引脚功能描述 引脚序号 引脚名称 引脚类型 功能描述 1 DVSS P 数字地 2 INT2 IO 检测TF口是否有卡插入 3 X32I I OSC输入 4 X32O O OSC输出 5 SDCD0 IO TF卡数据位 6 SDCLK O TF卡时钟输出 7 SDCMD IO TF卡命令 8 AD_KEY AI 模拟信号输入ADC(按键输入) 9 IOC0 O 关闭音频功放 10 DAC_L AO 左声道输出 11 DAC_R AO 右声道输出 12 DVSS P 数字地 13 FM_ANT AI FM天线 14 AGND P 模拟地 15 LINE_Audio_R AI 线路输入右声道 16 LINE_Audio_L AI 线路输入左声道 17 IOA14 IO 工作状态输出口 18 VBAT P 锂电池电源输入 19 DVSS P 数字地 20 +5V P 芯片DC/DC升压输出，+5V电压，USB接口供电 21 USBDN IO USB数据差分线负极 22 USBDP IO USB数据差分线正极 23 DVSS P 数字地 24 VCC33 P 芯片LDO输出，+3.3V电源，TF卡、LED、按键供电 按键电路为由R24和R6、R2、R1、R4、R3、R5构成的分压电路，当不同按键按下的时候，会在AD_KEY处产生不同的电压，该按键接入到主控芯片第8脚，由主控芯片内的AD转换成数字信号，主控芯片判断是哪按键按下，从而调用相应的程序，进行相应的操作。按键的连接见图1.2。 AD_KEY的电压用VKEY表示。各按键有效时对应的电压如表1.2。 表 1.2 按键功能表 按键序号 计算VKEY 电压值VKEY 功能描述 K1 0.2V 音乐播放和暂停的控制 K2 0.8V 播放上一首歌曲 K3 1.0V 播放下一首歌曲 K4 1.2V 音量减小 K5 1.4V 音量增加 K6 1.8V MP3/LINE IN/FM 以及TF卡和U盘转换键 USB总线协议定义了四条线，一对差分信号线和一个