论文总字数：16035字

摘 要

本文采用单片机、音频解码芯片和液晶显示实现了一个可以播放音乐、阅读电子书、红外线控制的多功能MP3系统。整个系统主要由微控制器模块、音频解码模块、液晶显示模块、SD卡模块、红外接收模块等组成。系统采用STM32F103RBT6芯片作为微控制器，结合FAT文件操作，将存储于SD卡中的MP3歌曲文件读出，再送至VS1003B音频解码芯片解码信号，数模转换器将解码得到的数字信号转换成模拟信号，再放大转换后的模拟音频且经过低通滤波后将其输出到耳机输出口，完成了音乐播放的功能。系统采用JM12864液晶显示屏用于显示输出和HS0038红外接收模块用于远程控制。

关键词：MP3播放器 STM32F103RBT6 VS1003B SD卡 FAT

The MP3 player system design based on the STM32

Abstract

This paper introduces some basic data of the principle and the present situation,the development of modern MP3 technology technique,and on this basis,the MP3 player which combines many functions in one is designed and debugged from the hardware and software. System uses STM32F103RBT6 as micro controller,combining the FAT file operations,MP3 songs that stored in the SD card storage will be read out ,again signals are decoded through the VS1003B decoding chip,digital to analog converter will solve digital signals into analog signals.Then the converted analog audio amplifier,a low-pass filter to the headphone output,after which can realize the function of the music play.In addition ,combining JM12864 LCD screens,HS0038 infrared receiving the first peripheral equipment,designing and implement the collection of music play,e-book experience ,remote control for the integration of multi-function MP3 player.

Key Words: MP3 player; STM32F103RBT6; VS1003B; SD card; FAT

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1 MP3的现状和发展趋势 1

1.2 MP3的基本组成和原理 2

1.3 论文的研究内容 2

第二章 MP3系统设计方案 4

2.1 MP3总体设计目标 4

2.2 各模块原理简介 4

第三章 MP3系统硬件电路设计 11

3.1 各模块硬件电路设计 11

3.2 系统整体硬件原理图 20

3.3 系统PCB实现 22

第四章 MP3系统软件设计 23

4.1 系统软件主流程图 23

4.2 底层驱动程序设计 25

4.3 功能模块设计 28

第五章 MP3系统硬件调试与优化 32

5.1 硬件电路调试 32

5.2 功能调试 32

5.3 问题分析 34

5.4 设计总结 35

参考文献 36

致谢 37

附录 38

第一章 绪论

1.1 MP3的现状和发展趋势

MP3含义为MPEG Layer 3，是指把MPEG Layer 3作为压缩和编码标准的音乐文件的格式。借助当今Internet的普及率，MP3占用数据量小和播放出色的特点使之成为各种媒介上最流行的音频格式。同样大小的MP3格式音乐相比于CD格式，不仅几乎没有改变音效和音乐质量，而且文件大小上也实现了至少12倍的缩小。第一部MP3自1998年问世以来，凭借自身别具一格的特点：外形小巧、音质与CD几乎无差、功能众多且强大，收获了越来越高的人气和越来越多的粉丝。不仅如此，它通过以芯片和卡作为记录工具，更加节电且方便携带储存，符合了现代人对于数码产品的要求。在这种背景和巨大利益的诱惑下，大量的MP3产品如雨后春笋版出现，同时MP3解码芯片也大量面世，还有大量的解决方案，包括ST方案(ST92163 STA013/015)、美国SigmaTel方案(STMP3400)、Micronas方案(MAS3507 DAC3550)、TI软解压单芯片方案(TMS320C5409)、台湾创品方案(T33510，T33520)、TI的DA-250解决方案和Crystal软解压单芯片方案(EP7209，EP7212)。众多的解决方案使得MP3生产更具多样性，而低成本的特点也使得其市场越来越大。

MP3的未来发展有以下三个趋势。

1.录音功能专业化

随着功能专业化，本来对比专业录音笔有巨大的差距的MP3配备了先进的大范围采样率等功能，且开设了设置参数如比特率的技术，使得录音这项MP3的基本功能得到了大幅的提升，还支持装备扬声器和耳机监控录音，已经和专业录音笔没有了明显的差距。

2.机身体积更小，外观更加靓丽美观

时代高速发展，设计工艺也愈发高超，MP3的机身制作的越来越小巧精致，从原先的砖头机发展成了掌上机，甚至如苹果公司shuffle这样的指上机也是随处可见。此外，外观上也是越来越符合流行之风和迎合各阶段顾客尤其青少年的青睐。

3.配备锂电池，可以长时间工作

锂电池的配备与其说是因为源自市场的好评的产物，不如说是电子产品发展的必然趋势：锂电池不仅储电量大、播放时间长，而且携带方便，安全高效。伴随其越来越普及，它通用性上的缺陷也在逐渐被抹去。

此外，彩色高品质显示屏配备给了越来越多的MP3配备；甚至有的还增加了摄像头，可以用于拍照。功能集结度高，一机多用成了现在MP3的主流趋势和配备。

1.2 MP3的基本组成和原理

一个完善的MP3系统基本上分为六个组成部分：中央处理器、显示界面、控制键、解码器、存储设备、音频DAC和功放。如图1-1所示。

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