论文总字数：24395字

摘 要

近年来，随着人们物质生活水平的不断提高和微电子技术的蓬勃发展，各类电子产品正在发生着巨大变化，消费者对于便携式音频播放器的要求也越来越高。鉴于现有音频播放器的功能相对单一、消费者体验欠佳的现状，设计、研究多种音频格式文件解码播放、界面人性化同时拥有更多新功能的音乐播放器有很好研究意义和较好的市场前景。

MP3播放器属于数字音频设备，可实现对不同格式的音频文件进行解码和播放，同时具有有一定存储功能。在此基础上具备一些人机交互功能，如图片浏览、小游戏等,MP3播放器的出现使原来音频文件播放难且不简便的缺点,变成可以随身携带、随处聆听的音频设备。

论文根据既定的功能需求设计了一款基于STM32单片机的MP3播放器的硬件平台，以供软件人员调试，本系统主要由分为主处理器模块、音频解码模块、文件管理模块（U盘/SD卡）、存储模块、电源模块、人机交互模块组成。主处理器是整个平台的“大脑”，它控制着剩余模块的正常运行和功能的实现。人机交互部分由显示模块和按键模块组成，显示屏完成歌曲目录的显示和播放进度等可视化功能，按键实现歌曲的暂停、切换、快进快退和更改音乐播放模式等功能。

关键词：MP3播放 STM32 VS1003 SD卡 U盘 LCD

MP3 player hardware design

Abstract

In recent years, with the continuous improvement of people's material living standards and the vigorous development of microelectronics technology, various electronic products are undergoing great changes, and consumers are demanding more and more portable audio players.In view of the relatively single function of the existing audio players and the poor consumer experience, designing and researching MP3 players with multiple audio formats for decoding and playback, user-friendly interface and more new functions have good research significance and comparison. Good market prospects.

The MP3 player is a digital audio device, which can decode and play audio files in different formats, and has a certain storage function. On this basis, it has some human-computer interaction functions, such as picture browsing, mini games, etc. The emergence of the MP3 player makes the original audio file difficult and inconvenient, which has become an audio device that can be carried around and listened everywhere.

The thesis designs a hardware platform for MP3 players based on STM32 microcontrollers according to the established functional requirements for software personnel to debug. The entire hardware platform is mainly divided into a main processor module, an audio decoding module, and a file management module (U disk / SD) Card), storage module, power supply module, human-computer interaction module. The main processor is the "brain" of the entire platform, which controls the normal operation and function realization of the remaining modules. The human-computer interaction part is composed of a display module and a button module. The display screen completes the visualization functions such as the display and playback progress of the song catalog, and the buttons realize the functions of pause, switch, fast forward and rewind, and change the music playback mode.

Key Words: MP3 player; STM32; VS1003; SD card; U disk; LCD

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1 课题研究背景和意义 1

1.2 研究现状 1

1.3 论文的主要内容和组织结构 2

第二章 基本功能和总体架构的分析 4

2.1 基本功能 4

2.1.1 MP3播放功能 4

2.1.2 LCD显示功能 4

2.1.3 SD卡数据读取功能 5

2.1.4 U盘数据读取功能 5

2.1.5 按键控制功能 6

2.2 总体架构 7

2.2.1 主处理器模块 7

2.2.2 音频解码模块 9

2.2.3 文件管理控制模块 9

2.2.4 人机交互模块 10

2.2.5 存储器模块 10

2.2.6 电源模块 10

2.3 本章小结 10

第三章 方案设计 11

3.1 总体实现方案 11

3.2 各模块实现方案 11

3.2.1 主处理器芯片选择 11

3.2.2 MP3解码芯片选择 12

3.2.3 文件管理控制芯片选择 13

3.2.4 Flash芯片选择 14

3.2.5 电源芯片选择 15

3.2.6 人机交互设备选择 16

3.3 本章小结 17

第四章 硬件设计 18

4.1 EDA设计工具 18

4.2 原理图设计 18

4.2.1 主处理器芯片模块电路设计 18

4.2.2 MP3解码模块电路设计 21

4.2.3 SD卡模块电路设计 22

4.2.4 LCD模块电路设计 23

4.2.5 U盘模块电路设计 24

4.2.6 串行Flash模块设计 25

4.2.7 SWD程序下载接口设计 26

4.2.8 按键电路模块设计 27

4.2.9 电源电路模块设计 28

4.2.10 彩灯电路驱动模块设计 29

4.3 PCB版图设计 30

4.4 本章小结 31

第五章 制作与测试 33

5.1 制作 33

5.1.1 PCB制作 33

5.1.2 表贴和电路制作 34

5.2 电路调试 34

5.3 测试 36

5.3.1 电源电路测试 36

5.3.2 程序下载电路测试 36

5.4 结论 37

第六章 总结与展望 38

6.1 本文的主要工作 38

6.2 进一步的工作展望 38

参考文献 40

致 谢 42

第一章 绪 论

1.1 课题研究背景和意义

当今世界，时代在发展，科技在进步，各类具有特定应用功能的电子产品层出不穷。本课题的MP3播放器就是一个典型的例子，由于多媒体技术的普及和数字信号处理技术的快速发展，MP3以其便携、高音质等特点受到大众喜爱。

MP3播放器相当于一个微型电脑，所以MP3机身中的模块与电脑大致相似。内部含有主处理器（MCU）、MP3音频文件解码器、存储器、显示器等。其工作流程如下：MCU是MP3播放器的“大脑”，它用来将歌曲信息显示到液晶显示屏（LCD）屏幕上以及接受用户所发出的指令。当用户发送播放歌曲指令时 ，MCU控制解码器对音频文件进行解码（解码器首先对接收到的MP3文件进行压缩，送入数模转化器将数字信号转化为模拟信号，最后模拟信号经过放大器），放大后的信号送到音频端口（耳机或音响）即可听到动听的音乐了。

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