论文总字数：22472字

摘 要

21世纪以来，嵌入式产业飞速发展，其中消费电子产业的蓬勃发展功不可没。MP3音频播放器作为一款典型的嵌入式系统产品，在各种产业中得到了广泛的实现和应用，它也成为了一个新的研究热点。

本课题以基于单片机的MP3音乐播放器的软件设计与实现过程为主要内容，阐述了设计过程的相关技术和具体流程，重点分析了音频解码的工作时序和文件系统的应用。该设计以STC12C5A60S2单片机为系统核心，以VS1003作为解码芯片，结合按钮电路、Nokia5110液晶显示电路与SD卡存储电路，实现了硬件电路设计。系统运行时，单片机读取SD卡内MP3音频文件，处理后发送给解码模块进行解码，同时通过液晶屏显示歌曲名称、音量大小等相关信息，最终音频信号传送到耳机接口播放。

经过测试，设计完成的MP3音乐播放器可以实现读取文件、液晶显示，键盘控制、播放音乐等功能。

关键词：单片机 音乐播放器 SD文件读取 音频解码

MP3 music player design

Abstract

Since the 21st century, the embedded industries has developed rapidly , and the development of the consumer electronics industry contributed a lot. MP3 audio player , playing as a typical embedded system products, has been widely realized and applied in a variety of industries, and it has become a new research hotspot.

In this paper, the software design and implementation process of MP3 music player based on single chip microcomputer is the main content. It describes the design process related technology and specific processes. It focuses on the audio decoding of the work sequence and file system applications. This design uses STC12C5A60S2 microcontroller as the the system core and uses VS1003 as the decoder chip. This design combines the button circuit, Nokia5110 LCD display circuit and SD card memory circuit, to achieve the hardware circuit design. When the system is running, the microcontroller reads the MP3 audio file in the SD card and sends it to the decoding module for decoding. At the same time, the system uses the LCD screen to show the song name, volume size and other related information. Eventually, the audio signal is transferred to the headphone jack to play.

After testing, the design of the MP3 music player can be read to achieve the file, and achieve the aim of LCD display, keyboard control, playing music and other functions.

Keywords: Single chip microcomputer; music player; u disk file reading; audio decoding

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 引言 1

1.1课题研究现状 1

1.2课题设计目的和意义 1

1.3课题分析与器件选型 2

1.3.1 处理器 2

1.3.2 音频解码 3

1.3.3 液晶显示 4

1.3.4 存储媒介 5

1.3.5 程序烧录芯片 6

1.4 论文结构 6

第二章 硬件电路设计 7

2.1 系统硬件总体设计 7

2.2 硬件模块设计 7

2.3.1 单片机最小系统 7

2.3.2 VS1003解码模块 9

2.3.3 SD卡存储电路 11

2.3.4 液晶显示电路 12

2.3.5 按键控制电路 13

第三章 系统软件设计 14

3.1 软件开发平台 14

3.2 系统总体软件设计 14

3.3 各功能模块设计 16

3.2.1 音频解码子程序 16

3.2.2 文件系统设计 21

3.2.3 显示模块 21

第四章 系统测试结果及分析 23

4.1 系统软件测试 23

4.2 调试过程中出现的问题 24

4.2.1 程序下载调试 24

4.1.2 接口驱动的安装 25

4.1.3 关于程序Hex文件的创建 26

第五章 总结 28

参考文献 29

致 谢 30

附 录 31

附录一：电路原理图 31

附录二：系统源程序与注释 31

第一章 引言

1.1课题研究现状

世界上第一台MP3播放器——MPMan F10是韩国世韩（Saehan）公司于1998年推出的,自此MP3成为媒体和大众关注的中心^[1]。近些年，随着科技的飞速发展与人们对生活质量的追求，电子类产品日益增大，MP3音乐播放器正是其代表产品，其具有的便携性、高容量、高音质、操作简单等特点也越发受到大众的追捧^[2]。但是随着经济水平的提高，消费群众对这些电子产品的技术要求也越来越高，其中的音乐发烧友更是对传统的MP3播放器提出了新的要求。

MP3行业发展已逾十几年，早期的传统MP3音乐播放器容量不易更改，要想存储更多的歌曲，就必须购买最新型号的播放器，并且歌曲的来源单一，往往局限于厂商的可获取途径，因此是生产资源的极大浪费。早期的音乐播放器基于便携性考虑，使播放器与存储器一体化设计，因此限制了其在其他领域的应用^[3]。随着近些年来互联网的飞速发展，人们可以在互联网上更方便地获得音频资源，而原来存储容量固定的播放器愈发不能满足人们的需求，这促使人们往播放器与存储器分离的音乐播放器的方向研究。

1.2课题设计目的和意义

传统的的音乐播放器是利用定时器产生固定频率的方波信号，即各个不同的音阶，再将这些音阶连接从而组成一段音乐，这不算是真正第播放MP3文件。本课题的设计正是基于播放与存储分离的思路，以单片机作为处理核心，采用专用的音频解码芯片，实现对SD卡内存储文件的读取和音频文件解码播放的功能。外围电路主要是实现歌曲内容显示，以及自定义键盘的按钮控制功能等^[4]。

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