ATMEL單片閃存MP3解碼芯片應(yīng)用

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場對MP3播放器新的要求，MP3解決方案也不斷推陳出新。特別是最近一年，各家IC公司以眼花繚亂之勢推出了從多片到單片SOC的新方案。

ATMEL在上述形勢下，于2002年率先推出了帶即插即用U盤功能的單芯片閃存MP3解碼器芯片。TLG公司在ATMEL協(xié)助下，已成功開發(fā)了多款性價比極優(yōu)的暢銷機(jī)型。

AT89C51SND1具有以下功能：

典型應(yīng)用

·MP3播放器

·PDA，數(shù)碼相機(jī)，MP3移動電話

·汽車多媒體MP3

·家庭多媒體MP3

ATMEL單片閃存MP3解碼芯片的優(yōu)點

·集成USB,MMC的嵌入式C51非常小的系統(tǒng)軟件功能齊全帶USB功能的MP3播放器僅需15K字節(jié)固件代碼。

·有44通用I/O口的嵌入式C51NAND Flash, SSFDC, I2C, SPI和IDE多種擴(kuò)展功能接口容易適應(yīng)多種應(yīng)用場合(Flash/CD/HDD播放器，汽車/旅行/組合音響...)。

·硬件MP3解碼器和硬件接口控制器非常低的工作電流：25mA@(128Kbps,48KHz采樣率，16MHz時鐘C51 X1模式，3V, 25C)。

·可以通過USB進(jìn)行固件升級的flash版本通過網(wǎng)頁下載音樂和固件系統(tǒng)引導(dǎo)或者用戶特殊引導(dǎo)的E2PROM。

·低成本的掩模ROM版本：64K 80C51 + MP3解碼器 + USB！

·提供廉價的開發(fā)工具和不需要軟件授權(quán)費用。

·提供絕大部分的程序C51代碼，給用戶充分發(fā)揮的空間。

·內(nèi)置2304字節(jié)的RAM，方便用戶增加復(fù)雜的功能。

·內(nèi)置程序存儲器和多種固件加密方式，保護(hù)用戶獨有創(chuàng)新的知識版權(quán)。

·需要很少的外圍器件SND1,DC-DC,音頻DAC和存儲器，可以做到很小的空間內(nèi)，適應(yīng)現(xiàn)代MP3的纖小而功能全面的要求。

ATMEL單片閃存MP3解碼芯片典型應(yīng)用的硬件結(jié)構(gòu)

我們使用ATMEL單片閃存MP3解碼芯片設(shè)計一個市場上最流行的MP3播放器，具有中文LCD顯示，即插即用而且可以當(dāng)U盤使用，內(nèi)置128M字節(jié)NAND閃存，使用一節(jié)AAA(7號)電池，有錄音、復(fù)讀和電池電量指示。

硬件框圖略(詳見《單片機(jī)天地》2003.10)

1.AAA電池通過DC-DC電路從1.5V轉(zhuǎn)換到3V提供給MCU、DAC、耳機(jī)放大器、LCD模塊、NAND閃存、錄音前置放大器等電路電源。

2.MCU在通過鍵盤和LCD液晶顯示屏和用戶進(jìn)行交流，接收用戶的指令并從LCD液晶顯示屏中將用戶指令執(zhí)行的結(jié)果顯示出來。如：a用戶按播放鍵要求播放MP3音樂時，MCU讀NAND閃存的數(shù)據(jù)。如果有MP3歌曲在閃存上，MCU讀MP3文件，并且將MP3的歌名顯示在LCD液晶顯示屏上；如果沒有MP3歌曲在閃存上，MCU顯示沒有的歌曲的信息在LCD液晶顯示屏上，如果還有別的問題也顯示在LCD液晶顯示屏上。

3.如果用戶把MP3播放器連接到電腦(包括使用MICROSOFT WINDOWS、UNIT、LINUX、MAC OS)中，MCU識別到用戶讀寫NAND閃存要求時，根據(jù)電腦的指令對NAND閃存進(jìn)行讀寫，并且及時將狀態(tài)顯示在LCD液晶顯示屏上。

4.當(dāng)用戶進(jìn)行錄音時，MCU將麥克風(fēng)和麥克風(fēng)前置放大電路的電源打開，將其他無關(guān)的電路電源切斷，防止對錄音產(chǎn)生干擾，經(jīng)過放大的麥克風(fēng)聲音信號經(jīng)過MCU集成的A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后MCU將該數(shù)字信號存儲到HAND閃存上，MCU按照一定的頻率周而復(fù)始的重復(fù)上述過程，直到用戶要求錄音停止或HAND閃存用完。

5.當(dāng)用戶要求播放MP3音樂時，如果有MP3歌曲在閃存上，MCU將一段的MP3歌曲的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)從HAND閃存讀到MCU集成的MP3解碼器中，并且根據(jù)MP3數(shù)據(jù)的格式和用戶的要求設(shè)置好MP3解碼器的參數(shù)，MP3數(shù)據(jù)通過MP3解碼器解碼后變成WAV格式的數(shù)字信號，該信號按照用戶設(shè)定的外部A/D轉(zhuǎn)換器格式通過音頻接口輸出的外部A/D轉(zhuǎn)換器，外部A/d轉(zhuǎn)換器將WAV格式的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為人耳朵可以接受的模擬信號并且通過耳機(jī)放大器放大后送到耳機(jī)。

ATMEL單片閃存MP3解碼芯片典型應(yīng)用的固件(Firmware)結(jié)構(gòu)圖略(詳見《單片機(jī)天地》2003.10)

由于系統(tǒng)管理的接口、器件和任務(wù)都比較復(fù)雜，整個固件系統(tǒng)是復(fù)雜的。但是掌握一定的方法消化并運用固件是不困難的。

固件從任務(wù)調(diào)度的角度來說，分為：

a disp_task.c負(fù)責(zé)顯示任務(wù)，定時的更新顯示狀態(tài)。

kbd_task.c負(fù)責(zé)接收用戶的按鍵請求。

usb_task.c負(fù)責(zé)接收電腦通過USB口發(fā)來的命令和數(shù)據(jù)。

mem_task.c負(fù)責(zé)存儲器的管理工作。

mode_task.c負(fù)責(zé)模式轉(zhuǎn)換的分配工作，主要是song_task,voice_task,tool_task之間的轉(zhuǎn)換：

song_task.c負(fù)責(zé)MP3播放工作，voice_task.c負(fù)責(zé)錄音的錄和放工作，tool_task.c負(fù)責(zé)常用工具的管理工作。

各個任務(wù)之間是一種協(xié)作式多任務(wù)方式工作的，每個任務(wù)接收系統(tǒng)發(fā)出的調(diào)度數(shù)據(jù)，處理相應(yīng)的工作，如果工作的條件(I/O資源、時間等)滿足，就執(zhí)行相應(yīng)的工作，否則釋放MCU的控制權(quán)，等待下次MCU的控制權(quán)。

ATMEL單片閃存MP3解碼芯片典型應(yīng)用的軟件結(jié)構(gòu)

由于ATMEL單片閃存MP3解碼芯片是即插即用的U盤，只有WIN98下需要驅(qū)動程序，ATMEL免費提供編譯好的版本和用戶可修改的版本W(wǎng)IN98驅(qū)動程序。

ATMEL單片閃存MP3解碼芯片開發(fā)平臺：

開發(fā)板：DVK-04 kit

仿真器：CEIBO FE-51SND

固件(Firmware)編譯器：Keil C51 V7.0+

固件(Firmware)下載工具：FLIP 1.60+

固件的下載電纜：RS232串口電纜(TTL帶電平轉(zhuǎn)換)或USB連接電纜。

展望

順應(yīng)市場對MP3播放器在下載速度、耗電、保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)、體積等方面的要求，TLG已完成以硬盤為存儲介質(zhì)的超大容量新一代MP3開發(fā)。ATMEL具有USB2.0主從OTG、集成電源管理、集成A/D轉(zhuǎn)換器、存儲控制器等更強功能的下一代芯片也即將推出。