基于BU9435的嵌入式MP3播放模塊設(shè)計(jì)

1 引言
    MP3不僅體積小、重量輕、存儲(chǔ)容量大及耗電?。襇P3對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)的訪問(wèn)無(wú)需任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)．所以MP3還具有極強(qiáng)的抗振能力，無(wú)任何機(jī)械噪聲優(yōu)點(diǎn)。隨著閃存容量的不斷增加和價(jià)格的不斷降低，MP3在車載和便攜音響領(lǐng)域．越來(lái)越受到人們的歡迎，尤其是在便攜音響領(lǐng)域，MP3已經(jīng)占據(jù)著絕對(duì)的主流地位。
    SD卡是一種通用性極強(qiáng)的存儲(chǔ)介質(zhì)，廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)和便攜式媒體播放器等設(shè)備中：U盤是最為常見(jiàn)的移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備，它在易用性、安全性及方便性方面大大優(yōu)于其他移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品。羅姆(ROHM)公司開(kāi)發(fā)出將USB存儲(chǔ)/SD卡主機(jī)(H0ST)功能、MP3音頻解碼功能、系統(tǒng)控制功能于一體的LSI—BU9435。BU9435同時(shí)支持U盤和SD卡作為存儲(chǔ)介質(zhì)，特別適用于小型組合音響、汽車音響和便攜媒體播放設(shè)備。以BU9435為核心，設(shè)計(jì)一種MP3播放模塊．該模塊可方便地嵌入到各種音響設(shè)備中，為音響設(shè)備提供豐富的媒介來(lái)源。

2 BU9435簡(jiǎn)介
    BU9435內(nèi)部不僅集成系統(tǒng)控制器和MP3音頻解碼器，而且還內(nèi)置USB存儲(chǔ)／SD卡主機(jī)功能，能夠自動(dòng)查找U盤和SD卡內(nèi)的MP3文件，并通過(guò)解碼器播放出與CD媲美的高音質(zhì)音樂(lè)。以前有帶USB主機(jī)接口的MP3解碼方案需要外接程序存儲(chǔ)器或采用CPU、USB控制器和MP3解碼器，現(xiàn)在僅需BU9435便可實(shí)現(xiàn)。
    BU9435的主要特性：USB全速HOST接口，SD存儲(chǔ)卡接口；帶有可顯示文件／文件夾編號(hào)、播放時(shí)間、藝術(shù)家名、標(biāo)題等ID3Tag分析功能的MP3解碼器；內(nèi)置有安裝命令軟件的系統(tǒng)控制器；FATl6/FAT32文件系統(tǒng)；獨(dú)立工作／從屬工作模式轉(zhuǎn)換功能；I2C總線接口；4×3矩陣鍵盤掃描控制功能；7通道LED控制功能；抽樣率自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能；多種均衡模式。圖1給出BU9435的內(nèi)部組成框圖。

    BU9435的主要引腳功能：引腳1(RESETX)：復(fù)位端，低電平有效；引腳2(SEL_SLAVE)：工作模式選擇，高電平選擇獨(dú)立工作模式，低電平為從屬模式；引腳3(SEL_MP3)：文件格式選擇，高電平僅支持MP3格式的文件，低電平支持MPl、MP2和MP3格式的文件；引腳4(SEL_DOUT)：音頻輸出選擇，高電平為模擬音頻輸出，低電平為數(shù)字音頻輸出；引腳5(SEL_VOL)：音量控制選擇，高電平使能音量控制功能，低電平禁止音量控制；引腳6(SEL_APLAY)：自動(dòng)播放選擇端，高電平禁止自動(dòng)播放，低電平選擇自動(dòng)播放；引腳10~13：工作在獨(dú)立模式時(shí)，10～13引腳為矩陣鍵盤行輸入端KEY_ROWn；工作在從屬模式時(shí)，10引腳為曲目切換輸出端，當(dāng)MP3曲目切換時(shí)輸出低電平，11引腳為BU9435忙標(biāo)志輸出．12～13引腳為I2C總線的SCL和SDA：引腳14～16：工作在獨(dú)立模式時(shí)，14～16引腳為矩陣鍵盤列輸出端KEY_COLn；工作在從屬模式時(shí)，14引腳和15引腳為I2C總線低位地址選擇端A0和Al，16引腳為從屬模式選擇端，高電平選擇模式2，低電平選擇模式3；引腳19～23：SD卡接口；引腳33(USB_DM)和引腳34(USB_DP)：USB接口；引腳40(XIN_PLL)和引腳4l(XOUT_PLL)：時(shí)鐘產(chǎn)生電路,外接16．934 4 MHz晶體振蕩器；引腳44(RDACO)和引腳46(LDAC0)：模擬音頻右聲道和左聲道輸出；引腳48(AMUTE)：靜音狀態(tài)輸出端，低電平表示處于靜音狀態(tài)；引腳49～55：工作在獨(dú)立模式時(shí)，49～55引腳為工作狀態(tài)LED指示輸出：工作在從屬模式時(shí)，53～55引腳為數(shù)字音頻輸出端。

3 BU9435外圍電路設(shè)計(jì)
    由BU9435構(gòu)成的MP3解碼電路原理圖如圖2所示。為使BU9435按所希望的方式工作，需對(duì)其引腳進(jìn)行相應(yīng)配置。大部分輸入引腳內(nèi)部都具有上拉功能，主要配置為：2引腳接地，使BU9435工作在從屬工作模式，這樣系統(tǒng)控制器可通過(guò)I2C總線對(duì)BU9435進(jìn)行控制及獲取BU9435的工作狀態(tài)：3引腳接地，系統(tǒng)支持MPl、MP2、MP3格式的文件；4引腳懸空，內(nèi)部上拉為高電平，器件輸出為模擬音頻信號(hào)；系統(tǒng)中通常還有其他音源．一般都有獨(dú)立的通道選擇與音量控制器件，所以BU9435 5引腳接地，禁止器件音量控制：6引腳懸空，禁止器件自動(dòng)播放，由主控制器控制BU9435；BU9435的I2C器件地址最高位固定為1，最低2位由引腳14和引腳15決定，其他位為0，將引腳14和引腳15接地，BU9435的I2C器件地址為0x80H。
    立體聲模擬音頻信號(hào)由引腳44和引腳46輸出，經(jīng)RE濾波后送到音量控制器件控制通道和音量。BU9435的控制和獲取BU9435的狀態(tài)全部由I2C總線引腳SCL和SDA完成。

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4 軟件設(shè)計(jì)
    控制BU9435是先發(fā)送控制命令，然后讀取BU9435的狀態(tài)寄存器組或相應(yīng)的信息。根據(jù)命令的不同，控制命令的長(zhǎng)度為2～8個(gè)字節(jié)。播放的相關(guān)信息，如BU9435內(nèi)部狀態(tài)、文件夾信息、播放時(shí)間信息及ID3Tag信息，都是通過(guò)I2C總線讀出。需要注意的是，在對(duì)BU9435讀取時(shí)，BU9435返回的第一個(gè)字節(jié)并不是狀態(tài)寄存器組或相應(yīng)信息的有效內(nèi)容，而是反映后續(xù)內(nèi)容是否有效的一個(gè)虛元字節(jié)(Dummy byte)。如果該字節(jié)為0x00H。則表明后續(xù)內(nèi)容為有效的狀態(tài)寄存器組或相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)；如果該字節(jié)為0xFFH，則表明BU9435忙，后續(xù)數(shù)據(jù)無(wú)效，這時(shí)主控制器應(yīng)該發(fā)送I2C結(jié)束命令并重新讀取。圖3為BU9435的讀取流程圖。

    BU9435工作在不同狀態(tài)時(shí)，接收的命令也不同。當(dāng)某個(gè)命令不能被當(dāng)前狀態(tài)接收時(shí)，該命令將被忽略。BU9435的狀態(tài)與主要命令之間的關(guān)系如表l所示。BU9435系統(tǒng)控制軟件流程如圖4所示。

5 結(jié)語(yǔ)
    基于BU9435的MP3播放模塊，不僅同時(shí)支持U盤和SD卡作為存儲(chǔ)介質(zhì)，為音響系統(tǒng)提供豐富的媒介來(lái)源，而且外圍和接口電路簡(jiǎn)單，只要系統(tǒng)提供I2C總線接口，就能方便地將該模塊嵌入到系統(tǒng)中，有很強(qiáng)的通用性。該MP3播放模塊，無(wú)論對(duì)新音響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還是舊音響系統(tǒng)的升級(jí)，都能提供有益的借鑒和參考。