多功能MP3播放器毕业论文.doc

江西师范大学2012届本科毕业设计题目：多功能MP3播放器Title: multi-function MP3 player院系名称：物理与通信电子学院学生姓名： 周文涛 学生学号： 0808060444 专 业： 电子信息工程 指导老师： 蔡十华 完成时间： 2012年4月 毕业论文声明本人郑重声明：1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果除了特别加以标注地方外，本文不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅本人授权江西师范大学物理与通信电子学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文3．若在江西师范大学物理与通信学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。

学位论文作者（签名）： 2012 年 4 月 23 日 摘 要本系统以Cortex-M3 32位高性能单片机为核心，由音频解码芯片vs1003、TFT彩屏、SD卡、文件系统FATFS09和键盘等模块组成了一个多功能MP3播放器该播放器实现了歌曲播放、图片浏览、录音、游戏、闹钟、温度显示、日历、电子书和计算器等功能歌曲和图片文件存放在内存卡当中系统有两个音频接口和一个麦克风接口，以及一个用于录音的声音拾取器系统有按键和触屏两种控制方式，支持全触摸操作关键词：Cortex-M3单片机，解码芯片，TFT彩屏，文件系统，SD卡，MP3AbstractThis system to Cortex-M3 32-bit high-performance single chip microcomputer as the core, from audio decoder chip vs1003, TFT colour screens, SD card, the file system FATFS09 and keyboard module a multi-function MP3 player. The players realized the songs played, picture browsing, recording, game, alarm clock, temperature display, calendar, e-books and calculator etc. Function. Songs and pictures of the files are stored in a memory card. The system has two audio interface and a microphone interface, and one for the recording voice is up. With keys and touch screen system two control mode, support the touch operation.Keywords: Cortex-M3 microcontroller, decoder chip, TFT colour screens, the file system, SD card, MP3目 录毕业论文声明 2摘 要 IAbstract II1 引言 - 1 -2 设计要求 - 1 -3 方案论证 - 1 -3.1 控制器选择 - 1 -3.2 显示模块 - 2 -3.3 存储器模块 - 2 -3.4 音频解码模块 - 3 -4 硬件部分 - 3 -4.1 单片机 - 3 -4.1.1 LM3S9B95概述 - 3 -4.1.2 LM3S9B95外围电路介绍 - 4 -4.2.1 芯片封装 - 6 -4.2.2 引脚定义 - 6 -4.2.3 芯片特性 - 7 -4.2.4 供电系统 - 8 -4.2.5 读写操作时序 - 8 -4.3 TFT彩屏 - 9 -4.4 触摸屏控制芯片 - 10 -4.4.1 ADS7846简介 - 10 -4.4.2 ADS7846引脚功能 - 10 -4.4.3 工作原理 - 11 -4.5 温度传感器 - 12 -4.5.1 TMP175简介 - 12 -4.5.2 I2C总线 - 13 -4.6 时钟芯片DS1339 - 15 -4.7 SD卡 - 16 -5 软件部分 - 17 -5.1 开发工具介绍 - 17 -5.2 程序框图 - 18 -5.3 文件系统 - 18 -5.4 GUI程序的设计 - 21 -5.5主要功能的实现原理 - 22 -5.5.1游戏 - 22 -5.5.2图片浏览 - 23 -5.5.3录音 - 24 -5.5.4音乐播放 - 25 -5.5.5日历 - 25 -5.5.6文件管理 - 26 -5.5.7电子书 - 26 -6 系统功能测试与分析 - 27 -结语 - 32 -参考文献 - 33 -附录一：系统原理图一 - 34 -附录二：系统原理图二 - 35 -附录三：源程序 - 36 - 1 引言随着电子技术的快速发展，电子类产品尤其是消费类电子产品跟新换代的速度越来越快。

MP3就是对人们生活很重要的一款消费类电子产品MP3早在多年前就打败了CD、MD播放器，夺取了随身听市场的头把交椅然而事隔多年，MP3播放器非但没有任何即将衰败的迹象，反而因为越来越强悍的功能，越来越多变的造型以及工业设计新元素的添加，让MP3能够持久地焕发着生机和活力2 设计要求设计并制作一个MP3播放器，支持WMA、MP3、WAV等常见歌曲格式，并具有录音、图片浏览等多个功能基本要求：（1）支持文件系统能以文件的形式播放歌曲、浏览图片等；（2）存储介质为内存卡歌曲文件存放在内存卡中扩展要求：（1）采用TFT彩屏，并支持触屏；（2）增加功能，如录音、图片浏览、电子书、万年历、游戏等3 方案论证根据设计要求先确定了本系统的整体设计原理框图，如图1：图1 原理框图3.1 控制器选择方案一：采用51单片机作为主控制器51单片机具有价格便宜、控制方便等特点但处理速度偏低，IO口较少方案二：采用LM3S9B95 作为主控制器LM3S9B95是TI公司推出的一款以Cortex-M3为内核的32位高性能单片机拥有多达65个IO口本系统对主控制器的速度有较高要求，速度对歌曲的播放效果有较大的影响，LM3S9B95最大可以达到80MHZ，这个51单片机远不可及的。

此外，由于系统需要至少50个IO口，而51单片机最多只有40个，无法满足系统的要求所以选择方案二，采用LM3S9B95作为系统的主控制器3.2 显示模块方案一：采用12864点阵式液晶12864是128*64点阵液晶模块的点阵数简称，该点阵的屏显成本相对较低，适用于各类仪器，小型设备的显示领域一页共可以显示32个汉字或者64个字符方案二：采用TFT彩屏TFT彩屏在消费电子产品中有着广泛的应用色阶是表示彩屏显示屏亮度强弱的指数标准，也就是通常所说的色彩指数目前彩屏的色阶指数从低到高可分三个层次，最低单色，其次是256色、4096色、 65536色； 目前最高的为26万色彩屏相对点阵式液晶具有色彩丰富、分辨率高的优点尤其在图片显示方面，点阵式液晶只能显示单色，大大的影响图片的显示效果而且，彩屏还可以支持触屏，方便系统的控制综上所述，系统选择方案二，采用TFT彩屏作为显示器件3.3 存储器模块方案一：采用SD卡作为存储器SD卡（Secure Digital Memory Card）是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。

大小犹如一张邮票的SD记忆卡，重量只有2克，但却拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性SD卡在32mm×24mm×2.1mm的体积内结合了SanDisk快闪记忆卡控制与MLC（Multilevel Cell）技术和Toshiba（东芝）0.16u及0.13u的NAND技术，通过9针的接口界面与专门的驱动器相连接，不需要额外的电源来保持其上记忆的信息而且它是一体化固体介质，没有任何移动部分，所以不用担心机械运动的损坏方案二：采用Flash芯片作为存储器Flash芯片是应用非常广泛的存储材料，诸多的存储器件都是以Flash为基础开发的SD卡相对于Flash芯片，读取速度较慢，但接口简单，存储容量大一般的SD卡都能达到上百M同等容量的Flash芯片的价格则远远高于SD卡在满足系统速度要求下，容量较大且价格更便宜的SD卡是理想的选择因此，选择方案一3.4 音频解码模块方案一：采用硬解码的方法硬解码是指通过专门的解码芯片来完成MP3的解码算法工作解码的主要工作是由解码芯片来完成的，如vs1003方案二：采用软解码的方法软解码是指将解码用的算法转换成指令放在主控制器中，解码主要通过主控制器来完成。

这个对主控制器的主频有较高要求软解码适合用在主频较高的控制器中，如个人电脑本系统的主控制器LM3S9B95的最高时钟速度只有80MHZ，无法满足软解码的要求，否则解码时间会非常漫长，影响播放效果相反，硬解码则可以在较低的时钟速度下和短时间内完成解码工作因此，系统采用方案一，即采用vs1003硬解码的方式4 硬件部分4.1 单片机4.1.1 LM3S9B95概述LM3S9B95是TI公司推出的第四代Cortex-M3内核32位微处理器具有令人惊叹的快速响应能力，Thumb-2 技术将 16 位和 32 位指令相结合，使代码密度和性能达到了最佳平衡Thumb-2 比纯 32 位代码使用的内存要少 26%，从而降低了系统成本，同时将性能提高了 25%主要特性如下：1、256K Flash、96K RAM；2、Cortex-M3处理器内核，最高时钟频率可达80MHz；3、32路直接内存访问控制器（DMA）；4、5个定时器、2个看门狗定时器和RTC实时时钟；5、8个PWM发生模块；6、2个CAN总线模块、3个UART通用串行模块、10/100M 以太网控制器；7、2个I2C总线模块、2个SPI总线模块，10位、16通道AD转换模块；8、多达65个可配置的IO口，100 Pin LQFP封装，管脚图如图2。

图2 LM3S9B95管脚图4.1.2 LM3S9B95外围电路介绍1、供电系统LM3S9B95电源电压为3.3v，电源芯片采用TI公司的TLV1117-33TLV1117-33是TI公司推出的具有单输出。