(完整版)基于STM32的MP3音频播放器制作毕业设计
基于STM32的MP3设计
摘要摘要本篇论文主要介绍的一款基于Crotex3内核设计的的MP3播放器。
采用STM32F103A系列微处理器作为播放器的CPU，采用由凌通公司生产的DS250-10芯片作为音乐解码芯片。
利用MPU6050运动处理模块收集MP3播放器的加速度、空间位置等运动信息，用以控制MP3播放器的播放/暂停、上一首/下一首等功能的实现。
通过BQ2057电源管理芯片对锂电池进行充电管理。
音量是由光敏电阻收集到的环境光强信息控制。
无需按键，用户只需要通过改变播放器的空间位置，就可以控制播放器的功能实现。
增加了操作的趣味性，提高了用户的操作体验。
使得在如今新鲜招数层出不穷的MP3市场更有竞争力。
关键词：MP3播放器，加速度，环境光感应，STM32，DS205-A103AbstractAbstractThis paper describes the design of a kernel-based Crotex3of the MP3player. Using STM32F103A Series microprocessor as the player of the CPU, using the Ling Tong produced DS250-10chip as the music decoding chip. Use MPU6050motion processing module collects acceleration MP3player, sports such as spatial location information, to control the MP3player, play / pause, previous / next track functions such implementation. By BQ2057power management chip for lithium battery charge management. V olume is a photoresistor light collected information control environment. No buttons, the user only needs by changing the spatial position of the player, the player can control the realization of the function. Increases operational interest, improving the user's operating experience. Making fresh tricks emerging in today's MP3market more competitive.Keywords:MP3player, accelerometer, ambient light sensor, STM32, DS205-A103目录目录摘要 (I)Abstract .............................................................................................................................. I I 第一章概述 . (1)1.1 MP3（Moving Picture Experts Group Audio Layer III） (1)1.2 MP3以及MP3播放器的发展趋势 (3)1.3 课题研究内容 (4)1.4 章节安排 (4)第二章主控CPU芯片 (6)2.1 STM32F103A芯片的基本构成 (6)2.1.1 芯片特点 (7)2.1.2 芯片应用 (7)2.2 主控CPU电路 (9)第三章音频解码芯片 (10)3.1 GPDS25芯片的基本构成 (10)3.1.1产品特点 (10)3.1.2规格参数 (10)3.2 DS250-10芯片电路 (11)第四章控制模块 (12)4.1 三轴陀螺仪 (12)4.1.1 MPU6050芯片简介 (12)4.1.2 MPU6050芯片原理图 (13)4.2 红外控制 (16)4.2.1 红外遥控器面板代码对应图 (16)4.2.2 有关红外波形的测试 (17)4.3 光敏电阻 (22)4.3.1 光敏电阻简介 (22)4.3.2 光敏电阻原理图 (24)第五章电源管理 (25)5.1 锂电池 (25)5.1.1 锂电池简介 (25)5.1.2 锂电池发展前景 (25)5.2 锂电池原理图 (26)5.2.1 BQ2057 (26)5.2.2理电池充电电路 (26)第六章其它模块 (27)6.1 TF卡 (27)6.1.1 TF卡简介 (27)6.1.2 TF与SD卡对应关系 (28)6.1.3 TF卡电路原理图 (28)6.2 USB模块 (29)6.2.1 USB简介 (29)6.2.2 USB模块原理图电路及外围电路 (29)目录6.3功放模块 (30)6.3.1 HXJ8002芯片简介 (30)6.3.2 功放模块电路原理图 (31)总结 (32)参考文献 (34)基于体感控制的MP3播放器的设计第一章概述1.1MP3（Moving Picture Experts Group Audio Layer III）1、MP3音频编码方式MP3是一种近十年来新兴的音频压缩技术，其全称为动态影像专家压缩标准音频层面3（Moving Picture Experts Group Audio Layer III），取其首字母缩写命名为MP3。
基于STM32芯片的音频播放器设计
Science &Technology Vision 科技视界0引言本方案采用ST 公司的STM32F103VBT6芯片完成MP3/WMA 音频文件的解码播放功能。
其中STM32F103VBT6为主控芯片,采用VS1003芯片进行硬件解码,MP3/WMA 格式音频文件存储在SD 卡中。
由于采用新的数据压缩标准,MP3文件具有良好的音效和始于传输的体积大小。
本方案完成的功能包括:(1)SD 卡文件的读写(2)FAT32文件系统的读写(3)支持“上一曲/下一曲”、“顺序播放”功能(4)支持歌词同步1硬件设计1.1器件介绍1.1.1Cortex-M3内核Cortex-M3是ARM 公司推出的新一代32位嵌入式微处理器内核。
它采用ARM-V7-M 架构,具有高性能、低功耗、少门数的特点;因此,非常适合嵌入式系统领域的设计和应用。
Cortex-M3具有一个与内核系统紧密耦合的嵌套向量终端控制器NVIC(Nested Vectored Interrupt Controller)。
该NVIC 可配置8级抢占式、256级优先级的1—240个外部中断,同时支持咬尾中断、迟到中断技术,大大缩短了中断响应时间。
1.1.2STM32芯片STM32xxx 系列芯片是ST 公司基于ARM Cortex-M3设计的一个32位微处理器系列。
该系列处理器在继承ARM Cortex-M3内核优点的基础上,扩展了其外部接口、增强其定时器功能、增加了A/D、D/A 模块。
1.1.3VS1003音频解码芯片VS1003是VSL 公司生产的一款单片MP3/WMA/MIDI 音频解码和ADPCM 编码芯片。
VS1003内部包含一个DSP 处理器,为用户提供5KB 的指令RAM 和0.5KB 的数据RAM,提供一个SPI 接口和一个UART 接口,同时支持一个高质量采样频率可变的ADC 和立体声DAC 模块。
1.1.4TDA1308T 数模转换芯片TDA1308是AB 类的数字音频(CD)专用耳机功放IC,具有低电压、低失真、高速率、强输出的优异特性。
基于STM32的MP3
本科毕业论文基于STM32的MP3音频播放器制作二级学院机械与电子工程学院专业电子信息工程年级学号学生姓名指导教师职称完成时间独创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。
除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。
与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。
签名：年月日授权声明本人完全理解贺州学院有关保留、使用本科生毕业论文（设计）的规定，即：学院有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。
本人授权贺州学院可以将毕业论文（设计）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、汇编论文（设计）。
本人论文（设计）中有原创性数据需要保密的部分为：无。
签名：年月日指导教师签名：年月日目录摘要 (1)引言 (2)1 方案设计 (3)1.1主要内容 (3)2 系统硬件设计 (3)2.1 整体设计思路 (3)2.2 硬件器件的选择 (4)2.3 硬件系统框图 (5)2.4 硬件模块化原理图设计 (6)2.5 硬件PCB设计 (13)2.6 本章小结 (13)3 系统软件的设计 (13)3.1 设计思路 (13)3.2 软件模块化设计 (13)3.3 系统整合 (21)3.4 本章小结 (22)4 系统调试 (22)4.1 独立调试 (22)4.2 硬件调试问题 (22)4.3 软件调试问题 (23)4.4 本章小结 (24)5 终结与展望 (24)参考文献 (25)附录 (26)Abstract (27)致谢 (28)基于STM32的MP3音频播放器的设计作者指导教师摘要: 本毕业策画是一款基于STM32的音频MP3播放器创作,功能包含：音频播放，电子图书，图片浏览，画板，录像，录音机，日历，游戏，收音机，记事本，计算器等。
基于STM32F单片机的音乐播放器设计
STM32单片机课程设计题目：基于ＳＴＭ３２的大容量音乐播放器设计指导教师：所在学院：机械电子工程专业班级：14自动化2班姓名：学号：联系电话：实践时间：目录一引言 (1)二系统整体概述设计 (1)三硬件设计3.1控制器 (2)3.2电源 (3)3.3 PCM1770音频播放模块 (4)3.4 SD卡数据存储模块 (4)3.5 W25Q32数据存储模块和OLED显示模块 (4)3.6按键控制 (5)四软件设计4.1 软件 (6)4.2软件设计流程图 (7)五程序设计 (8)六课程小结 (12)摘要：采用具有ＡＲＭＣｏｒｔｅｘ－Ｍ３内核的ＳＴＭ３２Ｆ１０３Ｒ８Ｔ６等芯片进行相关的硬件设计，使用ＫＥＩＬ４．０进行固件程序和驱动程序的开发，设计了一种基于ＳＴＭ３２的ＣＣＩＤ协议的ＵＳＢ读卡器．该读卡器支持符合ＩＳＯ７８１６－３规范的接触式ＩＣ卡。
实验表明，该设计可以提高智能卡系统的通信速度和中断响应速度。
关键词：ＵＳＢ；ＣＣＩＤ协议；ＳＴＭ３２；ＩＳＯ７８１６－３一.引言随着社会的快速发展，现今社会生活紧张，而欣赏音乐是其中最好的舒缓压力的方式之一，音乐成了我们生活工作中的一个重要的部分。
位次我设计了一个基于ＳＴＭ３２的大容量音乐播放器。
二系统总体设计概述基于PCM1770芯片播放器三硬件设计3.1控制器STM32F105互联型系列微处理器使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核。
工作最高频率为72MHZ，内置256K字节的闪存和64K字节的SRAM。
丰富的I/O端口和联接到两条APB总线的外设。
包含标准的通讯接口（2个IIC接口，3个SPI接口，2个IIS接口，1个USB OTG 全速接口，5个USART接口和2个CAN接口），2个12位的ADC和4个通用的16位定时器。
它具有高性能、低功耗、低电压等特性，同时还具有高集成度和易于开发的特点，使该系列产品成为小型项目和作为完整平台的理想选择。
STM32的MP3播放器设计
表 32.3 MODE 寄存器各位描述 这个寄存器，我们这里只关注第 2 和第 11 位，也就是 SM_RESET 和 SM_SDINEW。 其他位，我们用默认的即可。这里 SM_RESET，可以提供一次软复位，建议在每播放一首 歌曲之后，软复位一次。SM_SDINEW 为模式设置为，这里我们选择的是新模式，所以设 置该位为 1（默认的设置）。其他的位，在本章都没有用到，所以就不做介绍了。 接着我们看看 BASS 寄存器，该寄存器可以用于设置 VS1003 的高低音效。该寄存器的 各位描述如表 32.4 所示：
表 32.1 VS1003 新模式下 SPI 口信号线功能 VS1003 的 SPI 数据传送，分为 SDI 和 SCI，分别用来传输数据/命令。SDI 和前面介绍 的 SPI 协议一样的，不过 VS1003 的数据传输是通过 DREQ 控制的，主机在判断 DREQ 有 效（高电平）之后，直接发送即可（一次可以发送 32 个字节）。 这里我们重点介绍一下 SCI。SCI 串行总线命令接口包含了一个指令字节、一个地址字 节和一个 16 位的数据字。读写操作可以读写单个寄存器，在 SCK 的上升沿读出数据位，所 以主机必须在下降沿刷新数据。SCI 的字节数据总是高位在前低位在后的。第一个字节指令 字节，只有 2 个指令，也就是读和写，读为 0X03，写为 0X02。 一个典型的 SCI 读时序如图 32.3 所示：
基于STM32的MP3播放器设计
www�ele169�com | 3电子电路设计与方案随着时代的进步，数字压缩技术与日俱增，编解码技术也在飞速发展，而人们对语音效果的要求也越来越高。
从而导致语音文件在要求体积小的同时有尽可能高的保真度。
而在目前的音频标准中，MP3凭借其算法复杂，高压缩比，高音质的特点在众多音频标准中脱颖而出[1]。
为了进一步改善MP3播放器存储容量小、价格昂贵、播放歌曲单一的不足，设计了一种具有实用意义的MP3播放器。
1 硬件电路设计MP3音乐播放器控制器应用STM32F103ZET6单片机，利用集成了外部存储设备SD 卡，显示设备利用TFT-LCD液晶显示屏，用于人机交互的按键，解码音乐的VS1003和用于播放音乐的耳机接口。
基本设计是主控制器通过FATFS 文件系统方式从存储卡中读取音乐文件，根据解码芯片的状态，循环发送数据，经过硬件解码，输出模拟音乐流，但是这里必须要通过音响才能听到声音。
在按键输入这一块，能够用按键来进行人机交互，达到切歌等功能。
整体系统的设计框图如图1所示。
图1 系统总体框图■1.1 显示模块设计TFT-LCD 和别的显示模块得矩阵是不一样。
在TFT-LCD 上，屏幕上的每一个都和一个光源相对应。
这里的亮点就是像素点，光源就是晶体管。
设计的优点就是为了让每一个像素之间是相互独立的，可以避免晶体管之间的相互干扰。
在显示时，屏幕是要逐行或逐列的进行扫描，由于像素之间是相互独立的，所以在扫描的时候不会出现像素之间的干扰，这样在显示的时候，整体画面就具有了较高的质量。
显示模块的电路如图2所示。
图2 显示模块的设计电路■1.2 VS1003音频模块设计VS1003是芬兰VLSI 公司的研发生产的一款音频编解码芯片，可以对多种音频格式进行解码，音质较好，同时还具有录音功能，十分好用。
VS1003内部有5KB 的ROM，500B 的DRAM，四个通用输入输出接口，一个异步收发接口等其它丰富实用的资源。
基于STM32的多功能音乐播放器设计
• 123•基于STM32的多功能音乐播放器设计绵阳职业技术学院 罗金生 王荣海 李 岷 刘 成以音乐播放器为研究对象，提出一种基于STM32的音乐播放器的硬件和软件的设计方法，系统以STM32F103ZET6为控制核心，音频解码芯片VS1053B实现音频数据解码，挂载FATFS文件系统实现对SD卡中的音频文件进行读取，利用FFT快速傅里叶变换将音频信号转为频谱，加入了一个小型GUI显示界面配合OLED显示屏，实时的将界面、播放状态以及频谱生动的展示出来，此外还加入了蓝牙音频功能，通过手机蓝牙即可连接播放器播放音乐。
实验表明，该音乐播放器连接耳机能流畅播放多种格式的音乐文件，具有多功能、高性能、低功耗、操作方便、稳定可靠等特点。
引言：音乐可能是人类史上最古老、最具普遍性以及感染力的艺术形式之一。
音乐能提高人的审美能力，净化人们的心灵，树立崇高的理想。
不论时代怎么发展，人们的生活娱乐都离不开音乐。
因此，设计一款简单实用，多功能化的音乐播放器完全可以符合人们的爱好及需求。
本文介绍一种基于STM32F103处理器的SDIO接口模块及外围音频解码芯片实现一个SD卡的音乐播放器，它读取存储在SD卡里的音频格式文件，并通过立体声音解码芯片输出，能进行频谱显示，还可以通过手机蓝牙与其连接播放音乐等功能。
1.系统硬件电路设计基于STM32F103VET6微控制器所设计的MP3播放器，主要包括：存储模块、蓝牙音频模块、音频解码模块、显示模块。
系统方案设计的系统框图如图1所示。
主控制器芯片，利用其SDIO接口不断读取SD卡音频文件送入缓存区；使用了三组SPI接口，第一组SPI接口将读取的音频数据流送至音频解码芯片VS1053进行解码，第二组SPI接口连接了字库存储芯片，用于显示歌曲名等，第三组SPI接口连接OLED显示屏幕实现人机交互以及显示歌曲信息和频谱等；使用了一个定时器、一个DMA以及一个ADC通道实时快速采集音频输出，并利用FFT将其从时域转换为频域；使用通用IO控制蓝牙以及音频切换芯片和键盘。
基于STM32的MP3播放器设计与实现_毕业设计论文
《嵌入式系统原理》课程设计说明书题目：利用STM32实现MP3播放器院（系）：信息与电气工程学院STM32芯片应用实验设计任务书第一种方案是简易声波播放器，仅使用STM103V100评估板，令计时器TIM4工作在PWM模式下，将wav格式的声波文件从SD卡中读出，由TIM4产生不同频率的方波通过低通滤波器和放大器送喇叭，如图1所示；第二种方案则是简易MP3播放器，还需要使用额外的解码芯片，将MP3格式的文件从SD卡读出，然后送解码芯片解码播放，如图2所示。
本节将先介绍SD卡、FAT16文件格式、VS1003编解码器等关键部分，然后再分别给出两种设计方案的软件设计。
图1 简易声波播放器方案图2 简易MP3 Player方案1 SD卡的结构及读写方法STM103V100评估板有SD连接器，其使用SPI总线与STM32处理器连接，如图3所示。
图3 SD连接器与STM32处理器SPI连接图SD卡（Secure Digital Memory Card）是一种为满足安全性、容量、性能和使用环境等各方面的需求而设计的一种新型存储器件，SD卡允许在两种模式下工作，即SD模式和SPI模式，本系统采用SPI模式。
本小节仅简要介绍在SPI模式下，STM32处理器如何读写SD卡，如果读者如希望详细了解SD 卡，可以参考相关资料。
SD卡内部结构及引脚如图4所示。
图4 SD卡内部结构及引脚SD卡主要引脚和功能为：CLK：时钟信号，每个时钟周期传输一个命令或数据位，频率可在0～25MHz 之间变化，SD卡的总线管理器可以不受任何限制的自由产生0～25MHz的频率；CMD：双向命令和回复线，命令是一次主机到从卡操作的开始，命令可以是从主机到单卡寻址，也可以是到所有卡；回复是对之前命令的回答，回复可以来自单卡或所有卡；DAT0～3：数据线，数据可以从卡传向主机也可以从主机传向卡。
SD卡以命令形式来控制SD卡的读写等操作。
可根据命令对多块或单块进行读写操作。
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引 言
伴随电子畛域的各个技术的迅速发展，各类电子产品的消费也产生了革命性的转变，引领新技术、创新产品层见叠出。特别是跟着网络媒体的技术的遍及、数字音频视频技术的迅速发展，和种种视频，音频数据压缩标准和相应的终端设备相继问世，已成为消费电子产品新的快速增长点。集成MP3的优点，同时拥有更多的新技术。
通过对以上两款数码产品的分析，可以发现，新出的数码产品都包含了MP3的功能，但是又不限于此，也就是集成了MP3的优点，同时拥有原来MP3不具有的功能。这样，大大的提高了消费者对新的数码产品需求。
1 方案设计
1.1主要内容
本设计课题是一个由STM32f103RBt6主控来完成MP3音频播放设计的软硬件相结合类的设计题目。能够实现MP3的基本播放功能，也具有其他多样化的外扩功能，系统的整体功能包含：音频播放，电子图书，图片浏览，画板，录像，录音机，日历，游戏，收音机，记事本，计算机等。
现在的数码相框显示屏分辨率一般是480*720，对于日常的照片显示效果还是可以应付过来的，当然数码相框的开发者对图像显示进行了精心设计，使得我们的照片的分辨率不管是怎么样的，它都会执行最优的选择，以用来显示最佳效果，同时数码相框一般还具有其他附加功能，MP3便是其中一个功能，可以让图片与声音同时播放，为相片的浏览添加了声音的色彩，同时数码相框还拥有TV－OUT的功效，这就很好的提高了分辨率的显示，让照片可以在电视上显示，可以大大的提高相片的观赏价值。
第一款MP3的出现是在1998年，从它问世电子消费市场短短的几个月时间就在市场上站稳的脚，而且消费的趋势一直呈上增长，直到2005年之后MP5的出现，而MP5的出现，更是把MP3几乎挤出了市场，MP5不光能够播放MP3、MP4，更是可以直接播放AVI和RMVB等合流的影片格式，说白了便是MP5具备MP3、MP4的全部功效，同时还具有他们不具备的功效，是以MP5代替MP3只是时间的问题，当前MP5的价钱较高是最主要的缘由，要是MP5的价钱降下来了，便是MP3离开消费者的时候了。当前此外一个数码产物-数码相框，跟着数码相机的不断广泛应用，也在偷偷的袭来，数码相框便是能直接播放JPG/JPEG的一个微型显示器，正常的数码相框比MP3体积大，然而它们的本来目的不是面向移动设备的，数码相框重要作用在于家庭，它们主要功能不再移动上面，实际上，数码相框主要功能是显示照片，如果做成移动设备的话，体积必定不能太大，但是体积小带来的结果是图片显示效果就不好。
本人论文（设计）中有原创性数据需要保密的部分为：无。
签名：
年月日
指导师签名：
年月日
基于STM32的MP3音频播放器的设计
作 者
指导教师
摘 要:本毕业策画是一款基于STM32的音频MP3播放器创作,功能包含：音频播放，电子图书，图片浏览，画板，录像，录音机，日历，游戏，收音机，记事本，计算器等。整个系统组成主要由音频解码部分、收音机部分、音效处理部分、SD卡部分、功率放大、电源部分、人机交互等几个部分组成，整个系统由一块MCU（STM32F103RBt6）控制运行，各个局部协调运作。
系统的组成部分只要有VS1003的音频解码、TEA5767的收音制作、CD3314音量级处理、SD卡控制、功率放大、电源、人机交互等，全系统由一块小型MPU(STM32F103RBT6)掌管运行，利用各模块通信协议协调运转。本系统实现多样化功能，非常具有挑战性，主要的重心难点在于FAT32文件及系统的解析，JPEG/BMP图片数据格式解码，触摸屏的运转等。由于本系统的特点需要，采用了各个击破的方法，一一实现以上功能，最终完成整个系统的功能。
本科毕业论文
二 级 学 院
机械与电子工程学院
专 业
电子信息工程
年 级
学 号
学 生 姓 名
指 导 教 师
职 称
完 成 时 间
独创性声明
本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。
其次，本设计有MP3歌曲的播放以及JPEG/BMP图片浏览等功能，但是这两种文件格式需要较大的存储空间，可供选择的FLASH芯片，如SAMSUNG公司的K9F系列，但是这样的话，整个系统的容量就不可以改变了，需要扩容是困难。相比较来说U盘和SD卡是个不错的选择，但SD卡相比较与U盘，在掌控上面较容易，而且相同的容量SD卡价格便宜一些，故系统选择SD卡作为存储媒介。
签名：
年月日
授权声明
本人完全理解贺州学院有关保留、使用本科生毕业论文（设计）的规定，即：学院有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。本人授权贺州学院可以将毕业论文（设计）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、汇编论文（设计）。
2 系统硬件设计
2.1 整体设计思路
MP3音频播放重点完成图片浏览和音乐播放等，所以本设计要求对MCU内存运行、处理的能力比较高，因为图片解码压缩需要的RAM比较多，对于MP3播放，要求较高的处理速度，特别是320Kbps的MP3格式数据的处理，为了保证MP3歌曲的流畅播放处理速度必须要快。可选择的MCU有16位的AVR，8位的STC等，可选择的32位的处理器有SAMSUNG、NXP、STM32、ATMEL等。
第三，MP3音乐的播放是在读取SD卡和VS1003的同时进行的,它们用到的都是SPI通讯协议，所以需要主控芯片要有两个或两个以上SPI共使用,这样才能有效的把读取速度提高。
在RAM方面来说，对于8位单片机内部的RAM一般在4Kbyte以内，更多的内存是需要外部提供，32位的单片机里面，SAMSUNG很少自带RAM，也要外部提供，对于本设计来说，成本越低越好，外部提供的RAM必定会提高成本的开发，所以为了更好的掌控成品的高低，尽可能的选用MCU自带有FLASH和RAM的。