一種基于EFSL的嵌入式MP3播放器設(shè)計方法

摘 要：本文設(shè)計一種單片機MP3播放器，采用開源軟件項目EFSL，利用其內(nèi)存需求小、移植簡單、完全免費等優(yōu)點，通過設(shè)計底層驅(qū)動，實現(xiàn)了基于SD卡的FAT 文件系統(tǒng)在LPC2148上移植，并應(yīng)用CrossWorks for ARM 1.6軟件對EFSL文件系統(tǒng)進行配置和功能模塊編譯。通過軟件調(diào)試，驗證了設(shè)計的正確性。該設(shè)計為單片機應(yīng)用的功能擴展提供了一種新的途徑。

　　引 言

　　近幾年來，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，人們對MP3播放器的要求越來越多元化，制造商在MP3播放器的選型、設(shè)計、開發(fā)、附加功能和適用領(lǐng)域等方面做了很多努力，設(shè)計了多種方案。在處理器速度越來越快、存儲容量越來越大的趨勢下，產(chǎn)品中數(shù)據(jù)的存儲組織形式和存儲器設(shè)置需要進行高效合理管理，這正是文件系統(tǒng)的功能。

　　而開源軟件項目嵌入式文件庫（Embedded FlieSystemLibrary，EFSL），依靠其內(nèi)存需求小、移植簡單、完全免費等優(yōu)點，作為嵌入式文件系統(tǒng)，很適于解決小型單片機存儲空間管理與功能擴展的問題。本文基于EFSL文件系統(tǒng)以及ARM 平臺設(shè)計一款新型的嵌入式MP3播放器，具有一定的實用價值。同時為單片機擺脫操作系統(tǒng)束縛，實現(xiàn)單片機多媒體應(yīng)用提供一種可行性參考方案。

　　1 硬件設(shè)計

　　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，整個硬件系統(tǒng)以PHILIPS公司ARM7-TMDI內(nèi)核的LPC2148為核心處理器，分別控制VS1003解碼模塊、SD卡接口模塊、USB接口模塊和人機交互功能模塊。

　　圖1 MP3播放器的硬件結(jié)構(gòu)框圖

　　1.1 主控芯片

　　LPC2148是支持實時仿真和嵌入式跟蹤的16/32位ARM7TDMI-S 微控制器，內(nèi)嵌512 KB 高速FLASH存儲器，因其功能強大，便于系統(tǒng)以后的升級。

　　本系統(tǒng)中暫時只用到USB，SPI，SSP接口功能和ADC功能，其他功能的使用待擴展而定。解碼模塊VS1003內(nèi)部集成有VS_DSP處理器、立體聲音頻DAC和立體聲耳機放大驅(qū)動器等。由于解碼與控制芯片分離，所以音質(zhì)好，控制也比較簡單。LPC2148通過其SPI接口對VS1003進行控制。

　　1.2 顯示模塊

　　顯示模塊采用VGS12864E，VGS12864E是128×64行點陣的OLED單色、字符、圖形顯示模塊。模塊內(nèi)置64×64的顯示數(shù)據(jù)RAM，其中的每位數(shù)據(jù)對應(yīng)于OLED屏上一個點的亮、暗狀態(tài)；其指令系統(tǒng)與液晶顯示驅(qū)動控制器HD61202兼容。本系統(tǒng)通過模擬時序的方式用8位I/O口與OLED模塊8位數(shù)據(jù)總線D0~D7相連，再通過3位I/O口與液晶的指令控制或數(shù)據(jù)操作位RS、讀寫控制位R/W 和使能控制位E相連的方式來控制OLED模塊。

　　1.3 存儲模塊

　　采用SD卡作為存儲介質(zhì)，其優(yōu)點是容量大、體積小且防振。歌曲全部存儲在SD卡中，SD卡工作于SPI模式。通過將LPC2148的SSP設(shè)置成SPI功能與SD卡相連接。同時，芯片的其他兩個I/O 口分別設(shè)置成卡完全插入到卡座中檢測引腳和卡是否寫保護的檢測引腳。