嵌入式多媒體播放器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、引言

　　隨著音頻解碼技術(shù)、存儲(chǔ)器技術(shù)、MP3高質(zhì)量壓縮技術(shù)等相關(guān)技術(shù)不斷的發(fā)展以及人們對(duì)消費(fèi)電子產(chǎn)品需求的增加,MP3新產(chǎn)品層出不窮,成為時(shí)尚潮流前沿的一個(gè)最佳載體。人們可以用它休閑娛樂(lè) ,也可以用它工作和學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)一款性?xún)r(jià)比優(yōu)良的MP3 播放器具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值[1]。隨著 C語(yǔ)言的發(fā)展和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的推廣 ,在嵌入式系統(tǒng)低端應(yīng)用中 ,存在著大量的小型嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。MP3 播放器的設(shè)計(jì) ,就是典型的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用。MP3具有最基本的播放、選曲、音量控制、音效控制功能。當(dāng)連接到計(jì)算機(jī)的 USB接口時(shí)，MP3變成 U盤(pán)，可以向 U盤(pán)復(fù)制文件，文件包括 MP3歌曲文件和普通文件 [2,3]。系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖如圖 1所示：

　　2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)

　　2.1 MP3文件格式 [4]

　　MP3 文件是由幀(frame)構(gòu)成的，幀是 MP3文件最小的組成單位。MP3的全稱(chēng)應(yīng)為 MPEG1 Layer-3音頻文件，MPEG(Moving Picture Experts Group)在漢語(yǔ)中譯為活動(dòng)圖像專(zhuān)家組，特指活動(dòng)影音壓縮標(biāo)準(zhǔn)，MPEG 音頻文件是 MPEG1標(biāo)準(zhǔn)中的聲音部分，也叫 MPEG音頻層，它根據(jù)壓縮質(zhì)量和編碼復(fù)雜程度劃分為三層，即 Layer-1、Layer2、Layer3，且分別對(duì)應(yīng)MP1、MP2、MP3這三種聲音文件，并根據(jù)不同的用途，使用不同層次的編碼。MPEG音頻編碼的層次越高，編碼器越復(fù)雜，壓縮率也越高，MP1和 MP2的壓縮率分別為4：1 和 6：1-8：1，而 MP3的壓縮率則高達(dá)10：1-12：1，也就是說(shuō)，一分鐘 CD音質(zhì)的音樂(lè)，未經(jīng)壓縮需要 10MB的存儲(chǔ)空間，而經(jīng)過(guò) MP3壓縮編碼后只有 1MB左右。

　　MP3文件大體分為三部分：TAG_V2(ID3V2)，F(xiàn)rame, TAG_V1(ID3V1)。ID3是一個(gè)標(biāo)記MPEG的標(biāo)準(zhǔn)，具體的講，這些標(biāo)記是用來(lái)指明歌曲的作者、演唱者，年月、所屬專(zhuān)輯等信息，這樣，播放器在播放時(shí)可以讀出并顯示這些信息。

　　每個(gè) FRAME都有一個(gè)幀頭FRAMEHEADER，長(zhǎng)度是4BYTE（32bit）,幀頭后面可能有兩個(gè)字節(jié)的CRC校驗(yàn)，這兩個(gè)字節(jié)的是否存在決定于 FRAMEHEADER信息的第 16bit，為0則幀頭后面無(wú)校驗(yàn)，為 1則有校驗(yàn), 校驗(yàn)值長(zhǎng)度為 2個(gè)字節(jié)，緊跟在 FRAMEHEADER后面，接著就是幀的實(shí)體數(shù)據(jù)了，格式如下：

　　3、硬件設(shè)計(jì)

　?。?）、硬件方案選擇 本設(shè)計(jì)選用 ATMEL公司的 AT89C51SND1C芯片作為 MP3播放器的主控制器。主控制器的選定其實(shí)也取決于 MP3方案的選定。

　　從技術(shù)角度上說(shuō)，MP3播放器有多種實(shí)現(xiàn)方案，其中分類(lèi)方法也較多，這里僅從 MP3解碼方式和硬件類(lèi)型方面進(jìn)行分類(lèi)，大體可分為：（1）分離芯片的 MP3播放器；（2）集成 MP3功能單片機(jī)的 MP3播放器；（3）定制 ASIC電路的 MP3播放器；（4）采用 FPGA實(shí)現(xiàn)MP3播放器；（5）混合 MCU/DSP器件播放器。