新聞中心

EEPW首頁 > 嵌入式系統(tǒng) > 設計應用 > 基于便攜式DAB接收機的MP3播放器設計

基于便攜式DAB接收機的MP3播放器設計

作者: 時間:2011-08-09 來源:網(wǎng)絡 收藏

引言

近年來,數(shù)字音頻廣播(Digital Audio Broadcasting,DAB)憑借其音質(zhì)好,靈敏度高,頻譜利用率高等諸多優(yōu)點引起了國際通信廣播行業(yè)的關(guān)注,并取得了飛速的進展。廣電總局于2006年6月推出的《30~3000 MHz地面數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》,不僅使DAB在我國有了標準的支持,更對DAB在全國的普及產(chǎn)生了重大而積極的影響??紤]到便攜式在當今社會的普及程度與消費者對其的依賴性,在中融合MP3解碼功能對消費市場的開拓是很必要的。本文在不改動一款DAB接收整機原有性能的基礎(chǔ)上,提出了一種適當加入MP3解碼功能的可行性方案。

1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

1.1 DAB接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1 DAB接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

DAB接收系統(tǒng)是基于重慶郵電大學微電子重點實驗室自主研發(fā)的一款名為ID200的基帶解碼芯片設計而成。

其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。ID200具有面積較小、功耗極低等特性。采用Atmel公司推出的AT91SAM7S64微處理器,該芯片具有64 KB片內(nèi)高速Flash存儲器、32個可編程的復用I/O、SPI和TWI等豐富的內(nèi)部集成資源,性價比較高。該接收系統(tǒng)的靈敏度在3波段與L波段能達到-97 dBm以上。MPEG L2音源解碼,支持48 kHz和24 kHz采樣頻率,自動識別聲道模式,支持單通道、雙通道、立體聲。

1.2 主要器件選擇

考慮到的基帶解碼芯片尚未加入MP3解碼功能,以及生產(chǎn)成本、單片機速率、芯片成熟度等因素,采用了ST公司的STA013解碼芯片。該芯片具有以下特點:支持MPEG1、MPEG2與MPEG2.5格式解碼;支持立體聲、雙聲道、單聲道解碼;支持8~320 kbps的壓縮速率;串行位流輸入和PCM輸出接口,支持I2C總線;低功耗消耗,24 V時為85 mW;10 MHz、1431818 MHz、147456 MHz的外部輸入時鐘,或內(nèi)嵌工業(yè)標準XTAL晶振,以滿足不同頻率需求。

由于STA013沒有DAC和耳機功放的功能,需選用DAC芯片,這里選用Maxim公司的MAX9850芯片。該芯片是一款低功耗、高性能的立體聲音頻DAC,集成了直接驅(qū)動耳機放大器,允許放大器輸出直接驅(qū)動耳機,無需大量隔直電容,可節(jié)約成本和布線空間,同時還提供了I2C總線和PCM輸出接口。

考慮到便攜式整機的開發(fā)與存儲器的普及程度,本方案選用MicroSD卡作為音頻數(shù)據(jù)存儲單元。MicroSD卡體積超小,卻擁有著傳輸速度高、移動靈活性強、安全可靠的諸多優(yōu)勢,可以運用于各類的數(shù)碼產(chǎn)品,不浪費產(chǎn)品內(nèi)部設計的空間。同時,它采用FAT16/32文件系統(tǒng),且提供了SPI接口,便于消費者文件下載與管理。

2 方案原理與設計思路

2.1 方案原理

中融合MP3解碼功能的方案如圖2所示。這里主要介紹與MP3解碼相關(guān)的部分。AT91SAM7S64微處理器利用SPI接口的片選線,最多能與4個從屬設備進行通信。該系統(tǒng)中的4根SPI片選線分別選中ID200、MicroSD卡、STA013以及液晶顯示模塊。RF芯片和ADC分別選用Maxim公司的MAX2170和MAX1191。通過SPI總線將存在SD卡中的音頻數(shù)據(jù)讀取到MCU內(nèi)的緩沖器中,然后再通過SPI總線將數(shù)據(jù)發(fā)送到STA013中進行音頻解碼,解碼后的音頻數(shù)據(jù)流能通過PCM輸出接口送入MAX9850,經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換和耳機功放,最終由耳機輸出。

圖2 DAB結(jié)合MP3解碼功能的系統(tǒng)方案

STA013主要是靠I2C總線來傳輸控制信息,串行數(shù)據(jù)線接收音頻數(shù)據(jù)。可以將由SDI、SCKR、DATA_REQ三個引腳組成的串行數(shù)據(jù)線,看成是一個只有SIMO(從機輸入主機輸出)沒有SOMI(從機輸出主機輸入)的SPI總線。當DATA_REQ置高時,將MCU緩沖器中的數(shù)據(jù)以盡可能快的速度通過SDI引腳輸入STA013,利用SCKR為解碼芯片提供串行時鐘。當STA013的緩沖區(qū)快溢出時將DATA_REQ置低,數(shù)據(jù)停止傳輸。MCU的I2C總線與STA013的I2C接口相連,利用其傳輸命令、初始化解碼芯片及控制解碼進程。

2.2 設計思路

圖3 MP3解碼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

MP3解碼系統(tǒng)中各模塊的連接如圖3所示。SD存儲卡系統(tǒng)定義了SD和SPI兩種通信協(xié)議,應用時可以選擇其中一種模式。由于本方案中采用的AT91SAM7S64沒有提供硬件的SD總線接口,但提供了SPI總線接口,為了避免用軟件方式將I/O口模擬為SD總線接口,這里選用SPI總線模式進行Micro SD卡與MCU之間的命令和數(shù)據(jù)通信。SD卡上電時總是處于SD模式下,如果系統(tǒng)想使用SPI模式進行通信,可以在SD卡發(fā)送復位命令CMD0期間,將主控片選(SD_CSN)信號置低,從而進入SPI模式。通過掉電再上電,能夠使SD卡系統(tǒng)重新回到SD模式。Micro SD卡是按簇存儲的,一簇中又有32個扇區(qū),每個扇區(qū)可存放512個字節(jié)的數(shù)據(jù)。由于SD卡、STA013和液晶都是通過SPI總線與MCU進行通信,所以要處理好總線通信的時序問題。在SD卡初始化時打開的SPI總線,需要在獲取卡信息后關(guān)閉,然后打開LCD的SPI接口;在MP3節(jié)目播放時,需要關(guān)閉LCD的SPI,打開STA013的SPI總線。

STA013解碼芯片有3個重要的接口,分別是串行輸入接口、I2C接口以及PCM輸出接口。串行輸入接口的SDI、SCKR分別與MCU的SPI總線中的SIMO、SPICLK相連,由DATA_REQ向MCU提供中斷信號。PCM輸出接口與DAC的I2S接口相連,MCU通過I2C總線接口對MCU和DAC進行控制。在初始化STA013芯片時,必須先通過I2C總線接口寫入由ST公司提供的配置文件。


上一頁 1 2 下一頁

關(guān)鍵詞: DAB接收機 MP3播放器 MCU

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉