ATMEL單片閃存MP3解碼芯片應用

隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)對MP3播放器新的要求，MP3解決方案也不斷推陳出新。特別是最近一年，各家IC公司以眼花繚亂之勢推出了從多片到單片SOC的新方案。

ATMEL在上述形勢下，于2002年率先推出了帶即插即用U盤(pán)功能的單芯片閃存MP3解碼器芯片。TLG公司在ATMEL協(xié)助下，已成功開(kāi)發(fā)了多款性?xún)r(jià)比極優(yōu)的暢銷(xiāo)機型。

AT89C51SND1具有以下功能：

典型應用

MP3播放器

PDA，數碼相機，MP3移動(dòng)電話(huà)

汽車(chē)多媒體MP3

家庭多媒體MP3

ATMEL單片閃存MP3解碼芯片的優(yōu)點(diǎn)

集成USB,MMC的嵌入式C51非常小的系統軟件功能齊全帶USB功能的MP3播放器僅需15K字節固件代碼。

有44通用I/O口的嵌入式C51NAND Flash, SSFDC, I2C, SPI和IDE多種擴展功能接口容易適應多種應用場(chǎng)合(Flash/CD/HDD播放器，汽車(chē)/旅行/組合音響...)。

硬件MP3解碼器和硬件接口控制器非常低的工作電流：25mA@(128Kbps,48KHz采樣率，16MHz時(shí)鐘C51 X1模式，3V, 25C)。

可以通過(guò)USB進(jìn)行固件升級的flash版本通過(guò)網(wǎng)頁(yè)下載音樂(lè )和固件系統引導或者用戶(hù)特殊引導的E2PROM。

低成本的掩模ROM版本：64K 80C51 + MP3解碼器 + USB！

提供廉價(jià)的開(kāi)發(fā)工具和不需要軟件授權費用。

提供絕大部分的程序C51代碼，給用戶(hù)充分發(fā)揮的空間。

內置2304字節的RAM，方便用戶(hù)增加復雜的功能。

內置程序存儲器和多種固件加密方式，保護用戶(hù)獨有創(chuàng )新的知識版權。

需要很少的外圍器件SND1,DC-DC,音頻DAC和存儲器，可以做到很小的空間內，適應現代MP3的纖小而功能全面的要求。

ATMEL單片閃存MP3解碼芯片典型應用的硬件結構

我們使用ATMEL單片閃存MP3解碼芯片設計一個(gè)市場(chǎng)上最流行的MP3播放器，具有中文LCD顯示，即插即用而且可以當U盤(pán)使用，內置128M字節NAND閃存，使用一節AAA(7號)電池，有錄音、復讀和電池電量指示。

硬件框圖略(詳見(jiàn)《單片機天地》2003.10)

1.AAA電池通過(guò)DC-DC電路從1.5V轉換到3V提供給MCU、DAC、耳機放大器、LCD模塊、NAND閃存、錄音前置放大器等電路電源。

2.MCU在通過(guò)鍵盤(pán)和LCD液晶顯示屏和用戶(hù)進(jìn)行交流，接收用戶(hù)的指令并從LCD液晶顯示屏中將用戶(hù)指令執行的結果顯示出來(lái)。如：a用戶(hù)按播放鍵要求播放MP3音樂(lè )時(shí)，MCU讀NAND閃存的數據。如果有MP3歌曲在閃存上，MCU讀MP3文件，并且將MP3的歌名顯示在LCD液晶顯示屏上；如果沒(méi)有MP3歌曲在閃存上，MCU顯示沒(méi)有的歌曲的信息在LCD液晶顯示屏上，如果還有別的問(wèn)題也顯示在LCD液晶顯示屏上。

3.如果用戶(hù)把MP3播放器連接到電腦(包括使用MICROSOFT WINDOWS、UNIT、LINUX、MAC OS)中，MCU識別到用戶(hù)讀寫(xiě)NAND閃存要求時(shí)，根據電腦的指令對NAND閃存進(jìn)行讀寫(xiě)，并且及時(shí)將狀態(tài)顯示在LCD液晶顯示屏上。

4.當用戶(hù)進(jìn)行錄音時(shí)，MCU將麥克風(fēng)和麥克風(fēng)前置放大電路的電源打開(kāi)，將其他無(wú)關(guān)的電路電源切斷，防止對錄音產(chǎn)生干擾，經(jīng)過(guò)放大的麥克風(fēng)聲音信號經(jīng)過(guò)MCU集成的A/D轉換器將模擬信號轉換成數字信號，然后MCU將該數字信號存儲到HAND閃存上，MCU按照一定的頻率周而復始的重復上述過(guò)程，直到用戶(hù)要求錄音停止或HAND閃存用完。

5.當用戶(hù)要求播放MP3音樂(lè )時(shí)，如果有MP3歌曲在閃存上，MCU將一段的MP3歌曲的數字數據從HAND閃存讀到MCU集成的MP3解碼器中，并且根據MP3數據的格式和用戶(hù)的要求設置好MP3解碼器的參數，MP3數據通過(guò)MP3解碼器解碼后變成WAV格式的數字信號，該信號按照用戶(hù)設定的外部A/D轉換器格式通過(guò)音頻接口輸出的外部A/D轉換器，外部A/d轉換器將WAV格式的數字信號轉換為人耳朵可以接受的模擬信號并且通過(guò)耳機放大器放大后送到耳機。

ATMEL單片閃存MP3解碼芯片典型應用的固件(Firmware)結構圖略(詳見(jiàn)《單片機天地》2003.10)

由于系統管理的接口、器件和任務(wù)都比較復雜，整個(gè)固件系統是復雜的。但是掌握一定的方法消化并運用固件是不困難的。

固件從任務(wù)調度的角度來(lái)說(shuō)，分為：

a disp_task.c負責顯示任務(wù)，定時(shí)的更新顯示狀態(tài)。

kbd_task.c負責接收用戶(hù)的按鍵請求。

usb_task.c負責接收電腦通過(guò)USB口發(fā)來(lái)的命令和數據。

mem_task.c負責存儲器的管理工作。

mode_task.c負責模式轉換的分配工作，主要是song_task,voice_task,tool_task之間的轉換：

song_task.c負責MP3播放工作，voice_task.c負責錄音的錄和放工作，tool_task.c負責常用工具的管理工作。

各個(gè)任務(wù)之間是一種協(xié)作式多任務(wù)方式工作的，每個(gè)任務(wù)接收系統發(fā)出的調度數據，處理相應的工作，如果工作的條件(I/O資源、時(shí)間等)滿(mǎn)足，就執行相應的工作，否則釋放MCU的控制權，等待下次MCU的控制權。

ATMEL單片閃存MP3解碼芯片典型應用的軟件結構

由于A(yíng)TMEL單片閃存MP3解碼芯片是即插即用的U盤(pán)，只有WIN98下需要驅動(dòng)程序，ATMEL免費提供編譯好的版本和用戶(hù)可修改的版本W(wǎng)IN98驅動(dòng)程序。

ATMEL單片閃存MP3解碼芯片開(kāi)發(fā)平臺：

開(kāi)發(fā)板：DVK-04 kit

仿真器：CEIBO FE-51SND

固件(Firmware)編譯器：Keil C51 V7.0+

固件(Firmware)下載工具：FLIP 1.60+

固件的下載電纜：RS232串口電纜(TTL帶電平轉換)或USB連接電纜。

展望

順應市場(chǎng)對MP3播放器在下載速度、耗電、保護知識產(chǎn)權、體積等方面的要求，TLG已完成以硬盤(pán)為存儲介質(zhì)的超大容量新一代MP3開(kāi)發(fā)。ATMEL具有USB2.0主從OTG、集成電源管理、集成A/D轉換器、存儲控制器等更強功能的下一代芯片也即將推出。