一種基于EFSL的嵌入式MP3播放器設計方法

摘 要：本文設計一種單片機MP3播放器，采用開(kāi)源軟件項目EFSL，利用其內存需求小、移植簡(jiǎn)單、完全免費等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)設計底層驅動(dòng)，實(shí)現了基于SD卡的FAT 文件系統在LPC2148上移植，并應用CrossWorks for ARM 1.6軟件對EFSL文件系統進(jìn)行配置和功能模塊編譯。通過(guò)軟件調試，驗證了設計的正確性。該設計為單片機應用的功能擴展提供了一種新的途徑。

　　引 言

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

　　而開(kāi)源軟件項目嵌入式文件庫（Embedded FlieSystemLibrary，EFSL），依靠其內存需求小、移植簡(jiǎn)單、完全免費等優(yōu)點(diǎn)，作為嵌入式文件系統，很適于解決小型單片機存儲空間管理與功能擴展的問(wèn)題。本文基于EFSL文件系統以及ARM 平臺設計一款新型的嵌入式MP3播放器，具有一定的實(shí)用價(jià)值。同時(shí)為單片機擺脫操作系統束縛，實(shí)現單片機多媒體應用提供一種可行性參考方案。

　　1 硬件設計

　　系統硬件結構框圖如圖1所示，整個(gè)硬件系統以PHILIPS公司ARM7-TMDI內核的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播放器的硬件結構框圖

　　1.1 主控芯片

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

　　本系統中暫時(shí)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內部集成有VS_DSP處理器、立體聲音頻DAC和立體聲耳機放大驅動(dòng)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(jiǎn)單。LPC2148通過(guò)其SPI接口對VS1003進(jìn)行控制。

　　1.2 顯示模塊

　　顯示模塊采用VGS12864E，VGS12864E是128×64行點(diǎn)陣的OLED單色、字符、圖形顯示模塊。模塊內置64×64的顯示數據RAM，其中的每位數據對應于OLED屏上一個(gè)點(diǎn)的亮、暗狀態(tài)；其指令系統與液晶顯示驅動(dòng)控制器HD61202兼容。本系統通過(guò)模擬時(shí)序的方式用8位I/O口與OLED模塊8位數據總線(xiàn)D0~D7相連，再通過(guò)3位I/O口與液晶的指令控制或數據操作位RS、讀寫(xiě)控制位R/W 和使能控制位E相連的方式來(lái)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(diǎn)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(guò)將LPC2148的SSP設置成SPI功能與SD卡相連接。同時(shí)，芯片的其他兩個(gè)I/O 口分別設置成卡完全插入到卡座中檢測引腳和卡是否寫(xiě)保護的檢測引腳。