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1、基于ARM的多通道专业MP3播放器设计2008-06-30嵌入式在线1 引 言随着微电子技术术的飞速发展展，嵌入式产产品以其自然然的人机交互互界面和丰富富的多媒体处处理能力迅速速得以推广，并并取得了巨大大成功1。目前，在多媒体体音频领域中中，MP3播播放器占据了了绝对的主导导地位。但现现有的MP33播放器驱动动能力非常有有限，只适合合个人使用，不不能满足大型型公共场所在在不同区域播播放不同背景景音乐的多通通道播放需要要。基于以上上分析，本文文设计了一种种基于S3CC44B0XX芯片的CClinuxx环境下的多多通道专业MMP3播放器器。2 系统功能分分析与结构设设计多通道专业MPP3播放器是是
2、专为满足公公共语音广播播市场的需求求而设计的，其其主要功能包包括：（1）音频解码码和播放功能能；（2）通过USSB接口与大大容量外部存存储设备进行行数据传输；（3）操作界面面统一管理功功能；（4）多通道播播放功能。为了提高系统运运行效率，实实现多通道播播放管理，本本系统选用三三星公司的SS3C44BB0X作为核核心处理器，主主要负责数据据转换，输出出通道的选择择，以及LCCD的控制。同同时，选用意意法半导体的的STA0113作为解码码芯片，配合合AK43993实现模拟拟音频信号的的输出，此外外，使用SLL811HSS和ISP11520提供供两个主USSB接口，以以实现移动硬硬盘或U盘的的挂接。
3、其系系统总体结构构如图1所示示：图1 系统总体体结构图3 系统硬件设设计作为一种典型的的嵌入式系统统，其开发的的优点在于软软硬件的可裁裁剪性2，在确保有有一个稳定的的最小系统以以后，再对外外围的设备进进行扩展。此此多通道专业业MP3播放放器的核心芯芯片S3C444B0X是是基于ARMM7而开发的的多功能SOOC（Siggnal OOperattion CControol）。S33C44B00X除具备一一般嵌入式芯芯片所具有的的总线、SDDRAM控制制器和3个串串口等外设之之外，还具有有TFT LLCD控制器器、USB Slavee、USB Host、II2C总线控控制器、SPPI控制器、III
4、S音频接接口、SD&MMC存储储卡接口等丰丰富的扩展功功能3。由由于S3C444B0X对对于SL8111构建的主主USB接口口技术已经相相当成熟，在在这里就不再再叙述。此外外，S3C444B0X提提供的标准接接口可以支持持市面上绝大大多数型号的的LCD显示示屏，制作也也相对简单，所所以本文只对对MP3播放放器的解码实实现部分和多多通道的实现现方法进行详详细说明。3.1 MP33解码电路设设计本系统解码部分分的硬件采用用了ST公司司的STA0013解码芯芯片以及AKKM的AK44393芯片片。STA0013是一款款优秀的MPP3解码芯片片，它通过IIIC总线来来传输控制信信息，通过串串行数据线接
5、接收语音数据据。AK43393是一款款高品质的立立体声DACC芯片，支持持24bitt/96KHHz取样，采采用 “复合合比特”技术术使芯片的解解码更为快速速和准确。解码部分与S33C44B00X的接口电电路部分如图图2所示。通通过S3C444B0X的的I/O口对对STA0113发送音频频数据，解码码过程由STTA013的的DSP核来来进行。STTA013解解码后的数字字音频信号由由SDO（串串行数据输出出）， SCCKT（串行行时钟)， LRCKTT(左右声道道时钟)， OCLK(采样时钟)4个脚输出出到D/A转转换器AK44393。通通过AK43393将得到到的模拟音频频信号，再经经过功率
6、放大大电路放大后后就可以直接接驱动无源音音箱。图2 解码部分分接口电路图图此外，由于实现现多通道的播播放形式，所所以需要在设设计过程中提提供多套相同同的解码芯片片和DAC。3.2 多通道道功能的实现现系统多通道播放放采用的基本本方法是（以以四通道为例例）：当系统统上电以后，解解码控制信号号为了实现对对每一个解码码通道的具体体工作状态控控制，通过采采用外接一个个四路转换开开关（CD44066），控控制各路通道道解码芯片的的工作状态。转转换开关四路路通道的输入入部分连接CCPU的IIIC总线的IIICSDAA，通过与CCPU相连的的多个控制引引脚（CTRRL1，2，33，4），确确定控制数据据的传
7、输方向向。四路通道道的时钟信号号则直接连接接在CPU上上，只有控制制数据传输时时才发生作用用。在播放过程中，CCPU实时响响应各通道传传输数据的请请求，选通该该路的解码芯芯片，被选通通的解码芯片片对从总线上上获取的mpp3文件数据据进行解码，而而未被选通的的解码通道则则忽略总线上上的音频数据据。当数据请请求的中断请请求信号由高高变低，系统统开始响应下下一次数据请请求。通过这这种各通道交交替工作的方方式，实现四四通道同步播播放的功能。工工作原理图如如图3所示：图3 多通道工工作原理图4 系统软件设设计系统软件包括操操作系统、驱驱动程序及播播放器应用程程序3部分。4.1 操作系系统的实现在嵌入式系
8、统中中，通常并没没有像BIOOS那样的固固件程序，因因此整个系统统的加载启动动任务就完全全由BoottLoadeer来完成。BBootLooader的的任务是初始始化芯片和主主板，系统选选用的是U-Boot-1.1.22启动程序，因因为U-Booot的优点点在于对多系系统和多平台台的支持。由由于S3C444B0X没没有存储管理理单元（MMMU），所以以无法移植标标准的Linnux内核，而而Clinnux主要是是针对没有MMMU的处理理器设计的操操作系统44，因此可可以作为播放放器的操作系系统平台进行行移植。通过过修改相应的的配置文件和和驱动程序就就可以实现移移植过程中需需要创建的开开发板文件。
9、4.2 驱动程程序的设计本系统所编译的的Clinnux内核中中包含有USSB、LCDD等驱动程序序，只要根据据需要适当的的修改便可以以应用。但是是对于MP33解码部分芯芯片的驱动需需要自己编写写。音频驱动动程序实现的的主要功能是是：（1）系统启动动时可以完成成芯片的初始始化；（2）具体操作作时可以提供供给操作系统统合适的软件件接口。音频频驱动初始化化程序如下：void STTA013_Init(void)if(STA0013_SeendCommmand(RESETT_REG,0,0x000) /复位STTA013STA013_PrinttErrorr();if(STA0013_SeendCom
10、mmand(ACT_CCON_REEG,0,00x00) /未未激活状态STA013_PrinttErrorr();if(STA0013_SeendCommmand(PWR_CCON_REEG,0,00x00) /上电电STA013_PrinttErrorr();if(STA0013_SeendCommmand(FS_COON_REGG,0,STA013LL_FsVaalueSSysInffo.SammplinggIndexx) /选择采样样频率STA013_PrinttErrorr();if(STA0013_SeendCommmand(IF_COON_REGG,0,0xx02+(006) /
11、选择116位IISS数据格式STA013_PrinttErrorr(); if(STA0013_SeendCommmand(ANG_CCTL_REEG,0,00) / 00x13, 0x12选选择DACSTA013_PrinttErrorr(); /和Linee In输入入模式if(STA0013_SeendCommmand(DGT_CCTL_REEG,0,00x00) / DAC静静音STA013_PrinttErrorr();if(STA0013_SeendCommmand(LHP_VVOL_REEG,0,00x00) /左声道音量量STA013_PrinttErrorr();if(STA
12、0013_SeendCommmand(RHP_VVOL_REEG,0,00x00) /右右声道音量STA013_PrinttErrorr();if(STA0013_SeendCommmand(ACT_CCON_REEG,0,00x00) /数数据传送激活活STA013_PrinttErrorr();4.3 播放程程序的设计作为本系统的一一个主要创新新点，在多通通道部分设计计合理且高效效的播放程序序代码很重要要，在这里采采用的是将待待解码的MPP3文件先由由USB设备备复制到内存存的缓冲区，再再由缓冲区发发送给解码器器的方法。播播放时，程序序会根据每个个通道的歌曲曲信息将MPP3文件流从从USB
13、设备备复制到相应应的缓冲区中中。其主要实实现代码如下下：for(i=00;i4;i+)if(dbuufi=mallooc(BUFF_LEN)=NUULL)printf(Alloocatioon %d Errorr n, i);exit(1);4.4 操作界界面的实现完整的MP3播播放器设备需需要有一个简简洁的操作界界面。本系统统的操作界面面选用MinniGUI软软件进行编写写，通过对MMiniGUUI运行模式式的选择、MMiniGUUI的移植5以及界界面程序的编编写，最终的的操作界面如如图4所示。整整个操作界面面简洁明了，系系统在开机后后提供了当前前时间，以及及播放、设置置和复位按键键，可以直
14、接接通过播放键键来实现多通通道播放功能能，通过设置置键进行歌曲曲目录的编排排。图4 播放器主主界面5 结束语多通道MP3播播放器与传统统的MP3播播放器相比，具具有许多优势势，可以满足足大型公共场场所对背景音音乐更高性能能的需求。多多通道MP33播放器可以以实现多个音音频输出通道道同步播放，并并可以通过UUSB接口外外挂存储设备备实现歌曲的的大容量存储储。此外，系系统还提供了了串口、以太太网等一系列列接口，方便便与外部进行行数据交换和和软件升级。本文创新点：设设计了基于AARM7平台台下的多通道道MP3播放放器，实现了了对外接移动动硬盘或U盘盘上的mp33文件进行多多通道同步播播放。参考文献1
15、 王旭东东,徐刚.基基于Winddows CCE.Nett 4.2嵌嵌入式操作系系统多媒体播播放器的应用用研究J.微计算机机信息, 22006,222-6:777-792 马忠梅梅,马广云,徐英慧等.ARM嵌入入式处理器结结构与应用基基础M.北京:北京京航空航天大大学出版社，220023 王道乾乾,刘定智,文俊浩.基基于ARM处处理器的MPP3播放器分分析与实现J.计算算机工程与设设计, 20007,288-7:15595-155974 李岩,荣盘祥.基基于S3C44B00X嵌入式Clinuux系统原理理及应用MM.北京:清华大学出出版社,200055 闫玉忠忠,石理.嵌嵌入式Linnux的MiiniGUII研究和移植植J.单单片机与嵌入入式系统应用用,20033,6-1:5-7本文来源：微计计算机信息 作作者：徐英欣欣