基于C51单片机的MP3硬件播放器的实现

　　随着人们对便携式音乐播放器要求的提高，MP3播放器以其较小的体积和较好的音质赢得了广大音乐爱好者的青睐。MP3播放器是一种新兴的数字音乐播放器，播放MP3、WMA等格式的文件。通过用MPEG-1 Layer 3编码技术，可以得到大约12：1压缩的有损音乐信号。尽管MP3音乐是有损的，它在压缩过程中对功率谱较弱的信号有所丢失，但它同CD原声区别不大，不影响一般音乐爱好者对音乐的欣赏。MP3大大缩小了声音文件的长度，使音乐的存储和传输更方便。起初，MP3文件只能由电脑来播放，随着互联网的发展，促进了MP3播放器的产生，随着人们对MP3产品进一步的认识和更高层次的需求，MP3发生了一系列的变化，其更加小巧精致，更人机化和情趣化，个性区分也越来越强。还出现了功能的融人和产品的整合，总之，MP3播放器正朝着功能强大、外观丰富、价格便宜的方向发展。本设计以C51内核单片机为核心，设计了MP3播放器。

　　1 MP3硬件设计

　　在该硬件系统的设计中，采用Atme 1公司生产的AT89C51SNDlC作为主控MCU。AT89C5lSNDlC是ATMEL公司专门针对MP3的需求而设计的一款多媒体8位微处理器，使用通用的C51内核，片上集成了多种外设，为MP3产品提供了一套方便的解决方案。该芯片对电路的高度集成大大降低了系统的耗电和发热，提高了系统的稳定性和速度，抗干扰能力也显着增强。AT89C51SNDlC具有如下外设的集成，大大简化了电路的设计：a.MP3硬件解码器;b.可编程音频输出接口DAC;c.8位MCU C51：d.USBl.1控制器;e.内建锁相环PLL;f.多媒体卡接口适配器;g.SPI接口适配器;h.IDE/ATAPI接口;i.两路10位ADC，8kHz;j.44个通用I/0;k.两个16位定时器/计数器;1.硬件看门狗定时器;m.标准全工UART;n.两线主被动模式控制器;o.SPI主被动模式控制器;p.电源管理模块。

　　整个播放器的结构框图如图l所示。PC机通过USB接口实现对U盘的MP3歌曲、文档等数据信息的存储。系统启动后，由MCU控制将储存于Flasht辛歌曲的码流信息送入MP3解码芯片中解码，并产生解码输出。在系统的DAC模块通过CS4340芯片把解码输出转换为模拟音频声音后， 经功放电路一级音频放大并驱动耳机，实现MP3歌曲的播放。系统硬件包括主控MCU、解码器、Flash存储系统、供电系统、按键和D/A转换器等几部分。

　　1.1 解码部分

　　这是MP3播放器的核心部件， 本设计采用硬件解码技术。在本系统中笔者采用AT89C51SNDlC芯片。该芯片是一块自带MPEG I/II—Layer硬件解码器和Human Interface的51内核单片机。它可支持对8～320kbps基本数据流的解码，支持的取样频率范围为16～48kHz，非常适合于MPEG的音频解码， 并带有数字语音录音的MPEG播放模块， 具有很高的性价比。解码后的信号是可以直接输出到DAC的立体声、单声道或双声道的数字信号，SP—CA751A与DAC的接口是可编程的。只要通过通用的串行I/0口和控制接口就能对MPEG比特流进行I/0和回放控制，系统控制器能很轻易地对MPEG音频信号进行解码。通过一个通用的可编程I2S接口，就能把一解码的音频PCM数据输出到外部的DAC中，因此，大多数常用的音频DAC都能和本芯片兼容，本设计采用的是CS4340芯片。