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，采用開源軟件項目EFSL，利用其內(nèi)存需求小、移植簡單、完全免費等優(yōu)點，通過設計底層驅(qū)動，實現(xiàn)了基于SD卡的FAT 文件系統(tǒng)在LPC2148上移植，并應用CrossWorks for ARM 1.6軟件對EFSL文件系統(tǒng)進行配置和功能模塊編譯。通過軟件調(diào)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，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，人們對MP3播放器的要求越來越多元化，制造商在MP3播放器的選型、設計、開發(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。在處理器速度越來越快、存儲容量越來越大的趨勢下，產(chǎn)品中數(shù)據(jù)的存儲組織形式和存儲器設置需要進行高效合理管理，這正是文件系統(tǒng)的功能。

　　而開源軟件項目嵌入式文件庫（Embedded FlieSystemLibrary，EFSL），依靠其內(nèi)存需求小、移植簡單、完全免費等優(yōu)點，作為嵌入式文件系統(tǒng)，很適于解決小型單片機存儲空間管理與功能擴展的問題。本文基于EFSL文件系統(tǒng)以及ARM 平臺設計一款新型的嵌入式MP3播放器，具有一定的實用價值。同時為單片機擺脫操作系統(tǒng)束縛，實現(xiàn)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(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，整個硬件系統(tǒng)以PHILIPS公司ARM7-TMDI內(nèi)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(jié)構(gòu)框圖

　　1.1 主控芯片

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

　　本系統(tǒng)中暫時只用到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(nèi)部集成有VS_DSP處理器、立體聲音頻DAC和立體聲耳機放大驅(qū)動器等。由于解碼與控制芯片分離，所以音質(zhì)好，控制也比較簡單。LPC2148通過其SPI接口對VS1003進行控制。

　　1.2 顯示模塊

　　顯示模塊采用VGS12864E，VGS12864E是128×64行點陣的OLED單色、字符、圖形顯示模塊。模塊內(nèi)置64×64的顯示數(shù)據(jù)RAM，其中的每位數(shù)據(jù)對應于OLED屏上一個點的亮、暗狀態(tài)；其指令系統(tǒng)與液晶顯示驅(qū)動控制器HD61202兼容。本系統(tǒng)通過模擬時序的方式用8位I/O口與OLED模塊8位數(shù)據(jù)總線D0~D7相連，再通過3位I/O口與液晶的指令控制或數(shù)據(jù)操作位RS、讀寫控制位R/W 和使能控制位E相連的方式來控制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。通過將LPC2148的SSP設置成SPI功能與SD卡相連接。同時，芯片的其他兩個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保護的檢測引腳。

　　2 軟件設計

　　播放器采用四層結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)其功能。軟件層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。采用模塊化的主要目的是方便實現(xiàn)模塊移植性。

　　圖2 播放軟件層次結(jié)構(gòu)