发布时间 : 星期二 文章MP3音乐播放器设计更新完毕开始阅读
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1.5 MP3的制作过程
这是一个复杂漫长艰难的一个过程，大致分成几个阶段： 1、资料搜集和器件选型；
2、绘制电路图、制作印刷电路板； 3、焊接和硬件调试； 4、软件编码； 5、外壳包装。
小小的MP3播放机汇聚了多项标准协议，包括MP3标准本身，用于存储的FAT文件系统，USB通信协议和微软大容量移动存储标准。互联网真是个好东东，假如没有互联网，这个东西恐怕也不可能造出来。所有的参考资料基本都来自于网络。
资料是有了，能否实现关键依赖于能否找到合适的器件。好在一开始就选定了ATMEL公司的MP3单芯片解决方案，这颗IC真是做MP3绝好的选择，它集成了MP3需要的大多数部件。外围芯片也很重要，首先要解决的就是音频DAC，选择的要点是要能与解码器输出的数字音频信号格式匹配，其次要考虑价格，是否能买到等因素。剩下的就是一些普通芯片了，逻辑门、存储器，电源、功放、各种插件等。这可是一个痛苦的过程，在网上找到资料，经研究符合使用条件，于是就到市场上找，买到后回来做实验。很多器件不是很容易就能买到的，买不到就得重新查资料，选新的型号。
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第2章 MP3工作原理
2.1 MP3压缩音乐的的原理
MP3压缩音乐的方式是通过一个运算法则，去掉声音中高频与低频的部分，大幅删减不必要的容量浪费，同时保留了人类所能感受到的音频部分。因此，它的好处在于大幅降低了数字声音文件的容量，而不会破坏原来的音质。在MP3的运算法则下，音质越低的声音可以得到越高的压缩比例。以CD音质的Wave文件来说，如抽样分辨率为16bit，抽样频率为44.1kHz，声音模式为立体声，那么存储1秒钟CD音质的Wave文件，必须要用掉16bit×44100×2=1411200bit，也就是相当于1411.2kbit的存储容量，存储介质的负担很大。而通过MP3格式压缩后，文件便可以压缩为原来的1/10到1/12，每一秒钟的MP3只需大约U2-128kbit就可以了。
2.2 MP3组成结构
一个完整MP3播放机要分几个部分：中央处理器、解码器、存储设备、主机通讯端口、音频DAC和功放、显示界面和控制键。
2.2.1 中央处理器
这里的中央处理器我们通常称为MCU(单片微处理器)，简称单片机。它运行MP3的整个控制程序，也称为fireware。控制MP3的各个部件的工作：从存储设备读取数据送到解码器解码；与主机连接时完成与主机的数据交换；接收控制按键的操作，显示系统运行状态等任务。
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2.2.2 解码器
解码器是芯片中的一个硬件模块，或者说是硬件解码(有的MP3播放机是软件解码，由高速中央处理器完成)。它可以直接完成各种格式MP3数据流的解码操作，并输出PCM或I2S格式的数字音频信号。
2.2.3 存储设备
存储设备是MP3播放机的重要部分，通常的MP3随身听都是采用半导体存储器（FLASH MEMORY）,在我的作品中是用硬盘存作为存储器。它通过主机通讯端口传来的数据（通常以文件形式），回放的时候MCU读取存储器中的数据并送到解码器。数据的存
储是要有一定格式的，众所周知，PC管理磁盘数据是以文件形式，MP3也不例外，最常用的办法就是直接利用PC的文件系统来管理存储器，微软操作系统采用的是FAT文件系统，这也是最广泛使用的一种。播放机其中一个任务就是要实现FAT文件系统，即可以从FAT文件系统的磁盘中按文件名访问并读出其中的数据。
2.2.4 主机通讯端口
主机通讯端口是MP3播放机与PC机交换数据的途径，PC通过该端口操作MP3播放机存储设备中的数据，拷贝、删除、复制文件等操作。目前最广泛使用的是USB总线，并且遵循微软定义的大容量移动存储协议规范，将MP3播放机作为主机的一个移动存储设备。这里需要遵循几个规范：USB通信协议、大容量移动存储器规范和SCSI协议。
2.2.5 音频DAC和功放
音频DAC是将数字音频信号转换成模拟音频信号，以推动耳机、
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功放等模拟音响设备。这里要介绍一下数字音频信号。数字音频信号是相对模拟音频信号来说的。我们知道声音的本质是波，人说能听到的声音的频率在20Hz到20kHz之间，称为声波。模拟信号对波的表示是连续的函数特性，基本的原理是不同频率和振幅的波叠加在一起。数字音频信号是对模拟信号的一种量化（如下图），典型方法是对时间坐标按相等的时间间隔做采样，对振幅做量化。单位时间内的采样次数称为采样频率。这样一段声波就可以被数字化后变成一串数值，每个数值对应相应抽样点的振幅值，按顺序将这些数字排列起来就是数字音频信号了。这是ADC（模拟-数字转换）过程,DAC（数字-模拟转换）过程相反，将连续的数字按采样时候的频率顺序转换成对应的电压。MP3解码器解码后的信息属于数字音频信号（数字音频信号有不同的格式，最常用的是PCM和I2S两种），需要通过DAC转换器变成模拟信号才能推动功放，被人耳所识别。
2.2.6 显示界面和控制键
MP3播放机的显示设备通常采用LCD或者LED发光二极管。显示系统的工作状态，控制键盘通常是按钮开关。键盘和现实设备合起来构成了MP3播放机的人机交互界面。
2.3 MP3的软件结构
MP3播放机的软件结构跟硬件是相对应的，即每一个硬件部分都有相应的软件代码，这是因为大多数的硬件部分都是数字可编程控制的。最简化的MP3软件处理任务只有两个操作：
读取存储器上的数据，送到解码器，解码器的输出送到音频DAC；分析USB主机控制器发的指令，完成对存储器的操作，将操作结果送回USB主机。
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