基于MSP430F5529的MP3

基于MSP430F5529的MP3 2015年长江大学电子竞赛 基于MSP430F5529的MP3设计 2015年5月6日 摘 要 本系统主要由MSP430F5529单片机和VS1003音频解码芯片组成，MCU通过SPI串行协议读取SD卡的音频文件，将音频文件发送给VS1003音频解码，解码后的音频信号经功率放大器放大后驱动电声转换器件发出声响，系统另外 配备有由键盘和LCD组成的人机交互功能，整个系统简洁、功能完善。 。 I 目 录 1系统 ....................................................................................................................... 1 1.1主控的论证与选择 ............................................................................................... 1 1.2 音频解码的论证与选择 ....................................................................................... 1 1.3 控制系统的论证与选择 ......................................................... 错误～未定义书签。 2系统理论分析与计算 ..................................................................................................... 1 2.1 XXXX的分析 ..................................................................... 错误～未定义书签。 2.1.1 XXX ............................................................................ 错误～未定义书签。 2.1.2 XXX ............................................................................ 错误～未定义书签。 2.1.3 XXX ............................................................................ 错误～未定义书签。 2.2 XXXX的计算 ........................................................................ 错误～未定义书签。 2.2.1 XXX ............................................................................ 错误～未定义书签。 2.2.2 XXX ............................................................................ 错误～未定义书签。 2.2.3 XXX ............................................................................ 错误～未定义书签。 2.3 XXXX的计算 ........................................................................ 错误～未定义书签。 2.3.1 XXX ............................................................................ 错误～未定义书签。 2.3.2 XXX ............................................................................ 错误～未定义书签。 2.3.3 XXX ............................................................................ 错误～未定义书签。 3电路与程序设计 ............................................................................................................ 1 1电路的设计 .......................................................................................................... 1 3. 3.1.1系统总体框图............................................................................................. 1 3.1.2 SD卡子系统框图与电路原理图 .................................................................. 2 3.1.3音频放大子系统框图与电路原理图 ............................................................. 2 3.1.4电源........................................................................................................... 3 3.2程序的设计 .......................................................................................................... 3 3.2.1程序功能描述与设计思路 ........................................................................... 3 3.2.2程序................................................................................................ 3 4测试方案与测试结果 ..................................................................................................... 3 4.1测试方案 ............................................................................................................. 3 4.2 测试条件与仪器 .................................................................... 错误～未定义书签。 4.3 测试结果及分析 .................................................................................................. 4 4.3.1测试结果(数据) ............................................................ 错误～未定义书签。 4.3.2测试分析与结论 ......................................................................................... 4 附录1:电路原理图 ......................................................................................................... 5 附录2:源程序 ................................................................................................................ 6 II 基于MSP430F5529的MP3 【熊平波组】 1系统方案 本系统主要由MSP430F5529模块、VS1003模块、SD卡模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。 1.1 主控芯片的论证与选择 方案一:51单片机。 51单片机出现年代较早，所以各种资料也非常的多，实现起来比较简单，达不到学习锻炼的目的，所以只以他作为一个参考。 方案二:STM32单片机 STM32单片机虽然是近几年推出的单片机，但它以强大的性能，低廉的价格很快的占领了市场，目前这方面的资料也是非常的多，并且个人对这一型号的处理器不是很了解，所以也放弃选用。 方案三:MSP430单片机 MSP430是TI公司现在主推的单片机型号，也是历年电子设计大赛所大量选用的处理器型号，它具有极低功耗，超强模拟外设。 综合以上三种方案，选择方案三。 1.2音频解码的论证与选择 方案一:AD+滤波器 。 由单片机直接将SD卡里面WAV格式的音频文件传送到AD转换器，进行音频输出，优点是操作简单，成本低，缺点是音质较差 方案二:VS1003音频解码芯片。 VS1003是由芬兰 VLSI 公司出品的一款单芯片的MP3/WMA音频解码芯片，其 拥有一个高性能低功耗的 DSP 处理器核VS_DSP，5K的指令 RAM，0.5K的数据 RAM,串行的控制和数据输入接口，4 个通用 IO 口，一个 UART 口，同时片内带有一个 可变采样率的 ADC、一个立体声 DAC 以及音频耳机放大器。性能优良，操作简单 综合以上二种方案，选择方案二。 2系统理论分析与计算 3电路与程序设计 3.1电路的设计 3.1.1系统总体框图 系统总体框图如图1所示 1 Nokia511液晶 VS1003 音频放大 MSP430F5529 SD卡 键盘+红外 图1 系统总体框图 3.1.2 SD卡子系统电路原理图 2、SD卡子系统电路 图2 SD卡子系统电路 3.1.3 音频放大子系统框图与电路原理图 2、音频放大子系统电路 2 图3 音频放大子系统电路 3.1.4电源 电源由变压部分、滤波部分、稳压部分组成。为整个系统提供5V或者12V电压，确保电路的正常稳定工作。这部分电路比较简单，都采用三端稳压管实现，故不作详述。 3.2程序的设计 3.2.1程序功能描述与设计思路 1、程序功能描述 根据题目要求软件部分主要实现键盘的设置和显示。 1)键盘实现功能:设置音量、对比度、选歌。 2)显示部分:歌曲、演唱者、频谱、码率、时长、音量。 2、程序设计思路 3.2.2程序流程图 1、主程序流程图 4测试方案与测试结果 4.1测试方案 1、硬件测试 2、软件仿真测试 3 3、硬件软件联调 4.3 测试结果及分析 4.3.2测试分析与结论 根据上述测试数据，XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX，由此可以得出以下结论: 1、 2、 3、 综上所述，本设计达到设计要求。 4 附录1:实物图 5 附录2:源程序 /* * LCD5110.h * * Created on: 2014-11-22 * Author: xiongpb */ #ifndef LCD5110_H_ #define LCD5110_H_ #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int //延时宏定义 #define CPU_F ((double)4000000) #define delay_us(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/1000000.0)) #define delay_ms(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/1000.0)) //枚举 D/C模式选择 typedef enum //emum为枚举常量 { DC_CMD = 0, //写命令 DC_DATA = 1 //写数据 } DCType; #define LCD_CLK_L P2OUT &= ~BIT2 //低电平 #define LCD_CLK_H P2OUT |=BIT2 //高电平 //数据输入端口 #define LCD_DIN_L P7OUT &= ~BIT4 //低电平 #define LCD_DIN_H P7OUT |=BIT4 //高电平 //数据/命令选择 #define LCD_DC_L P8OUT &= ~BIT1 //低电平 #define LCD_DC_H P8OUT |=BIT1 //高电平 //芯片使能 #define LCD_CE_L P4OUT &= ~BIT3 //低电平 #define LCD_CE_H P4OUT |=BIT3 //高电平 6 //串行输入复位 #define LCD_RST_L P4OUT &= ~BIT0 //低电平 #define LCD_RST_H P4OUT |=BIT0 //高电平 void LCD_write_byte(unsigned char data, DCType dc); void LCD5110_Init(void); void LCD5110_SetContrast(unsigned char contrast); void LCD5110_Clear(void); void LCD_Set_XY(unsigned char X, unsigned char Y); void LCD_WriteChar(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char c); void LCD_WriteString(unsigned char X,unsigned char Y,char *s); void LCD_WriteNum(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned int num); void LCD_Write_12X16Font(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *c); void LCD_DrawPicture(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char const *map, unsigned char Pix_x,unsigned char Pix_y); void LCD_Write_12X16FontS(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *c); void LCD_Write_12X16FontS_TB(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *c); #endif /* LCD5110_H_ */ /* * Nokia5110.c * * Created on: 2014-10-26 * Author: xiongpb */ //------------------------------------------------------------------- // Nokia5510指令集 // D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 // 0 0 1 0 0 PD V H // | | |_______1->扩展指令集 0->基本指令集 // | |___________1->垂直寻址 0->水平寻址 // |_______________1->低功耗模式 0->正常模式 //------------------------------------------------------------------- // 显示模式 // D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 // 0 0 0 0 1 D 0 E // | |_______0 0 1 1 7 // |_______________0 1 0 1 // 白屏 正常 全显 反转 //------------------------------------------------------------------- /******************************************************* 文件名 : Nokia5110Lcd.c 描述 : 诺基亚 5110 LCD 驱动源文件 作者 : xiongpb 编辑器 : CCS5.3 日期 : 2014-10-25 *******************************************************/ #include"LCD5110.h" #include #include"font.h" /*********************************************************************** ****************** * 函数名称:LCD5110_IO_Init() * 函数功能:I0口初始化 * 入口参数:无 * 出口参数:无 * 说明:无 *************************************************************************** **************/ void LCD5110_IO_Init() { /* P6DIR |=BIT5; P3DIR |=BIT4; P3DIR |=BIT3; P1DIR |=BIT6; P6DIR |=BIT6;*/ P2DIR |=BIT2; P7DIR |=BIT4; P8DIR |=BIT1; P4DIR |=BIT3; P4DIR |=BIT0; } /*********************************************************************** ****************** 8 * 函数名称:LCD5110_Init(void) * 函数功能:5110初始化 * 入口参数:无 * 出口参数:无 * 说明:无 *************************************************************************** **************/ void LCD5110_Init(void) { LCD5110_IO_Init(); //I0口初始化 LCD_RST_L; // 产生一个让LCD复位的低电平脉冲 delay_us(150); LCD_RST_H; LCD_CE_H; delay_ms(1); LCD_CE_L; //5110片选有效，允许输入数 //设置LCD LCD_write_byte(0x21, DC_CMD); //使用扩展命令设置LCD模式 LCD_write_byte(0xC8, DC_CMD);//设置偏置电压 LCD_write_byte(0x06, DC_CMD); //温度校正 LCD_write_byte(0x13, DC_CMD); //1:48 LCD_write_byte(0x20, DC_CMD); //使用基本命令。并设置V=0，水平寻址 LCD5110_Clear(); //清屏 LCD_write_byte(0x0C, DC_CMD);//设定显示模式，正常显示 LCD5110_SetContrast(70); //对比度为68 LCD_CE_L; // 关闭LCD } /*********************************************************************** ****************** * 函数名称:LCD5110_SetContrast(unsigned char contrast) * 函数功能:设置LCD对比度 * 入口参数:contrast 对比度(范围: 0~127) * 出口参数:无 * 说明:无 9 *************************************************************************** **************/ void LCD5110_SetContrast(unsigned char contrast) { LCD_write_byte(0x21, DC_CMD); LCD_write_byte(0x80 | contrast, DC_CMD); LCD_write_byte(0x20, DC_CMD); } /*********************************************************************** ****************** * 函数名称:LCD_write_byte(unsigned char data, DCType dc) * 函数功能:向LCD发送数据 * 入口参数:data:数据 dc:DC_CMD = 0//写命令 DC_DATA = 1 //写数据 * 出口参数:无 * 说明:无 *************************************************************************** **************/ void LCD_write_byte(unsigned char data, DCType dc) { unsigned char i; LCD_CE_L; //5110片选有效，允许输入数据 if (dc==DC_CMD) LCD_DC_L; //发送命令 else LCD_DC_H; //发送数据 for(i=0;i<8;i++) //传送8bit数据 { if(data&0x80) LCD_DIN_H; else LCD_DIN_L; LCD_CLK_L; data = data << 1; LCD_CLK_H; } LCD_CE_H; //禁止5110 } /*********************************************************************** ******************* 10 * 函数名:LCD_Set_XY * 功能: 设置LCD坐标 * 参数: X:0-83 Y:0-5 * 返回值:无 * 备 注: *********************************************************************** *******************/ void LCD_Set_XY(unsigned char X, unsigned char Y) { LCD_write_byte(0x40 | Y,DC_CMD);// column 列 LCD_write_byte(0x80 | X,DC_CMD);// row 行 } /*********************************************************************** ****************** * 函数名称:LCD5110_Clear(void) * 函数功能: LCD清屏函数 * 入口参数:无 * 出口参数:无 * 说明:无 *************************************************************************** **************/ void LCD5110_Clear(void) { unsigned char t; unsigned char k; LCD_Set_XY(0, 0);//设置RAM起始地址 for(t=0;t<6;t++) { for(k=0;k<84;k++) { LCD_write_byte(0x00, DC_DATA); } } } /*********************************************************************** ****************** * 函数名称:void LCD_WriteChar(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char c) * 函数功能: LCD清屏函数 * 入口参数:无 11 * 出口参数:无 * 说明:无 *************************************************************************** **************/ void LCD_WriteChar(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char c) { unsigned char i; c -= 32; //数组的行号 LCD_Set_XY(x,y); for(i=0; i<12; i++) { LCD_write_byte(font6x12[c][i], DC_DATA); if(i==5) { y++; LCD_Set_XY(x,y); } } } /* ********************************************************** *函数名:LCD_WriteString *功能: LCD写6X8的字符串 *参数:X , Y , S *返回值:无 备 注: ********************************************************** */ void LCD_WriteString(unsigned char X,unsigned char Y,char *s) { while(*s) { LCD_WriteChar(X,Y,*s); s++; X += 6; } } /* *************************************************************** 12 *函数名:LCD_WriteNum(unsigned int num) *功能:写入数字 *参数:num *返回值:无 **************************************************************** */ void LCD_WriteNum(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned int num) { unsigned char str[8],i=0,len=0; unsigned int temp; temp = num; while(temp) { temp /=10; len++; } if(!num) { len++; str[0]=0x30; } str[len] = 0; while(num) { str[len-i-1] = num%10 + 0x30; num /=10; i++; } LCD_WriteString(X,Y,(char *)str); } /* ********************************************************** *函数名:LCD_Write_16X16Font *功能: 写一个16X16的汉字 *参数:x , y , c[2] x:0-83 y:0-5 *返回值:无 *备 注: ********************************************************** */ void LCD_Write_12X16Font(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *c) { unsigned char i,k; LCD_Set_XY(x-12,y); 13 for(k=0; k<5; k++) //K的值表示汉字库最多存放的字的数量(可改大) { if((font12x16[k].Index[0]==c[0])&&(font12x16[k].Index[1]==c[1])) { for(i=0; i<24; i++) { LCD_write_byte(font12x16[k].Msk[i], DC_DATA); if(i==11) { y++; LCD_Set_XY(x-12,y); } } } } } /* ********************************************************** *函数名:LCD_Write_16X16FontS *功能: 写一串16X16的汉字 *参数:x , y , c[2] x:0-83 y:0-5 *返回值:无 *备 注: ********************************************************** */ void LCD_Write_12X16FontS(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *c) { while(*c) {LCD_Write_12X16Font((x=x+12), y, c); c += 2;} //一个汉字GB码 由2个字节组成 } /* ********************************************************** *函数名:LCD_Write_16X16Font *功能: 取反写一个16X16的汉字 *参数:x , y , c[2] x:0-83 y:0-5 *返回值:无 *备 注: ********************************************************** */ void LCD_Write_12X16Font_TB(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *c) { 14 unsigned char i,k; LCD_Set_XY(x-12,y); for(k=0; k<5; k++) //K的值表示汉字库最多存放的字的数量(可改大) { if((font12x16[k].Index[0]==c[0])&&(font12x16[k].Index[1]==c[1])) { for(i=0; i<24; i++) { LCD_write_byte(~font12x16[k].Msk[i], DC_DATA); if(i==11) { y++; LCD_Set_XY(x-12,y); } } } } } /* ********************************************************** *函数名:LCD_Write_16X16FontS *功能:取反写一串16X16的汉字 *参数:x , y , c[2] x:0-83 y:0-5 *返回值:无 *备 注: ********************************************************** */ void LCD_Write_12X16FontS_TB(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *c) { while(*c) {LCD_Write_12X16Font_TB((x=x+12), y, c); c += 2;} //一个汉字GB 码由2个字节组成 } /* ********************************************************** *函数名:LCD_DrawPicture *功能: 绘图 *参数: X、Y :位图绘制的起始X、Y坐标; *map :位图点阵数据; 15 Pix_x :位图像素(长) <=84 Pix_y :位图像素(宽) <=48 *返回值:无 *备 注: ********************************************************** */ void LCD_DrawPicture(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char const *map, unsigned char Pix_x,unsigned char Pix_y) { unsigned int i,n; unsigned char row; //计算位图所占行数 if (Pix_y%8==0) //如果为位图所占行数为整数 row=Pix_y/8; else row=Pix_y/8+1; //如果为位图所占行数不是整数 LCD_Set_XY(X,Y); for (n=0;n检测

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