专利名称：通用音乐播放器模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基本电子专用集成器件，尤其涉及一种通用音乐播放器模块。
背景技术：
当代流行的音乐播放器主要含有专用的集成电路播放模块，其中有多种音乐播放格式，其中MP3(MPEG-Audiolayer-3)是一种最常见的格式，它是MPEG(Moving Picture Experts Group运动图象专家组，是一个视听标准化组织)制定的一种高性能的声音编码格式，是目前互联网时代最为流行的一种音乐文件，压缩比率高(可压缩至原光盘CD Compact Disk格式文件大小的1/2)，还原音质好，可非常接近CD音质。
重放MP3音乐主要有计算机纯软件播放与硬件解码MP3音乐播放器两种方法，纯软件播放必须要依靠于计算机才可以播放，故不能随时随地欣赏。而硬件解码MP3音乐播放器是一种便携式播放器，它可以做成超小体积，便于携带，使用操作方便，得到了长足的发展。它可通过与PC机连接，完成MP3歌曲的下载、删除、上传，通过播放器按键，可以完成音乐播放、选曲、停止、音量调节、模式选择、录音等功能。
而目前市场上的便携式MP3音乐播放器，其生产、设计方法，都是MP3音乐播放器的生产厂家，根据某种MP3解码芯片的生产厂商提供的该解码芯片的技术参数、应用方法、编程命令等，结合主控单片机与相关外围电路进行开发、设计的。设计工程师必须要有相当的经验，在充分了解该解码芯片的技术参数、控制方法、编程技巧的基础上，熟悉与MP3相关的技术协议；还必须拥有专用仿真开发工具，并必须花费大量的精力去做方案和选型、规划、硬件电路设计、PCB设计、控制软件编程、调试，开发周期长、难度大、费用高。对于非专业工程师以及小批量应用的厂家来说很难直接实现。另外，市场上现有的MP3音乐播放器，不管是厂家还是最终用户，都很难根据具体需求做灵活改动。
发明内容
本实用新型的目的，在于提供一种通用音乐播放器模块，使用该模块，用户不需要专用的开发工具，也无须掌握与MP3相关的知识，只要具有一般单片机的编程知识，就能在短时间内自主设计开发出具有MP3音乐播放、带录音功能，又有他自己特殊功能的众多产品。
本实用新型的目的是这样实现的，该通用音乐播放器模块包括单片机主控电路、MP3解码器电路、FLASH存贮器、程序存贮器、模数转换电路、数模转换电路、音频输出电路、麦克风录音电路、通用串行总线接口、键盘输入接口和串行显示接口；所述的单片机主控电路与MP3解码器电路、FLASH存贮器和程序存贮器输入输出互连；所述的MP3解码器电路的一输出端连接数模转换电路的输入端；其输入端连接模数转换电路的输出端，所述的数模转换电路的输出端连接音频输出电路的输入端；所述的模数转换电路的输入端连接麦克风录音电路的输出端，所述的通用串行总线接口、键盘输入接口和串行显示接口都与单片机主控电路相连，其特征在于还包括串/并行接口和握手信号接口；所述的串/并行接口和握手信号接口与单片机主控电路相连；所述的串行接口由接插口J1与单片机主控电路上U51的第45、46脚连接组成；所述的并行接口由接插口J2与单片机主控电路上U51的第55～61、63脚连接组成；所述的握手信号接口由接插口J2通过电阻R512、R513、R514、R515与单片机主控电路上U51的第18、20、22、24脚连接组成。
所述的键盘输入接口由接插口J4、电阻R28、R29、R210、R211，通过按键K1～K9与单片机主控电路上U51的第4、6、8、10、63、64、74、77、79脚连接组成；其中，U51的第4、6、8、10脚定义为键盘矩阵的行扫描线，U51的第63、64、74、77、79脚定义为键盘矩阵的列扫描线。
所述的串行显示接口由集成电路芯片H1、液晶显示屏YJ1通过接插口J3与单片机主控电路上U51的第48、49、51、52脚连接组成。
所述的程序存贮器电路由集成电路芯片U52、U53与单片机主控电路中U51的第1、3、5、7、9、11、14、17、26、29、31、33、42、44、47、50脚连接组成，其中U53用于锁存数据。
所述的数模转换电路由集成电路芯片U41与MP3解码器电路中U71的第26、27、28脚连接，并与电容C41、C42、C43连接组成。
所述的单片机主控电路上U51的第55～61、63脚定义为R_D0-R_D7八位并行通信口，其中R_D7位为MP3录/放音选择位，R_D0-R_D6七位用于选曲、有关命令传达，协议规定如下操作时低电平有效，每个命令必须保持100毫秒以上，才认为是有效命令；0XFF(1111 1111)等待状态，无操作命令；0X00(0000 0000)“停止”命令；0X01(0000 0001)“音量增加”命令；0X02(0000 0010)“音量减少”命令；0X03(0000 0011)“录音开始”命令；0X04(0000 0100)“模式选择”命令；0X08-0XFE分别用于第1到第120首歌曲(录音)的播放。
所述的单片机主控电路上U51的第45、46脚定义为RXD、TXD串行通信口，采用串行异步通信方式，波特率设定为2400BIT/S，8位数据码，数据码协议与并行通信口相同。
所述的单片机主控电路上U51的第18、20、22、24脚定义为握手信号，其信号分别为A、“不可执行”信号(N_CMD)平常为低电平，当接收到不可执行的非法命令后，该口给出100毫秒的高电平；B、“录音满”信号(REC_FULL)有存贮空间，该口为低电平，录音满后，该口变为高电平；C、“播放”信号(STATUS)平常为低电平，当接收到有效的播放信号后，该口由低电平变为高电平，直到该曲播放结束后恢复低电平；D、“有效命令”信号(KEY_STATUS)平常为低电平，当接收到一个有效的命令后，该口给出一个100毫秒的高电平信号。
所述的单片机主控电路中U51的第48、49、51、52脚定义为串行显示接口信号/WR、/RD、DADA、STB，与液晶驱动芯片H1配合，用于驱动液晶显示屏，并以显示接口接插口的形式预留备用。
所述的单片机主控电路中的U51为SPCA514A；所述的串行显示电路中的H1为HT1621；所述的MP3解码器电路中的U71为SPCA751A；所述的程序存贮器电路中的U52为AM29LV010、U53为74HC573；所述的数模转换电路中的U41为MS6313。
由于本实用新型采用了以上技术方案，该播放器模块具有以下的显著优点和特点1、本实用新型通用音乐播放器模块集成了与MP3播放器相关的歌曲下载、删除、上传、播放、选曲、音量控制、停止、录放音等功能，有通用串行总线接口，可与个人电脑联机通信；2、本实用新型通用音乐播放器模块带有通用的串行、并行控制接口，设计有握手信号，所有功能都可以很方便地被外部电路控制；3、本实用新型通用音乐播放器模块设有键盘输入接口，可直接采用按键完成操作；4、本实用新型通用音乐播放器模块设有串行显示接口，可以根据应用要求选择最合适的显示器件，如液晶显示屏、荧光显示屏(VFD)、数码管等；5、使用本实用新型通用音乐播放器模块，用户不需要专用的开发工具，也无须掌握与MP3相关的知识，只要有一般单片机的编程知识，就可以在很短的时间内设计出具有MP3音乐播放、带录音功能，又有他自己特殊功能的众多产品。
图1是本实用新型通用音乐播放器模块的功能方框图；图2、图3是本实用新型通用音乐播放器模块的电路原理图；图4是本实用新型通用音乐播放器模块的主程序流程图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型通用音乐播放器模块包括单片机主控电路、MP3解码器电路、FLASH存贮器、程序存贮器、模数转换电路、数模转换电路、音频输出电路、麦克风录音电路、通用串行总线接口、键盘输入接口和串行显示接口；单片机主控电路与MP3解码器电路、FLASH存贮器和程序存贮器输入输出互连；MP3解码器电路的一输出端连接数模转换电路的输入端；其输入端连接模数转换电路的输出端；数模转换电路的输出端连接音频输出电路的输入端；模数转换电路的输入端连接麦克风录音电路的输出端，通用串行总线接口、键盘输入接口和串行显示接口都与单片机主控电路相连，该模块还包括串/并行接口和握手信号接口；串/并行接口和握手信号接口与单片机主控电路相连；串行接口由接插口J1与单片机主控电路上U51的第45、46脚连接组成；并行接口由接插口J2与单片机主控电路上U51的第55～61、63脚连接组成；握手信号接口由接插口J2通过电阻R512、R513、R514、R515与单片机主控电路上U51的第18、20、22、24脚连接组成。
参见图2、图3，本实用新型通用音乐播放器模块中的电路包括单片机主控电路A、MP3解码器电路B、FLASH存贮器电路C、程序存贮器电路D、模数转换电路、数模转换电路E、音频输出电路F、麦克风录音电路G、通用串行总线接口H、键盘输入接口I、串行接口J、并行接口K、握手信号接口L和串行显示接口M。
单片机主控电路A包括主控单片机U51，在单片机主控电路A中，由电容C51、电阻R58、R59、R510、二极管D51及三极管Q51与主控单片机U51的第88脚连接组成复位电路A1；由电容C55、C56和晶体振荡器Y51与主控单片机U51的第37、38脚连接组成时钟振荡电路A2；由开关S1和主控单片机U51的第32脚连接组成显示模式选择电路A3，开关S1悬空采用液晶显示，则U51的第48、49、51、52脚输出的是液晶驱动信号，外接一片HT1621即可驱动液晶显示屏；接地选择采用VFD荧光屏显示，则U51的第48、49、51、52脚输出的是VFD显示驱动信号，外接一片AD16312即可驱动荧光显示屏。
MP3解码器电路B包括一集成电路芯片U71，在MP3解码器电路B中，由电容C73、C74、电阻R71和晶体振荡器Y71与U71的第39、40脚连接组成时钟振荡电路B1；U71的第1、2、3、4、5、12、13、44脚分别与单片机主控电路A中U51的第80、78、80、82、76、75、72、84脚连接。
FLASH存贮电路C由两块结构相同的集成电路芯片U31、U32并联与单片机主控电路A中的电阻R51及U51的第2、41、43、85、87、89、92、95、97脚连接组成，其中U51的第85脚(SM_CEN)预留用于扩展多媒体卡。
程序存贮器电路D由集成电路芯片U52、U53与单片机主控电路A中U51的第1、3、5、7、9、11、14、17、26、29、31、33、42、44、47、50脚连接组成，其中U53用于锁存数据。
模数转换电路为MP3解码电路B中U71的内置电路，其输入端为MP3解码电路B中U71的第34、35、36脚。
数模转换电路E由集成电路芯片U41与MP3解码器电路B中U71的第26、27、28脚连接，并与电容C41、C42、C43连接组成。
音频输出电路F由集成电路芯片U42与电容C44、C45、C46、C47、电阻R46及耳机插口P41连接组成。并通过U42的第3脚与数模转换电路E中的电容C41连接。
麦克风录音电路G由电阻R81～R87、电容C71、C72、C81～C84、麦克风M81与MP3解码电路B中U71的第34、35、36脚连接组成。
通用串行总线接口H由接插口J9、电阻R53、R54、R91、R92、R93、二极管D91、D92与单片机主控电路A中U51的第67、68、86脚连接组成。
键盘输入接口I由接插口J4、电阻R28、R29、R210、R211、通过按键K1～K9与单片机主控电路A中U51的第4、6、8、10、62、64、74、77、79脚连接组成。其中，U51的第4、6、8、10脚定义为键盘矩阵的行扫描线，U51的第63、64、74、77、79脚定义为键盘矩阵的列扫描线。
串行接口J由接插口J1与单片机主控电路A中U51的第45、46脚连接组成；并行接口K由接插口J2与单片机主控电路A中U51的第55-61、63脚连接组成。
通用串行总线接口H用于与PC机通信。
串行接口J和并行接口K用于与外部其它主控CPU连接。
握手信号接口L由接插口J2通过电阻R512～R515与单片机主控电路A中U51的第18、20、22、24脚连接组成。
串行显示接口M由集成电路芯片H1、液晶显示屏YJ1通过接插口J3与单片机主控电路A中U51的第48、49、51、52脚连接组成。
本实用新型音乐播放器模块的软件部分包括主程序、USB接口协议、FLASH数据传输协议、MP3解码控制、串/并行口通信协议、显示驱动程序、键盘输入程序。
其中的主程序流程图请参见图4，主程序启动后，经过初始化即对单片机主控电路A中U51的第32脚进行判断，如果为低电平，则调用VFD显示驱动程序，由U51的第48、49、51、52脚输出VFD显示驱动信号；如果为高电平，则调用液晶显示驱动程序，由U51的第48、49、51、52脚输出液晶显示驱动信号；程序接着判断有无通用串行总线接口信号，如有通用串行总线接口信号，则转通用串行总线接口子程序执行，如无通用串行总线接口信号，程序则接着判断有无键盘输入信号，如有键盘输入信号，则转键盘处理子程序执行，如无键盘输入信号，程序则接着判断有无并行接口信号，如有并行接口信号，则转并行接口处理子程序执行，如无并行接口信号，则程序接着判断有无串行接口信号，如有串行接口信号，则转串行接口处理子程序执行，如无串行接口信号，则返回到对通用串行总线接口信号进行判断。
本实用新型通用音乐播放器模块的单片机主控电路A中U51的第55～61、63脚定义为R_D0-R_D7八位并行通信口用于与外部电路通信，其中R_D7位为MP3录/放音选择位，该位为低电平表示播放MP3歌曲，为高电平则操作录音内容；R_D0-R_D6七位用于选曲、有关命令传达，协议规定如下操作时低电平有效，每个命令必须保持100毫秒以上，才认为是有效命令；0XFF(1111 1111)等待状态，无操作命令；0X00(0000 0000)“停止”命令；0X01(0000 0001)“音量增加”命令；0X02(0000 0010)“音量减少”命令；0X03(0000 0011)“录音开始”命令；0X04(0000 0100)“模式选择”命令；用于MP3解码器声音解码模式的选择，本实施例中有“正常”、“爵士”、“摇滚”、“杜比”、“流行”、“经典”等模式供循环选择；0X08-0XFE分别用于第1到第120首歌曲(录音)的播放。
本实用新型的通用音乐播放器模块的单片机主控电路A中U51的第45、46脚分别定义为RXD、TXD串行通信口用于与外部电路通信，采用串行异步通信方式，波特率设定为2400BIT/S，8位数据码，数据码协议与并行通信口相同。上位机在发送数据时首先发送呼叫信号“05H”，如果同意接收则回发“06H”，否则发“07H”表示暂时不能接收。上位机只有在收到本模块应答信号“06H”时才可以发送控制码信号。如果控制的曲目超过120首，把串行数据码扩展为16位，就可控制上万首歌曲的播放。
本实用新型的通用音乐播放器模块的单片机主控电路A中的主控单片机U51设计有四个输入/输出口(U51的第18、20、22、24脚)用于与外部电路做握手信号，其信号分别为A、“不可执行”信号(N_CMD)平常为低电平，当接收到不可执行的非法命令后，该口给出100毫秒的高电平；B、“录音满”信号(REC_FULL)有存贮空间，该口为低电平，录音满后，该口变为高电平；C、“播放”信号(STATUS)平常为低电平，当接收到有效的播放信号后，该口由低电平变为高电平，直到该曲播放结束后恢复低电平；D、“有效命令”信号(KEY_STATUS)平常为低电平，当接收到一个有效的命令后，该口给出一个100毫秒的高电平信号。
本实用新型的通用音乐播放器模块的单片机主控电路A中U51的第48、49、51脚定义为串行显示接口信号/WR、/RD、DADA、STB，与液晶驱动芯片H1配合，用于驱动串行显示屏，采用显示接口接插口的形式供用户选择使用。H1直接帮定在串行显示屏的背印刷板上，需要显示时插上即可。
本实用新型的通用音乐播放器模块内置有荧光显示屏(VFD)显示驱动信息，如果采用VFD显示，将U51的第32脚接地，则第48、49、51、52脚输出的就是VFD显示控制信号。
本实用新型通用音乐播放器模块功能多，接口丰富，使用和进行二次开发都非常方便，除可直接设计成便携式MP3音乐播放器外，若加上时间控制电路，即可组成带定时控制的高音质自动音乐播放仪，可用于学校、部队、单位等自动定时打铃、广播用；另外增加不同的主控板可构成高音质公交报站器、高音质电子导游机等。当选用片内带WMA(Windows Medio Ausio)、AAC(AdvancedAudio Coding)压缩格式的MP3解码芯片时，本模块同时可用于播放WMA、AAC格式音乐文件。
权利要求1.一种通用音乐播放器模块，该模块包括单片机主控电路、MP3解码器电路、FLASH存贮器、程序存贮器、模数转换电路、数模转换电路、音频输出电路、麦克风录音电路、通用串行总线接口、键盘输入接口和串行显示接口；所述的单片机主控电路与MP3解码器电路、FLASH存贮器和程序存贮器输入输出互连；所述的MP3解码器电路的一输出端连接数模转换电路的输入端；其输入端连接模数转换电路的输出端，所述的数模转换电路的输出端连接音频输出电路的输入端；所述的模数转换电路的输入端连接麦克风录音电路的输出端，所述的通用串行总线接口、键盘输入接口和串行显示接口都与单片机主控电路相连，其特征在于还包括串/并行接口和握手信号接口；所述的串/并行接口和握手信号接口与单片机主控电路相连；所述的串行接口由接插口J1与单片机主控电路上U5 1的第45、46脚连接组成；所述的并行接口由接插口J2与单片机主控电路上U51的第55～61、63脚连接组成；所述的握手信号接口由接插口J2通过电阻R512、R513、R514、R515与单片机主控电路上U51的第18、20、22、24脚连接组成。
2.根据权利要求1所述的一种通用音乐播放器模块，其特征在于所述的键盘输入接口由接插口J4、电阻R28、R29、R210、R211，通过按键K1～K9与单片机主控电路上U51的第4、6、8、10、63、64、74、77、79脚连接组成；其中，U51的第4、6、8、10脚定义为键盘矩阵的行扫描线，U51的第63、64、74、77、79脚定义为键盘矩阵的列扫描线。
3.根据权利要求1所述的一种通用音乐播放器模块，其特征在于所述的串行显示接口由集成电路芯片H1、液晶显示屏YJ1通过接插口J3与单片机主控电路上U51的第48、49、51、52脚连接组成。
4.根据权利要求1所述的一种通用音乐播放器模块，其特征在于所述的程序存贮器电路由集成电路芯片U52、U53与单片机主控电路中U51的第1、3、5、7、9、11、14、17、26、29、31、33、42、44、47、50脚连接组成，其中U53用于锁存数据。
5.根据权利要求1所述的一种通用音乐播放器模块，其特征在于所述的数模转换电路由集成电路芯片U41与MP3解码器电路中U71的第26、27、28脚连接，并与电容C41、C42、C43连接组成。
6.根据权利要求1所述的一种通用音乐播放器模块，其特征在于所述的单片机主控电路上U51的第55～61、63脚定义为R_D0-R_D7八位并行通信口，其中R_D7位为MP3录/放音选择位，R_D0-R_D6七位用于选曲、有关命令传达，协议规定如下操作时低电平有效，每个命令必须保持100毫秒以上，才认为是有效命令；0XFF(1111 1111)等待状态，无操作命令；0X00(0000 0000)“停止”命令；0X01(0000 0001)“音量增加”命令；0X02(0000 0010)“音量减少”命令；0X03(0000 0011)“录音开始”命令；0X04(0000 0100)“模式选择”命令；0X08-0XFE分别用于第1到第120首歌曲(录音)的播放。
7.根据权利要求1所述的一种通用音乐播放器模块，其特征在于所述的单片机主控电路上U51的第45、46脚定义为RXD、TXD串行通信口，采用串行异步通信方式，波特率设定为2400BIT/S，8位数据码，数据码协议与并行通信口相同。
8.根据权利要求1或3所述的一种通用音乐播放器模块，其特征在于所述的单片机主控电路上U51的第18、20、22、24脚定义为握手信号，其信号分别为A、“不可执行”信号(N_CMD)平常为低电平，当接收到不可执行的非法命令后，该口给出100毫秒的高电平；B、“录音满”信号(REC_FULL)有存贮空间，该口为低电平，录音满后，该口变为高电平；C、“播放”信号(STATUS)平常为低电平，当接收到有效的播放信号后，该口由低电平变为高电平，直到该曲播放结束后恢复低电平；D、“有效命令”信号(KEY_STATUS)平常为低电平，当接收到一个有效的命令后，该口给出一个100毫秒的高电平信号。
9.根据权利要求1或3所述的一种通用音乐播放器模块，其特征在于所述的单片机主控电路中U51的第48、49、51、52脚定义为串行显示接口信号/WR、/RD、DADA、STB，与液晶驱动芯片H1配合，用于驱动液晶显示屏，并以显示接口接插口的形式预留备用。
10.根据权利要求8所述的一种通用音乐播放器模块，其特征在于所述的单片机主控电路中的U51为SPCA514A；所述的串行显示电路中的H1为HT1621；所述的MP3解码器电路中的U71为SPCA751A；所述的程序存贮器电路中的U52为AM29LV010、U53为74HC573；所述的数模转换电路中的U41为MS6313。
专利摘要一种通用音乐播放器模块，该模块包括单片机主控电路、MP3解码器电路、FLASH存贮器、程序存贮器、模数转换电路、数模转换电路、音频输出电路、麦克风录音电路、通用串行总线接口、键盘输入接口和串行显示接口；该模块还包括串/并行接口和握手信号接口。本实用新型的音乐播放器模块，所有功能都可以很方便地被外部电路控制；可直接采用按键完成操作；可以根据应用要求选择最合适的显示器件，如液晶显示屏、荧光显示屏、数码管等；用户不需要专用的开发工具，也无须掌握与MP3相关的知识，只要有一般单片机的编程知识，就可以在很短的时间内设计出具有MP3音乐播放、带录音功能，又有他自己特殊功能的众多产品。
文档编号G06F17/00GK2558009SQ0226510
公开日2003年6月25日 申请日期2002年6月28日 优先权日2002年6月28日
发明者孙焕挺 申请人:上海奔流电子有限公司