车载MP系统的设计方案rtz,系统总体设计方案

('个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途基于车载MP3系统的设计与应用陈杰山东理工大学机械学院摘要：本论文设计的车载MP3系统是数字化技术下的一个产品，本系统主要包括6大模块：控制模块、模拟音频处理模块、数字音频处理模块、键盘控制模块、收音机模块、液晶显示模块。主要设计围绕了微处理器P89LPC935和带有解码器的AT89C51SNDI进行了软件和硬件的设计。我们设计的系统完成了播放USB海量存储设备上的MP3音频文件及FM立体声收音功能。关键词：车载系统；P89LPC935；AT89C51SNDI；TEA5767HNMP3SystemDesignandApplicationbasedonvehicleChenjieShandongUniversityofTechnologyMechanicalCollegeAbstract：Inthisthesis,thesystemofMP3whichwedesignbasedonvehicleisadigitaltechnologyproducts，thissystemcontainssixmajormodules:controllingmodule,analogaudioprocessingmodule,digitalaudioprocessingmodule,keyboardcontrolmodule,radiomodule,LCDdisplaymodule.WedesignedprimarilyaroundamicroprocessorP89LPC935andwiththedecoderAT89C51SNDIforthedesignofsoftwareandhardware.WedesignthesystemcanplaytheMP3audiofilesandFMstereoradiofunctioninUSBdevicewhichcanstoragemassinformation.Keywords：systembasedonvehicle；P89LPC935；AT89C51SNDI；TEA5767HN0引言在数字化技术十分成熟的时代背景下，当今的多媒体技术是在信息技术领域发展最快、最活跃的技术之一，成为了新一代电子技术发展的热门和研究的焦点。随之而来大量的数字化产品，如CD，VCD，DVD等设备都被用进了汽车，以此来提高车主在汽车内的舒适性、娱乐性等。2018年，中国汽车市场产销量已经达到1000多万辆,成为继美国之后的第二大汽车生产和消费大国,因此,与此相应的汽车音响的市场潜力将会高达100亿元左右[1]。本论文设计完成的车载MP3系统是数字化技术下的一个产品。主要包括6大模块：控制模块、模拟音频处理模块、数字音频处理模块、键盘控制模块、收音机模块、液晶显示模块。整个系统的核心是带有解码器的AT89C5lSNDI和微处理器P89LPC935，围绕这二个微处理器进行设计。根据设计要求，车载MP3的应用设计系统完成了播放USB海量存储设备上的MP3音频文件及FM立体声收音功能。1系统设计总体方案1.1车载MP3系统总体设计方案要设计一个合适的、并且能够较好的应用的车载MP3系统来说，其设计的主要工作是进行系统结构的设计、进行软件和硬件功能之间的合理分配、操作面板的设计。以达到用最小的占据空间和合理1/8个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途资源的利用来实现预期的目标。图1就是系统的总体框图。系统主要包括六大模块：数字音频处理模块，模拟音频处理模块，控制模块，收音机模块，键盘模块，液晶显示控制模块。整个系统围绕两个微处理器P89LPC935和带有解码器的AT89C51SNDI进行设计[2]。图1系统总体框图1.1.1硬件系统构成想要高效、稳定地实现功能，我们必须有好的硬件系统，才能够现场高效、稳定地完成数据的传输、转换、存储以及处理。我们在车载MP3的系统硬件部分的总体设计选择好性价比高、系统级的CPU芯片，我们采用的核心芯片是微处理器AT89C51SNDI和P89LPC935。在其基础上扩展，选择其他的元器件，设计出与其相配套的电路部分，经调试后组成硬件系统。1.1.2软件系统构成设计一个关于车载MP3的系统，软件设计是必不可少的。车载MP3系统的软件设计分为两部分：AT89C51SND1：单片机则响应各种来自系统的USB标准请求，完成各种数据的交换工作和事件处理；而客户驱动程序则让主机可以识别USB设备，并通过应用软件来存取USB设备，完成通信功能。2硬件系统设计2.1硬件系统的结构组成车载MP3的系统设计主要使用的集成芯片有：带有解码器的微控制器(AT89C51SND1>、微控制器(P89LPC935>、四声道音质处理器(PT23-13L>，USB接口芯片(SL811HS>、静态RAM(CY62256>、收音机芯片(TEA5767H>、音频功率放大器(TDA7384>、音频数模转换器(PCMl754>、液晶显示控制芯片(UPDl6431A>。构成的硬件框图如图2所示[3]。2/8数字音频处理模块控制模块模拟音频处理模块收音机模块液晶显示控制模块键盘模块个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途图2系统硬件框图2.2控制模块的硬件设计整个系统的工作状态分为两个状态：关闭状态，工作状态。下载时(烧录>，它的外设电路全部断电，只有P89LPC935有电，且有计算机供电。它的5V工作电源通过6个引脚的双排插针与计算机相连而获得。图3为控制电源电路图。2.3收音机模块的硬件设计调频87.5MHz～108MHz的数字调谐收音机模块，使用了便携式、低功耗调频立体声收音机芯片TEA5767HN。工作电压低，需要很少并且低价的外围电路。由于集成了低噪声RF输入放大器，具有高灵敏度；自由调节的立体声解码器，调谐系统的锁相环合成器。通过引脚BUSMODE有两种总线可以选择：I2C总线和3线总线。本系统选用了I2C总线，即把BUSMODE设置为O。图4为TEA5767HN的硬件设计电路。3/8U盘USB接口芯片SL811HST带有解码器的微控制器AT89C51SND1音频数模转换器PCM1754键盘微控制器P89LPC935四声道音质处理器PT2313L收音机芯片TEA5767H液晶显示控制芯片UPD16431ALCD个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途图3控制电源电路图4TEA5767HN的硬件设计3系统软件设计我们设计了一个USB系统，并且对其进行软件的设计。车载MP3的系统软件设计可以分为三部分：(1>USB外设端的单片机固件(Firm-ware>程序；4/8个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途YNN图5主程序流程图(2>主机操作系统上的客户驱动程序；(3>主机应用软件。单片机固件响应各种来自系统的USB标准请求，完成各种数据的交换工作和事件处理；客户驱动程序则让主机可以识别USB设备，并通过应用软件来读取USB设备，完成通信功能；主机应用软件通过客户5/8开始初始化程序调用mode_task(>模式任务调用deal_key_done(>处理案件调用master_task_main(>USB是否错误？检测SL811HS状态是否检测到U盘？识别U盘标志读取U盘0磁道信息成功？枚举完成SL811HS复位拔出U盘退出个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途驱动程序与系统USB(USBDeviceInterface>进行通信，由系统产生USB数据的传送动作。包括检测枚举程序、中断服务、人机接口、文件操作函数集、FAT文件系统函数集、USB协议层、硬件提取层、数据转换程序。3．1车载MP3的系统设计工作流程描述图5为车载MP3系统设计工作的主程序流程图。开始启动程序，对程序进行初始化，然后选择模式任务，调用各个子程序进而达到预期的目标。3．2端点配置阶段程序设计前面已经提到固件的程序结构框架可基于中断或基于查询方式，这里以查询方式为例。对于一个USBMassStorage设备而言，必须支持3个端点的数据处理。(1>O号端点：控制端点用于控制传输，主机通过与端点O相对应的管道来读取设备描述符，完成对设备地址的设置，并完成配置。此端点为双向数据传输端点。(2>两个非O端点：批量传输端点。这种端点为单向数据传输端点，分别为Bulk-In端点和Bull-Out端点。3．3设备配置阶段程序设计USB设备一旦插入到PC机的USB接口，USB检测到设备插入以后，就会通过控制管道向默认地址发送USB标准请求，进入设备配置阶段。配置阶段就是主机向设备索取各种描述符的过程。每当设备收到主机发送的数据后，便会触发端点中断寄存器中端点O所代表的位。此时，应该读取端点O的数据缓冲区，读取指定长度(长度由UBYCTX寄存器表示>的数据。然后对照USB标准设备请求的数据格式，对请求类型进行识别，然后转向相应的标准请求处理函数。3．4批量传输阶段(BullOnly>程序设计按照USB协议中的规定，控制管道是消息管道，控制管道中的信息具有固定的格式。而其他管道则是流管道，流管道中的数据，USB协议中没有规定其格式。MassStorage协议通过Bulk传输方式来传送命令与数据。在这种传输方式下，有3种类型的数据(CBW，CSW和普通数据>在USB和设备之间传送。CBW和CSW数据都有一定的格式，普通数据根据其前面的命令块来决定其归属和意义。因此，批量传输阶段程设计的任务就是识别来自BulkOut端点的CBW数据进行相应的处理，然后通过BulkIn端点向主机回传相应的CSW或数据。3．5播放任务USB播放模式下，按压重复键打开重复播放功能，此时可连续重复播放当前曲目，点按快退键或快进键可选择你希望重复播放的曲6/8个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途目，再次点按此键时取消重复播放功能。进入该功能后，LCD上“RPT”字符将变亮。按压浏览键打开浏览功能，可顺序播放每个曲目的前几秒，此时可点按快退键或快进键向后或向前浏览曲目，当听到要选的曲目时，轻旋音量钮可播放所选的曲目，同时取消该功能。进入该功能后，LCD上“INT”字符将变亮。按压随机键打开随机播放功能，此时本机将随机播放曲目而非按正常的播放顺序播放USB盘中的曲目，点按快退键或快进键，可随机播放其他的曲目，再次点按此键取消随机播放功能。进入该功能后，LCD上“RDM"字符将变亮。按压暂停/播放键，暂停或播放曲目。暂停播放时，LCD上显示“STOPON”字符。4系统调试单片机应用系统的软、硬件制作完成后，必须反复进行调试、修改，直至完全正常工作为止。调试工作通常可分3个步骤进行。(1>硬件调试首先，用逻辑笔、万用表等工具对硬件电路作脱机检查，看连线是否与逻辑图一致，有无短路、虚焊等现象。器件的型号、规格、极性是否有误，插接方向是否正确。检查完毕，可用万用电表测量一下电路板正负电源端之间的电阻，排除电源短路的可能性。通电检查时，可以模拟各种输入信号分别送人电路的各有关部分，观察I／O口的情况，查看电路板上是否有元件过热情况，是否有冒烟、异味等现象发生。各相关设备的动作是否符合设计要求。(2>软件调试软件的调试必须在开发系统的支持下进行。先分别调试通过各个模块程序，然后调试中断服务程序，最后调试主程序，将各部分连接进行调试。调试的范围可以由小到大、逐步增加，必要的中间信号可以先作设定。通常交叉使用单步运行、断点运行、连续运行等多种方式，每次执行完毕后，检查CPU执行现场、RAM的有关内容、I/O口的状态等。发现一个问题，解决一个问题，直至全部通过。[4](3>软硬件联调在软硬件分别调试成功的基础上，进行软硬件联机仿真，当仿真成功后，将固件程序写入单片机中，即可脱机运行。5结论经过系统的软硬件设计与调试，以及在系统集成调试成功的基础上，完成了车载MP3的系统设计。车载MP3的系统设计具有USB盘立体声播放及FM立体声收音功能。摒弃了传统音响系统中的CD和磁带播放功能，具有电子抗震、抗干扰性强等优点，可根据USB盘的存储大小随时下载最新的MP3歌曲，免去购买碟片的大量花费，并且本机具有掉电记忆功能和现场保护功能。参考文献：7/8个人收集整理资料，仅供交流学习，勿作商业用途[1]胡晓女.消费电子市场增幅巨大车载MP3崭露头角[J].通信世界,2006,16:26.[2]何立名：《单片机应用系统设计》，北京航空航天大学出版社，1990[3]张毅刚：《MCS-51单片机应用设计》，哈尔滨工业大学出版社，1990[4]马忠梅.ARM嵌入式处理器结构与应用基础[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002.8/8',)