【转】基于SAM3U + CooCox CoOS + UCGUI的MP3设计 （1）-程序员宅基地

技术标签： codec  医疗  任务调度  存储  嵌入式  音乐  

我们的设计方案是在英蓓特公司的EM-SAM3U开发板（ATMEL ATSAM3U4E内核）上设计一个完整的MP3播放器，它的功能包括：

1. 能够从SD卡读取音乐文件及中文字库；

2. 能够播放wav和mp3文件（软件解码MP3）；

3. 在LCD屏上同步显示歌曲名，歌词，歌曲播放进度和时间；

4. 可以对歌曲播放进行控制，如停止，播放，暂停，切换到上一首，切换到下一首；

5. 能够显示歌曲选择列表，列出SD中根目录下所有的wav和mp3文件，选择你想要播放的音乐；

6. 所有的操作都是通过触摸屏来进行的。

其中CooCox CoOS是最新出现的一款嵌入式RTOS，它完全免费开源，MP3设计过程中就是通过它来进行多任务调度的，它在我们的设计中至关重要，在后面用到时再对它进行详细介绍。

当然MP3的界面是用UCGUI设计的。

我们所用的微处理器是ATMEL公司最新推出的ATSAM3U系列处理器，它的特点如下：ATSAM3U系列芯片使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核，工作频率为96 MHz。它内置高速存储器（高达256K字节的闪存和48K字节的SRAM，16KB ROM用于bootloader和IAP）具有MPU功能，丰富的增强I/O端口，该芯片包含8通道12位1Msps的ADC和32位的RTT和RTC、 3个通用16位定时器用于采样、比较和PWM以及多个标准和先进的通信接口：多达2个TWI（I2C）、SPI、1个SSC（I2S）、1个 MCI（SDIO/SD/MMC）、4个USART（支持ISO7816, IrDA, Flow Control, SPI, Manchester）和一个UART、一个7端点的USB2.0Device，96个I/O口，3个32位的并行I/O口，EBI接口支持SRAM, NOR, NAND。

接下来介绍一下我们MP3的硬件平台——EM-SAM3U开发板。EM-SAM3U开发板是英蓓特公司新推出的一款基于ATMEL公司ATSAM3U系列处理器的全功能评估板。主频高达96MHz，该评估版含有的高速USB2.0（480MHZ），音频输入，音频输出，SD卡接口，2.8'TFT 带触摸液晶屏使其在PC周边设备，手持设备，汽车电子，医疗器械，工业控制等方便独具特色。给大家看一下该开发板的图片：

图1

大体的硬件方案如下图所示：

图2

这里是通过ADS7843E芯片对触摸屏进行控制，它通过SPI接口把数据传输给处理器；另外通过SMC（静态存储控制器）接口控制LCD显示的。播放音乐流程：处理器从SD卡读取音乐文件，如果是wav文件，则直接把数据传输给WM8731解码芯片进行播放；如果是MP3文件，则需要先把它软件解码成PCM数据后再传输给WM8731。

这里介绍一下WM8731解码芯片，WM8731是一款带有集成耳机驱动器的极低功耗的立体声Codec芯片，专为便携数字音频应用而设计。该器件可以提供CD音质的音频录音和回放。集成了耳机放大功能，内建了24bit多位（multi-bit）sigma三角模数转换和数模转换，ADC和DAC都使用了超采样数字插值技术，所支持的数字音频的位数可以是16位至32位，采样率从8KHz到96KHz。立体声音频输出带有数据缓存和数字音量调节。设计的时候最后是通过WM8731的DAC功能把解码后的PCM数据输出到耳机的。

硬件设计主要就是上面的那部分，现在关键问题就是软件的设计，这是最主要的，光有硬件不行，只有软硬件结合才是王道。

罗马不是一日建成的，我们的MP3软件设计方案也不是一下子就弄好了的，它是我们持续了一个多月，经过不停的摸索和尝试才最终完成的，其中碰到了许许多多的困难挫折，但是我们挺过来了，当然收获也颇多，下面和大家分享一下我们的设计过程及体会。

本文对所有的硬件操作如SD卡的读写，LCD的显示，触摸屏的使用等知识就不详细介绍，因为每个处理器都是有所差别的，我重点介绍我们设计MP3过程中的一些思路，以供大家借鉴。

 

...<未完待续>...

 

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