基于DSP的MP3播放器的設計ppt課件.ppt

基于DSP的MP3播放器的設計 一 特點 本款MP3播放器 利用硬件存儲語音文件 并能夠從PC機下載 從而可隨時更新MP3音樂 該MP3播放器同時附加了文本閱讀的功能 可做到語音和文本的同步輸出 可以上傳 下載其他任何格式的電腦文件 具有移動存儲功能 支持WAV MP3 音樂格式 有錄音功能 應用嵌入DSP的方案 避免使用高成本的嵌入式MCU系統(tǒng) 使用內(nèi)嵌的ROM直接固化在芯片內(nèi)部從而達到節(jié)省芯片和系統(tǒng)整體成本的目的 采用精簡的功能接口以減少固件和封裝的開銷以節(jié)省系統(tǒng)成本 1 二 芯片介紹 TMS320C5402是TI公司于1996年推出的一種定點DSP芯片 采用先進的修正哈佛結(jié)構(gòu)和8總線結(jié)構(gòu) 使處理器的性能大大提高 其獨立的程序和數(shù)據(jù)總線 允許同時訪問程序存器和數(shù)據(jù)存儲器 實現(xiàn)高速并行操作 TMS320C5402的運行速度為40MIPS 每秒執(zhí)行40百萬條指令 指令周期為25ns 此外 還可以在數(shù)據(jù)總線與程序總線之間相互傳送數(shù)據(jù) 從而使處理器具有在單個周期內(nèi)同時執(zhí)行算術(shù)運算 邏輯運算 位移操作 乘法累加運算以及訪問程序和數(shù)據(jù)存儲器的強大功能 TMS320C5402DSP的內(nèi)部硬件組成包括 CPU 總線 存儲器 在片外圍電路 串行口 以及外部總線接等部分組成 1 TMS320VC5402芯片 2 2 MPUAT89C51 MPU是MicroProcessorUnit的所寫微處理器 是主板芯片組中起主導作用的最重要的組成部分 也稱為主橋 芯片和南橋 SouthBridge 南橋芯片負責I O總線之間的通信 芯片 在計算機中起到轉(zhuǎn)接橋的作用 轉(zhuǎn)接數(shù)據(jù) AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機 單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次 該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造 與工業(yè)標準的MCS 51指令集和輸出管腳相兼容 由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中 ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器 主要特性 與MCS 51兼容 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 寫 擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間 10年 全靜態(tài)工作 0Hz 24Hz 三級程序存儲器鎖定 128 8位內(nèi)部RAM 32個可編程I O線 兩個16位定時器 計數(shù)器 5個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 3 3 FLASH29F040B DSP與FLASH是主從關系 由DSP的相關輸出管腳控制FLASH的擦除和讀寫 FLASH用于存放引導程序段和用戶代碼 由DSP軟件編程來寫入 當系統(tǒng)脫機加電時 DSP首先從外部FLASH指定的引導程序段的起始位置處開始執(zhí)行引導裝載 所謂引導裝載 就是將原先存儲在FLASH中的用戶代碼移植到DSP內(nèi)部的高速執(zhí)行單元 然后將程序指針設置為用戶代碼的起始地址 這樣 接下來就可以利用DSP資源高速執(zhí)行用戶代了 4 SRAM SRAM是英文StaticRAM的縮寫 它是一種具有靜止存取功能的內(nèi)存 不需要刷新電路即能保存它內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù) 優(yōu)點 速度快 不必配合內(nèi)存刷新電路 可提高整體的工作效率 缺點 集成度低 功耗較大 相同的容量體積較大 而且價格較高 少量用于關鍵性系統(tǒng)以提高效率 4 5 電源芯片 電源系統(tǒng)有5V 3 3V和1 26V四種電壓 電系統(tǒng)的5V電壓由外部穩(wěn)壓電源供給 3 3V和1 26V由系統(tǒng)內(nèi)部線性電壓調(diào)節(jié)器提供 采用TPS70348線性調(diào)壓電路芯片 能滿足系統(tǒng)設計要求 TPS70348為雙輸出低漏電壓調(diào)整器 具有快速瞬態(tài)響應功能 3 3V 1 26V可調(diào)電壓輸出 輸出電流范圍為0 1A 200ms延遲的雙通道上電復位 熱關斷保護 超低靜態(tài)電流 典型值為80uA 關斷電流為1uA 從外部穩(wěn)壓電源引入5V電壓 5V電壓一方面輸入給TPS70348 TPS70348經(jīng)后輸出電壓1 26V和3 3V 另一方面又直接供給內(nèi)核電源 5 6 D A轉(zhuǎn)換芯片TLV5616 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 又稱D A轉(zhuǎn)換器 簡稱DAC 它是把數(shù)字量轉(zhuǎn)變成模擬的器件 D A轉(zhuǎn)換器基本上由4個部分組成 即權(quán)電阻網(wǎng)絡 運算放大器 基準電源和模擬開關 模數(shù)轉(zhuǎn)換器中一般都要用到數(shù)模轉(zhuǎn)換器 模數(shù)轉(zhuǎn)換器即A D轉(zhuǎn)換器 簡稱ADC 它是把連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字信號的器件 TLV5616是一個12位電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器 DAC 帶有靈活的4線串行接口 可以無縫連接TMS320 SPI QSPI和Microwire串行口 數(shù)字電源和模擬電源分別供電 電壓范圍2 7 5 5V 輸出緩沖是2倍增益rail to rail輸出放大器 輸出放大器是AB類以提高穩(wěn)定性和減少建立時間 rail to rail輸出和關電方式非常適宜單電源 電池供電應用 通過控制字可以優(yōu)化建立時間和功耗比 6 三 MP3播放器系統(tǒng)構(gòu)成 根據(jù)MP3播放器特點要求選擇了TI公司的TMS320VC5402芯片 主機選用功能較強的AT89C51芯片 C5402芯片的信號處理部分和89C51的智能控制部分來分別完成電路設計 MP3播放器系統(tǒng)選用大容量的FLASHMEMORY作為主存儲器硬件存儲語音文件 利用串口通信電路可以實現(xiàn)由PC機下載語音文件功能 利用液晶顯示屏LCD 還可以從PC機下載小說并在LCD上閱讀 DSP芯片的Bootloader采用了HPI口方式 DSP擴展了一片64K字高速靜態(tài)RAM CY7C1021V33 10 作為DSP芯片的片外RAM 用以適應各種音頻處理算法對存儲器容量的要求 DSP芯片處理后的信號由D A輸出到耳機 D A變換由TLV5616實現(xiàn) 可直接和DSP芯片的輸出相連 而MPU主要完成三項功能 分別是LCD顯