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嵌入式系统课程设计报告 ..嵌入式系统课程设计报告课程名称： 嵌入式系统课程设计 项目名称： 　　 基于ARM实现MP3音乐盒 专 业： 　　 电子科学与技术 　　 一、 设计内容基本功能： 　　 预存四首歌曲，实现循环播放； 　　 每个按键对应一首歌曲。 　　 拓展功能： 　　 通过按键简单演奏音乐，类似钢琴； 　　 实现两个模式的切换，切歌模式和音量加减模式。 　　 二、 设计思路基础功能： 　　 将音频数据存储在SD卡中，使用FATFS文件系统进行数据的读写，通过SPI2总线将数据传 到内核。 　　 内核再将数据通过SPI1总线传送到音频解码模块VS1053，输入的数据（即比特流数据） 被解码后送到DAC发出声音。将音乐存储在SD卡内，通过文件的地址来判别将要播放哪一 首音乐，通过地址的递增和循环来实现音乐的自动循环播放。按键对曲目的控制，可通 过键盘扫描函数，判断哪一个键被按下，使键盘扫描函数返回不同的返回值，实现对文 件地址的控制。将此返回值设置为全局变量，可实现在音乐播放中曲目的切换。另外， 我们还利用解码模块实现对音量的控制，使用按键控制音量的提高或降低。使用SPI1总 线将TFT显示屏连接到内核，显示按键功能、当前曲目、当 前模式等信息。 　　 由于开发板只有5个按键，按键数量有限，需要对按键实现曲目切换和音量功能的复用。 我们小组设置了两种模式，切歌模式和音量模式，并定义左键为模式切换键，实现不同 模式的选择和按键的复用。拓展功能： 　　 基本思路是通过定时器中断来产生一定频率的50% 空占比的脉宽调制波，用此脉宽调制波激励扬声器，从而使扬声器发出一定频率的声音 。所以只要将不同按键的中断子程序设置为对定时器进行不同数据的配置，即可实现不 同按键与不同扬声器发生频率的对应。然后使一个按键的按下与松开均进入中断，且分 别实现开启（扬声器发声）与关闭（扬声器不发声）定时器的功能，从而使课题的附加 功能表现地更自然。 　　 三、 硬件配置基础功能： 　　 （1）SD卡： 　　 存储音频数据配置方法： 　　 根据开发板原理图，配置方法如下图所示（2）VS1053解码芯片： 　　 将输入的比特流解码后送入DAC配置方法： 　　 音频解码模块与开发板接线方式： 　　 //5V- 嵌入式系统课程设计 项目名称： 　　 基于ARM实现MP3音乐盒 专 业： 　　 电子科学与技术 　　 一、 设计内容基本功能： 　　 预存四首歌曲，实现循环播放； 　　 每个按键对应一首歌曲。 　　 拓展功能： 　　 通过按键简单演奏音乐，类似钢琴； 　　 实现两个模式的切换，切歌模式和音量加减模式。 　　 二、 设计思路基础功能： 　　 将音频数据存储在SD卡中，使用FATFS文件系统进行数据的读写，通过SPI2总线将数据传 到内核。 　　 内核再将数据通过SPI1总线传送到音频解码模块VS1053，输入的数据（即比特流数据） 被解码后送到DAC发出声音。将音乐存储在SD卡内，通过文件的地址来判别将要播放哪一 首音乐，通过地址的递增和循环来实现音乐的自动循环播放。按键对曲目的控制，可通 过键盘扫描函数，判断哪一个键被按下，使键盘扫描函数返回不同的返回值，实现对文 件地址的控制。将此返回值设置为全局变量，可实现在音乐播放中曲目的切换。另外， 我们还利用解码模块实现对音量的控制，使用按键控制音量的提高或降低。使用SPI1总 线将TFT显示屏连接到内核，显示按键功能、当前曲目、当 前模式等信息。 　　 由于开发板只有5个按键，按键数量有限，需要对按键实现曲目切换和音量功能的复用。 我们小组设置了两种模式，切歌模式和音量模式，并定义左键为模式切换键，实现不同 模式的选择和按键的复用。拓展功能： 　　 基本思路是通过定时器中断来产生一定频率的50% 空占比的脉宽调制波，用此脉宽调制波激励扬声器，从而使扬声器发出一定频率的声音 。所以只要将不同按键的中断子程序设置为对定时器进行不同数据的配置，即可实现不 同按键与不同扬声器发生频率的对应。然后使一个按键的按下与松开均进入中断，且分 别实现开启（扬声器发声）与关闭（扬声器不发声）定时器的功能，从而使课题的附加 功能表现地更自然。 　　 三、 硬件配置基础功能： 　　 （1）SD卡： 　　 存储音频数据配置方法： 　　 根据开发板原理图，配置方法如下图所示（2）VS1053解码芯片： 　　 将输入的比特流解码后送入DAC配置方法： 　　 音频解码模块与开发板接线方式： 　　 //5V：PC机一台； 　　 P4 2.06CPU/40GHD/512M RAM以上配置，STM32F103 开发板一套； 　　 外接扬声器一个 　　 四、 设计步骤或流程图基础功能： 　　 1.初始化包括单片机本身的初始化和 VS105 在当今信息化快速发展的社会中，嵌入式系统作为计算机系统的一个重要分支，已经广泛应用于各种电子设备和自动化控制系统中。随着技术的不断进步，嵌入式系统课程设计也日益成为电子科学与技术专业学生必须掌握的一项重要技能。本文将以《嵌入式系统课程设计报告.doc.doc》为题，详细探讨基于ARM处理器实现MP3音乐盒的设计过程，包括设计内容、设计思路、硬件配置和设计步骤等方面，为相关专业学生提供参考。 一、设计内容 本项目的设计内容主要包括基础功能和拓展功能两个部分。基础功能方面，要求设计并实现一个能够预存四首歌曲并实现循环播放的音乐盒。每首歌曲对应一个按键，用户可以通过按键选择要播放的曲目。为了满足用户对于音量调节的需求，系统还设计了音量加减功能，通过特定按键实现音量的提高或降低。此外，为了方便用户操作，系统还提供了切歌模式和音量模式的切换功能，左键被设定为模式切换键，实现了模式间的自由切换。 拓展功能方面，设计了简单的音乐演奏功能，类似于钢琴的演奏方式。通过特定的按键，系统能够发出不同频率的声音，使得用户可以利用此功能进行简单的音乐创作。拓展功能的设计，不仅丰富了音乐盒的使用体验，还锻炼了学生在资源受限的情况下进行创新设计的能力。 二、设计思路 在实现基础功能的过程中，音频数据被存储于SD卡中，并采用FATFS文件系统进行管理和读写。音频数据通过SPI2总线传输至ARM处理器的内核，然后经过SPI1总线发送至VS1053音频解码芯片。解码芯片负责将输入的比特流数据解码，并将解码后的音频数据送入数字模拟转换器（DAC），最终通过扬声器发出声音。系统通过按键扫描函数实现曲目的切换，同时利用VS1053实现音量的控制。 拓展功能的设计思路则是通过定时器中断产生特定频率和占空比的脉宽调制波形，激励扬声器发出声音。通过设置不同的定时器中断参数，每个按键可以控制扬声器发出不同频率的声音，从而实现类似钢琴的演奏效果。拓展功能的实现，不仅要求学生具备嵌入式系统设计的基础知识，还需要他们具备一定的创新能力和对硬件细节的深入理解。 三、硬件配置 为实现上述功能，硬件部分主要包含SD卡、VS1053解码芯片、扬声器、开发板以及个人计算机等关键组件。SD卡用于存储音频文件数据，VS1053解码芯片负责对音频数据进行解码。为实现声音的输出，需要外接一个扬声器。在开发方面，项目采用STM32F103开发板，该开发板具有丰富的外设接口和较高的处理性能，非常适合本项目的开发要求。此外，开发环境还需要配备一台性能足够的个人计算机，用以编写和调试程序。 四、设计步骤 项目的设计步骤首先从初始化开始，包括单片机本身的初始化和VS1053解码芯片的初始化。接下来是设置文件系统，配置SD卡，以及建立SPI接口。在软件开发方面，需要编写键盘扫描函数以处理按键事件，设计中断服务程序以响应按键操作。同时，还需开发音量控制逻辑，以及编写相应的代码以更新TFT显示屏上的信息。拓展功能的实现，则需要对定时器中断服务程序进行特别设计，以产生不同频率和占空比的脉宽调制波。 整个设计过程中，学生不仅要理解和掌握嵌入式系统开发的基础知识，还需要对硬件资源进行合理分配和管理。在项目开发的每一个环节中，学生都将得到宝贵的实践经验，为将来的职业生涯打下坚实的基础。 基于ARM实现MP3音乐盒的嵌入式系统课程设计项目，不仅仅是对单个技术点的学习和应用，更是对学生综合运用嵌入式系统开发技能的全面考核。通过此项目，学生可以深入理解嵌入式系统的设计理念和实现过程，提高解决实际问题的能力，培养创新意识和团队协作精神，为他们未来的学习和工作奠定坚实的基础。