GD32F3開發(fā)進階教程 課件 ch13MP3實驗

MP3實驗“第十三章《GD32F3開發(fā)進階教程——基于GD32F303ZET6》01實驗內(nèi)容本章的主要內(nèi)容為學習音頻編碼解碼芯片VS1053b，包括該芯片的數(shù)據(jù)傳輸方式和相關(guān)寄存器，了解芯片的工作過程。最后基于GD32F3蘋果派開發(fā)板設(shè)計一個MP3實驗，將SD卡中的MP3文件數(shù)據(jù)發(fā)送至VS1053芯片，片對數(shù)據(jù)進行解碼后通過喇叭播放MP3音頻。實驗內(nèi)容02實驗原理VS1053b芯片為多功能音頻編碼解碼器，可實現(xiàn)OggVorbis、MP3、AAC、WMA和MID等音頻格式的解碼以及0ggVorbis、IMAADPCM等格式的編碼，實現(xiàn)EarSpeake空間效果，具有可擴展外部DAC的IS接口，并且具有過零交差偵測和平滑的音量調(diào)整功能。VS1053b芯片音頻電路原理圖1.VS1053b芯片電路原理圖GD32F3蘋果派開發(fā)板上的VS1053b片電路原理圖如圖13-1所示。音頻電路原理圖VS1053b芯片部分引腳的名稱和描述如表13-1所示。音頻電路原理圖2.耳機電路原理圖耳機電路原理圖如圖13-2所示，耳機插座通過RIGHT和LEFT網(wǎng)絡(luò)與VS1053b芯片相連以實現(xiàn)通過耳機進行放音的功能。音頻電路原理圖3.音頻放大器電路原理圖音頻放大器電路原理圖如圖13-3所示。VS1053b芯片可以完成音頻文件的編碼和解碼，將音頻文件發(fā)送給VS1053b芯片即可解碼為音頻，反之，將音頻發(fā)送給VS1053b芯片即可編碼為音頻文件，而文件的發(fā)送涉及微控制器與VS1053b芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸。VS1053b芯片數(shù)據(jù)傳輸VS1053b芯片數(shù)據(jù)傳輸SCI部分寄存器的名稱、地址和描述如表13-2所示。VS1053b芯片寄存器GPIO部分寄存器的描述如表13-3所示。0102讀寫寄存器：在讀寫寄存器之前，首先需要檢測VS1053b芯片的DREQ引腳，等待該引腳為高電平后，將命令片選引腳XCS拉低即可開始傳輸命令。讀寫RAM：對VS1053芯片的控制實際上是通過控制SCI寄存器來完成的，讀寫RAM同樣由SCI寄存器控制。VS1053b芯片工作過程03發(fā)送數(shù)據(jù)：VS1053b芯片的功能是完成數(shù)據(jù)的編碼和解碼，該芯片可將接收到的來自微控制器的音頻數(shù)據(jù)進行解碼，隨后通過喇叭或耳機等設(shè)備播放音頻。VS1053b芯片工作過程1.讀寫寄存器VS1053b芯片工作過程VS1053b芯片工作過程2.讀寫RAMVS1053b芯片工作過程VS1053b芯片工作過程3.發(fā)送數(shù)據(jù)VS1053b芯片工作過程4.patch加載4.patch加載VS10xx系列芯片具有patch(插件)，用于修復芯片存在的bug或增加新的功能。patch是一段可以在VS10xx芯片上執(zhí)行的代碼，由VLSI官方提供，可在VLSI官網(wǎng)中下載。Patch通常有兩種格式:一種采用16位無符號數(shù)組存儲，采用游程編碼(RLE)壓縮算法，為經(jīng)過壓縮的格式。另一種直接采用兩個8位數(shù)組進行存儲，為未經(jīng)過壓縮的格式。這里推薦采用經(jīng)過壓縮的16位無符號存儲格式的patch。VS1053b芯片工作過程03實驗代碼解析1.VS1053.h文件在VS1053.h文件的“宏定義”區(qū)，進行讀寫命令、芯片寄存器及SCI寄存器的宏定義。在“API函數(shù)聲明”區(qū)，聲明了多個API函數(shù)。VS1053文件對2.VS1053.c文件在VS1053.c文件的“枚舉結(jié)構(gòu)體”區(qū)，聲明了關(guān)于片選的枚舉EnumVSCSCtrl，該枚舉中的營量可作為VSChipSelect函數(shù)的參數(shù)，完成對VS1053b芯片片選的控制。在“內(nèi)部函數(shù)聲明”區(qū)，聲明了5個內(nèi)部函數(shù)。在“內(nèi)部函數(shù)實現(xiàn)”區(qū)，首先實現(xiàn)了VSChipSelect函數(shù)。在“API函數(shù)實現(xiàn)”區(qū)，首先實現(xiàn)nitVS1053函數(shù)。VS1053文件對0102MP3Player.h文件：在MP3Player.h文件的“API函數(shù)聲明”區(qū)，聲明了7個API函數(shù)。MP3Player.c文件：在MP3Playerc文件的“宏定義”區(qū)，定義了關(guān)于歌曲名最大長度的宏定義MAXSONG

NAMELEN為127，以及歌曲緩沖區(qū)大小的宏定義SONGBUFSIZE為1024x4。在“枚舉結(jié)構(gòu)體”區(qū)，聲明了關(guān)于播放器狀態(tài)機和MP3播放暫停的枚舉。MP3Player文件對在IsMP3Type函數(shù)實現(xiàn)區(qū)后為GetCurrentSongName函數(shù)的實現(xiàn)代碼。在“API函數(shù)實現(xiàn)”區(qū)，首先實現(xiàn)了InitMP3Player函數(shù)。在InitMP3Player函數(shù)實現(xiàn)區(qū)后為NextSong和PreviousSong函數(shù)的實現(xiàn)代碼。在歌曲切換函數(shù)實現(xiàn)區(qū)后為LowVolume和LargeVolume函數(shù)的實現(xiàn)代碼。MP3Player文件對在“API函數(shù)實現(xiàn)”區(qū)的輪詢?nèi)蝿?wù)AudioTopTask函數(shù)中，調(diào)用了MP3輪詢?nèi)蝿?wù)函數(shù)MP3Poll。AudioTop.c文件AudioTop.c文件由于需要通過KEY1控制喇叭開關(guān)，因此在ProcKeyOne.c文件的“包含頭文件”區(qū)的最后，添加了代碼#include"VS1053.h"。在“API函數(shù)實現(xiàn)”區(qū)的ProcKeyDownKey1函數(shù)中添加了如序清單13-27所示的代碼，通過調(diào)用VSSpeakerSet函數(shù)實現(xiàn)控制喇叭開關(guān)。AudioTop.c文件AudioTop.c文件實驗結(jié)果將SD卡插入開發(fā)板，下載程序并進行復位。可以觀察到開發(fā)板上的LCD屏顯示如圖13-5所示的GUI界面。實驗結(jié)果此時，串口助手打印信息如圖13-6所示。實驗結(jié)果當