便携式MP3播映器作为一种集音频播映、数据存储为一身的数码产品，其功用结构为电子规划人员所津津有味。MP3是MPEG一1音频III(1ayerIII)的简称。MPEG一1音频(ISO／IECll 172—3)是现在遍及运用的音频紧缩规范，其间层III的算法最为杂乱，但紧缩比最大，作用也最好，在低码率的条件下根本能到达CD的音质作用。MP3规范竭尽或许低的码流完成CD音质的声响而不会产生数据丢失。假如关于一段声响不进行紧缩的话，那么每存储一秒钟的立体声CD音质音乐有必要用1．4Mbit，这是个十分大的开支。经过运用MPEG音频规范的紧缩技能，咱们能够把存储空间紧缩到本来的1／12而不会下降声响的音质。即便运用1／24的紧缩因子，依然比单纯下降采样率的音质要好。低数据量和高播映质量的长处使其成为音乐存储、数字播送、网上音乐传输的首要方法。人们不只能够运用计算机软件，还能够经过数字随身听来赏识音乐。本规划以C51内核单片机为中心，规划了MP3播映器。
1 MP3硬件规划
在该硬件体系的规划中，选用Atme 1公司出产的AT89C51SNDlC作为主控MCU。AT89C5lSNDlC是ATMEL公司专门针对MP3的需求而规划的一款多媒体8位微处理器，运用通用的C51内核，片上集成了多种外设，为MP3产品供给了一套便利的解决方案。该芯片对电路的高度集成大大下降了体系的耗电和发热，提高了体系的稳定性和速度，抗干扰才能也明显增强。AT89C51SNDlC具有如下外设的集成，大大简化了电路的规划：a．MP3硬件解码器；b．可编程音频输出接口DAC；c．8位MCU C51：d．USBl．1操控器；e．内建锁相环PLL；f．多媒体卡接口适配器；g．SPI接口适配器；h．IDE／ATAPI接口；i．两路10位ADC，8kHz；j．44个通用I／0；k．两个16位定时器／计数器；1．硬件看门狗定时器；m．规范全工UART；n．两线主被动模式操控器；o．SPI主被动模式操控器；p．电源办理模块。
整个播映器的结构框图如图l所示。PC机经过USB接口完成对U盘的MP3歌曲、文档等数据信息的存储。体系启动后，由MCU操控将贮存于Flasht辛歌曲的码流信息送入MP3解码芯片中解码，并产生解码输出。在体系的DAC模块经过CS4340芯片把解码输出转换为模仿音频声响后， 经功放电路一级音频扩大并驱动耳机，完成MP3歌曲的播映。体系硬件包含主控MCU、解码器、Flash存储体系、供电体系、按键和D／A转换器等几部分。
1．1 解码部分
这是MP3播映器的中心部件， 本规划选用硬件解码技能。在本体系中笔者选用AT89C51SNDlC芯片。该芯片是一块自带MPEG I／II—Layer硬件解码器和Human Interface的51内核单片机。它可支撑对8～320kbps根本数据流的解码，支撑的取样频率规模为16～48kHz，十分适合于MPEG的音频解码， 并带有数字语音录音的MPEG播映模块， 具有很高的性价比。解码后的信号是能够直接输出到DAC的立体声、单声道或双声道的数字信号，SP—CA751A与DAC的接口是可编程的。只需经过通用的串行I／0口和操控接口就能对MPEG比特流进行I／0和回放操控，体系操控器能很轻易地对MPEG音频信号进行解码。经过一个通用的可编程I2S接口，就能把一解码的音频PCM数据输出到外部的DAC中，因而，大多数常用的音频DAC都能和本芯片兼容，本规划选用的是CS4340芯片。
1．2 存储部分
现选用1GB的FLASH存储器，该存储器能够存储19小时128kbps(到达CD音质)的音乐，该体系选用了SAMSUNG公司的1GB FLASH存储芯片K9F5608UOB。
1．3 接口部分
一般经过PC的USB接口进行MP3文件的下载，传输速率为12Mbps。因为Atmel公司出产的AT89C5lSNDlC芯片仅支撑USBl．1技能规范，因而接口速度稍慢。但关于MP3播映来说，能够满意需求。
1．4 电源办理
便携式MP3的体积小，能够运用两节7号电池(3VDC)供电，一起也能够经过USB接口取电，因而选用低电压以及进行有用的功率办理是十分必要的。
2 MP3软件规划
硬件是规划的根底，软件是规划的魂灵。MP3程序由两大部分组成：MP3播映功用模块和USB通讯功用模块。此外，为了调试便利，还有调试功用模块。此模块在体系软件调试中运用，当MP3体系正常作业时去除。
MP3播映功用模块的作业分为两个部分：
榜首部分是循环播映MP3歌曲，该功用需求首要做一些初始化作业，MP3解码器一旦开端作业，就会一向向CPU恳求数据，直至歌曲完毕，只要经过键盘操作才会使该功用提前完毕。因为MP3文件的数据量较大，在flash存储器内是以页为单位进行存储的，所以MP3的播映程序初始化便是要把该文件的首地址和页数先读出到CPU中，然后CPU能够依据如上数据进行取数据作业。
第二部分则一向在等候中止产生，该程序是与键盘结合起来的，首要用于运用者对播映进程的操控。键盘操刁难MP3播映进程的操控还包含撤退、跃进、跳到下一首、音量操控等。因为整个播映进程的键盘操控功用比较单一，没有键的复合操作，所以程序都很简单完成。当MP3播映器刺进到USB接口时，体系履行USB通讯功用模块，该模块首要用于对flash存储器内的文件数据进行办理。固件程序是该模块开发的首要作业，因为AT89C5lSNDlC没有外部中止引脚，USB中止没有中止向量地址进口，因而该固件程序的结构选用查询作业方法。
3 FAT文件格局
因为该体系还要具有U盘的功用，所以存储器中的文件还要能够让计算机读写和辨认，也便是一切的文件还要严厉满意计算机文件体系格局的要求。在一切计算机文件体系中，FAT是比较常用的一种。
一个FAT文件体系卷由4个部分组成：保存区、FAT区、根目录区、文件和目录数据区。其间保存区中的榜首个分区有必要是BPB，也称作“引导扇区”，因为它含有对文件体系进行辨认的要害信息，计算机将以此信息辨认存储器文件格局，因而十分重要。
FAT区寄存的是文件分配表。操作体系的存储空间是按簇来分配的，簇是操作体系分配的最小存储单元，每个簇在FAT表中占有一个16位的方位，称为一个表项。同一个文件的数据并不一定寄存在存储区的一个接连的区域内，往往会分红若干段，像一条链子相同的寄存，这种存储方法称为文件的链式存储。为了完成文件的链式存储，有必要精确地记载哪些簇现已被占用，还有必要为每一个现已占用的簇指明后继内容的下一个簇的簇号，关于一个文件的最终一个簇，则要指明本簇没有后继簇，这些便是由FAT表来存储的。
根目录区寄存的是目录项，每个目录项为32个字节，记载一个文件或目录的信息。目录项所占的空间与目录项的个数有关。
文件和目录数据区是真实寄存文件数据的方位，一切数据都是依照以上信息分配存储的。
4 完毕语
MP3为取得较好的紧缩作用而选用相对杂乱的技能，宽带音频信号的取样率也较高(一般为44．1kHz以上)，所以MP3编解码的运算量和数据量都适当巨大。MPEGLayer III解码算法在AT89C51SNDlC上验证经过并取得较好的作用，在经过优化后可流通播映。因为51内核单片机的功能约束，在缓冲时或许会有中止。以上内容叙说了由AT89C51SNDlC构成的最小体系的结构，具有了便携式MP3播映器的根本功用。其实AT89C51SNDlC还支撑LCD显现和IDE接口，还能够经过对以上接口模块进行扩展，构成更大更杂乱的体系。
