?提出了一種基于便攜式DAB(Digital Audio Broadcasting，數(shù)字音頻廣播)接收機(jī)的MP3播放器設(shè)計(jì)方案，并介紹了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)思路。系統(tǒng)采用ARM7單片機(jī)作為系統(tǒng)控制器，利用SD卡存儲(chǔ)MP3文件，用ST公司的音頻解碼芯片STA013實(shí)現(xiàn)MP3解碼。數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器MAX9850轉(zhuǎn)換為模擬語(yǔ)音信號(hào),由耳機(jī)輸出。

　　引言

　　考慮到便攜式MP3播放器在當(dāng)今社會(huì)的普及程度與消費(fèi)者對(duì)其的依賴(lài)性，在DAB接收機(jī)中融合MP3解碼功能對(duì)消費(fèi)市場(chǎng)的開(kāi)拓是很必要的。本文在不改動(dòng)一款DAB接收整機(jī)原有性能的基礎(chǔ)上，提出了一種適當(dāng)加入MP3解碼功能的可行性方案。

　　1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　1.1 DAB接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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　　圖1 DAB接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

　　DAB接收系統(tǒng)是基于重慶郵電大學(xué)微電子重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的一款名為ID200的基帶解碼芯片設(shè)計(jì)而成。

　　其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。ID200具有面積較小、功耗極低等特性。MCU采用Atmel公司推出的AT91SAM7S64微處理器，該芯片具有64 KB片內(nèi)高速Flash存儲(chǔ)器、32個(gè)可編程的復(fù)用I/O、SPI和TWI等豐富的內(nèi)部集成資源，性?xún)r(jià)比較高。該接收系統(tǒng)的靈敏度在3波段與L波段能達(dá)到-97 dBm以上。MPEG L2音源解碼，支持48 kHz和24 kHz采樣頻率，自動(dòng)識(shí)別聲道模式，支持單通道、雙通道、立體聲。

　　1.2 主要器件選擇

　　考慮到DAB接收機(jī)的基帶解碼芯片尚未加入MP3解碼功能，以及生產(chǎn)成本、單片機(jī)速率、芯片成熟度等因素，采用了ST公司的STA013解碼芯片。該芯片具有以下特點(diǎn)：支持MPEG1、MPEG2與MPEG2.5格式解碼;支持立體聲、雙聲道、單聲道解碼;支持8~320 kbps的壓縮速率;串行位流輸入和PCM輸出接口，支持I2C總線(xiàn);低功耗消耗，2?4 V時(shí)為85 mW;10 MHz、14?31818 MHz、14?7456 MHz的外部輸入時(shí)鐘，或內(nèi)嵌工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)XTAL晶振，以滿(mǎn)足不同頻率需求。

　　由于STA013沒(méi)有DAC和耳機(jī)功放的功能，需選用DAC芯片，這里選用Maxim公司的MAX9850芯片。該芯片是一款低功耗、高性能的立體聲音頻DAC，集成了直接驅(qū)動(dòng)耳機(jī)放大器，允許放大器輸出直接驅(qū)動(dòng)耳機(jī)，無(wú)需大量隔直電容，可節(jié)約成本和布線(xiàn)空間，同時(shí)還提供了I2C總線(xiàn)和PCM輸出接口。

　　考慮到便攜式整機(jī)的開(kāi)發(fā)與存儲(chǔ)器的普及程度，本方案選用MicroSD卡作為音頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。MicroSD卡體積超小，卻擁有著傳輸速度高、移動(dòng)靈活性強(qiáng)、安全可靠的諸多優(yōu)勢(shì)，可以運(yùn)用于各類(lèi)的數(shù)碼產(chǎn)品，不浪費(fèi)產(chǎn)品內(nèi)部設(shè)計(jì)的空間。同時(shí)，它采用FAT16/32文件系統(tǒng)，且提供了SPI接口，便于消費(fèi)者文件下載與管理。

　　2 方案原理與設(shè)計(jì)思路

　　2.1 方案原理

　　DAB接收機(jī)中融合MP3解碼功能的方案如圖2所示。這里主要介紹與MP3解碼相關(guān)的部分。AT91SAM7S64微處理器利用SPI接口的片選線(xiàn)，最多能與4個(gè)從屬設(shè)備進(jìn)行通信。該系統(tǒng)中MCU的4根SPI片選線(xiàn)分別選中ID200、MicroSD卡、STA013以及液晶顯示模塊。RF芯片和ADC分別選用Maxim公司的MAX2170和MAX1191。MCU通過(guò)SPI總線(xiàn)將存在SD卡中的音頻數(shù)據(jù)讀取到MCU內(nèi)的緩沖器中，然后再通過(guò)SPI總線(xiàn)將數(shù)據(jù)發(fā)送到STA013中進(jìn)行音頻解碼，解碼后的音頻數(shù)據(jù)流能通過(guò)PCM輸出接口送入MAX9850，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換和耳機(jī)功放，最終由耳機(jī)輸出。

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　　圖2 DAB結(jié)合MP3解碼功能的系統(tǒng)方案

　　STA013主要是靠I2C總線(xiàn)來(lái)傳輸控制信息，串行數(shù)據(jù)線(xiàn)接收音頻數(shù)據(jù)。可以將由SDI、SCKR、DATA_REQ三個(gè)引腳組成的串行數(shù)據(jù)線(xiàn)，看成是一個(gè)只有SIMO(從機(jī)輸入主機(jī)輸出)沒(méi)有SOMI(從機(jī)輸出主機(jī)輸入)的SPI總線(xiàn)。當(dāng)DATA_REQ置高時(shí)，將MCU緩沖器中的數(shù)據(jù)以盡可能快的速度通過(guò)SDI引腳輸入STA013，利用SCKR為解碼芯片提供串行時(shí)鐘。當(dāng)STA013的緩沖區(qū)快溢出時(shí)將DATA_REQ置低，數(shù)據(jù)停止傳輸。MCU的I2C總線(xiàn)與STA013的I2C接口相連，利用其傳輸命令、初始化解碼芯片及控制解碼進(jìn)程。