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如何做图形MP3播放器
接线图
2024年03月08日 11:04 249
admin
它的特点是具有大型彩色液晶显示屏和触摸屏。下面对每个块进行描述。
V850ES /JG2（NEC Electronics）用于系统控制。这是一款 32 位 RISC 微控制器，具有 256KB 闪存和 24KB RAM。它的电子工艺品并不那么出名，但有人会对它感兴趣，因为 V850 板作为杂志的补充品捆绑在一起在这一年里。对于普通的MP3播放器来说，大多数8位微控制器足以构建它。然而，该项目需要具有外部存储器接口的微控制器，因为控制器必须处理大量图像数据。当然，任何流行的微控制器，例如 Renesas SH2 和 H8，也都可以使用。我选择V850的原因是它的功耗非常低，而且串行接口比瑞萨的更易于使用。V850ES/JG2 可以以 20 MHz 运行，但以 14.7 MHz（来自 3.68 MHz xtal 的 4xPLL）运行，向 MP3 解码器和 LCDC 提供时钟信号。
储存媒介
SD存储卡是闪存卡的事实上的标准。它可以通过几条信号线连接到微控制器。FAT格式用于存储数据文件，因此使用存储卡的项目必须实现FAT文件系统。幸运的是，网络上有各种 FAT 库作为免费软件，因此每个人都可以在其项目中轻松使用存储卡。
液晶模组
显示采用4英寸彩色STN-LCD模块，分辨率为320x240。最近彩色TFT-LCD的价格正在下降，彩色STN-LCD很快就会被市场淘汰。该项目的开始是为了在液晶模块在垃圾箱中腐烂之前使用它。
LCD模块上附有触摸屏，因此可以省略命令按钮。CCFL用于背光，并且需要CCFL逆变器来驱动背光。
液晶显示控制器
这种分辨率的LCD模块内置显示缓冲器是不可用的，必须像CRT显示系统一样通过外部电路刷新。因此，需要在板上增加一个 LCD 控制器来驱动图形 LCD 模块。显示缓冲器 (RAM) 集成在 LCDC 中或外部连接。在这个项目中，S1D13705（EPSON）用于LCD控制。S1D13705 具有 80KB 集成显示缓冲区，可以以 320 x 240 的分辨率、8 位颜色深度（256/4096 索引颜色）显示。它可以通过类似 16 位 SRAM 的接口连接到主机控制器。
LCD 模块需要 3.3V 逻辑电源和 LCD 偏置电源 (21-25V/3mA)。一般而言，STN-LCD在高驱动占空比时的对比度会受到环境温度的影响，因此需要使用对比度拨盘来调节对比度。对比度旋钮可改变 LCD 偏置电压。在这个项目中，对比度是通过安装在 LCD 模块上的热敏电阻和 DA 转换器在软件中自动调节的。
MP3解码器
最近，VS10xx 系列（VLSI 解决方案）用于大多数自制 MP3 项目，因为它易于获取和使用。VS10xx 专为便携式音频设备而设计，可以直接驱动耳机。但它只有模拟输出，没有数字（I2S）输出，因此当需要 I2S 输出连接外部 DAC 时，VS10xx 的表现不佳，而且模拟性能不适合 Hi-Fi 音频。
我选择STA013（ST微电子）进行MP3解码。STA013在MP3格式诞生之初就已发布，并作为众所周知的MP3解码器芯片被广泛使用。它只有数字 (I2S) 输出，因此需要合适的音频 DAC。这对于电子工艺品来说是一个优势，因为它可以使用各种DAC芯片并通过DAI编码器输出SPDIF格式的音频数据。
STA013 具有集成 PLL 振荡器，可根据 DSP 时钟生成音频定时时钟 (384fs)。如果采样时钟存在抖动，模拟输出的 SNR 会更差，尤其是在 Sigma-Delta DAC 上。因此，PLL 电源应进行严格滤波，并注意环路滤波器周围的器件布局。
模拟模块
使用 PCM1748KE (BurrBrown ) 。数据表上的模拟性能还不错，但要达到预期性能有点困难，因为它是 Sigma-Delta DAC。
DAC 输出需要后置滤波器，但由于集成了 8 倍过采样数字滤波器，因此只能使用缓慢滚降滤波器。在该电路中，DAC输出经过LPF+缓冲器滤波，然后作为线路输出输出，并且没有扬声器输出。因此MP3播放器可与任何音频功率放大器一起使用。
线路输出连接到微控制器的 ADC 输入。这是为了获取线路输出的幅度并将其显示为 LCD 上的电平表。通常，音频电平表使用包络检波器。在该项目中，为了消除包络检测器，微控制器以1kHz的采样率对波形进行采样，并从20个样本中检测峰峰值。频率响应上会有倾点，但没有问题，因为这只是为了视觉效果。
构建 MP3 播放器
电路板必须嵌入高度为10mm的空间，使电路板上元件的允许高度小于6mm。该项目中使用的大部分组件都是表面贴装器件。它们直接安装在原型板上并通过 UEW 连接。这种方法需要焊接技巧和实践，但优点是可以达到双层PCB或更高的密度。FPC连接器（0.5mm）由于其端子形式，很容易产生焊桥，因此可以通过条状PCB将电线焊接到端子上，而不是直接焊接电线。
内置的电路板与液晶模块一起嵌入到外壳中。该外壳是Akizuki出售的透明亚克力外壳SK-16 (110x78x32mm) 。它的深度对于这个项目来说太长了，所以我把它切成25毫米，从里面漆成黑色，并放了一块铝板用于电磁屏蔽。
V850ES /JG2（NEC Electronics）用于系统控制。这是一款 32 位 RISC 微控制器，具有 256KB 闪存和 24KB RAM。它的电子工艺品并不那么出名，但有人会对它感兴趣，因为 V850 板作为杂志的补充品捆绑在一起在这一年里。对于普通的MP3播放器来说，大多数8位微控制器足以构建它。然而，该项目需要具有外部存储器接口的微控制器，因为控制器必须处理大量图像数据。当然，任何流行的微控制器，例如 Renesas SH2 和 H8，也都可以使用。我选择V850的原因是它的功耗非常低，而且串行接口比瑞萨的更易于使用。V850ES/JG2 可以以 20 MHz 运行，但以 14.7 MHz（来自 3.68 MHz xtal 的 4xPLL）运行，向 MP3 解码器和 LCDC 提供时钟信号。储存媒介
SD存储卡是闪存卡的事实上的标准。它可以通过几条信号线连接到微控制器。FAT格式用于存储数据文件，因此使用存储卡的项目必须实现FAT文件系统。幸运的是，网络上有各种 FAT 库作为免费软件，因此每个人都可以在其项目中轻松使用存储卡。
液晶模组
显示采用4英寸彩色STN-LCD模块，分辨率为320x240。最近彩色TFT-LCD的价格正在下降，彩色STN-LCD很快就会被市场淘汰。该项目的开始是为了在液晶模块在垃圾箱中腐烂之前使用它。
LCD模块上附有触摸屏，因此可以省略命令按钮。CCFL用于背光，并且需要CCFL逆变器来驱动背光。
液晶显示控制器
这种分辨率的LCD模块内置显示缓冲器是不可用的，必须像CRT显示系统一样通过外部电路刷新。因此，需要在板上增加一个 LCD 控制器来驱动图形 LCD 模块。显示缓冲器 (RAM) 集成在 LCDC 中或外部连接。在这个项目中，S1D13705（EPSON）用于LCD控制。S1D13705 具有 80KB 集成显示缓冲区，可以以 320 x 240 的分辨率、8 位颜色深度（256/4096 索引颜色）显示。它可以通过类似 16 位 SRAM 的接口连接到主机控制器。
LCD 模块需要 3.3V 逻辑电源和 LCD 偏置电源 (21-25V/3mA)。一般而言，STN-LCD在高驱动占空比时的对比度会受到环境温度的影响，因此需要使用对比度拨盘来调节对比度。对比度旋钮可改变 LCD 偏置电压。在这个项目中，对比度是通过安装在 LCD 模块上的热敏电阻和 DA 转换器在软件中自动调节的。
MP3解码器
最近，VS10xx 系列（VLSI 解决方案）用于大多数自制 MP3 项目，因为它易于获取和使用。VS10xx 专为便携式音频设备而设计，可以直接驱动耳机。但它只有模拟输出，没有数字（I2S）输出，因此当需要 I2S 输出连接外部 DAC 时，VS10xx 的表现不佳，而且模拟性能不适合 Hi-Fi 音频。
我选择STA013（ST微电子）进行MP3解码。STA013在MP3格式诞生之初就已发布，并作为众所周知的MP3解码器芯片被广泛使用。它只有数字 (I2S) 输出，因此需要合适的音频 DAC。这对于电子工艺品来说是一个优势，因为它可以使用各种DAC芯片并通过DAI编码器输出SPDIF格式的音频数据。
STA013 具有集成 PLL 振荡器，可根据 DSP 时钟生成音频定时时钟 (384fs)。如果采样时钟存在抖动，模拟输出的 SNR 会更差，尤其是在 Sigma-Delta DAC 上。因此，PLL 电源应进行严格滤波，并注意环路滤波器周围的器件布局。
模拟模块
使用 PCM1748KE (BurrBrown ) 。数据表上的模拟性能还不错，但要达到预期性能有点困难，因为它是 Sigma-Delta DAC。
DAC 输出需要后置滤波器，但由于集成了 8 倍过采样数字滤波器，因此只能使用缓慢滚降滤波器。在该电路中，DAC输出经过LPF+缓冲器滤波，然后作为线路输出输出，并且没有扬声器输出。因此MP3播放器可与任何音频功率放大器一起使用。
线路输出连接到微控制器的 ADC 输入。这是为了获取线路输出的幅度并将其显示为 LCD 上的电平表。通常，音频电平表使用包络检波器。在该项目中，为了消除包络检测器，微控制器以1kHz的采样率对波形进行采样，并从20个样本中检测峰峰值。频率响应上会有倾点，但没有问题，因为这只是为了视觉效果。
构建 MP3 播放器
电路板必须嵌入高度为10mm的空间，使电路板上元件的允许高度小于6mm。该项目中使用的大部分组件都是表面贴装器件。它们直接安装在原型板上并通过 UEW 连接。这种方法需要焊接技巧和实践，但优点是可以达到双层PCB或更高的密度。FPC连接器（0.5mm）由于其端子形式，很容易产生焊桥，因此可以通过条状PCB将电线焊接到端子上，而不是直接焊接电线。
内置的电路板与液晶模块一起嵌入到外壳中。该外壳是Akizuki出售的透明亚克力外壳SK-16 (110x78x32mm) 。它的深度对于这个项目来说太长了，所以我把它切成25毫米，从里面漆成黑色，并放了一块铝板用于电磁屏蔽。
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