基于SPCA751A的MP3播放器的設(shè)計(jì)
引言
MP3壓縮音樂的方式是通過一個(gè)運(yùn)算法則,去掉聲音中高頻與低頻的部分,大幅刪減不必要的容量浪費(fèi),同時(shí)保留了人類所能感受到的音頻部分。因此,它的好處在于大幅降低了數(shù)字聲音文件的容量,而不會(huì)破壞原來的音質(zhì)。在MP3的運(yùn)算法則下,音質(zhì)越低的聲音可以得到越高的壓縮比例。以CD音質(zhì)的Wave文件來說,如抽樣分辨率為16bit,抽樣頻率為44.1kHz,聲音模式為立體聲,那么存儲(chǔ)1秒鐘CD音質(zhì)的Wave文件,必須要用掉16bit×44100×2=1411200bit,也就是相當(dāng)于1411.2kbit的存儲(chǔ)容量,存儲(chǔ)介質(zhì)的負(fù)擔(dān)很大。而通過MP3格式壓縮后,文件便可以壓縮為原來的1/10到1/12,每一秒鐘的MP3只需大約U2-128kbit就可以了。
MP3播放系統(tǒng)分為便攜式和非便攜式兩種。對(duì)于非便攜式,要考慮和其他CD音樂格式的共容性。對(duì)于便攜式系統(tǒng),主要考慮的是其體積小巧、低功耗、高容量、低價(jià)格。
系統(tǒng)簡介
便攜式MP3播放器的系統(tǒng)框圖如圖1所示,各部分的功能說明如下：
圖1 便攜式MP3播放器系統(tǒng)框圖
1. 解碼部分：這是MP3播放器的核心部件,采用硬件解碼技術(shù)。
2. 存儲(chǔ)部分：目前一般采用32MB的FLASH存儲(chǔ)器,32MB的存儲(chǔ)器能夠存儲(chǔ)36分鐘128kbps(達(dá)到CD音質(zhì))的音樂,如果是播放16kbps的壓縮話音,可以存儲(chǔ)4個(gè)小時(shí)的內(nèi)容。
3. 接口部分：一般通過PC的并口或USB口進(jìn)行MP3文件的下載,并口的傳輸速率較低,USB口的傳輸速率可以高達(dá)12Mbps。
4．電源管理：便攜式MP3的體積小,只用1到2只AAA電池供電,因此采用低電壓以及進(jìn)行有效的功率管理是非常必要的。
音頻解碼芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)
SPCA751A是凌陽科技公司生產(chǎn)的單片信號(hào)處理芯片,是一個(gè)MPEG Layer2.5音頻專用解碼芯片,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于一些便攜式的MP3播放器設(shè)計(jì)中。它可支持對(duì)8—320Kbps基本數(shù)據(jù)流的解碼,支持的取樣頻率范圍為8KHz—48KHz,非常適合于MPEG的音頻解碼,并帶有數(shù)字語音錄音的MPEG播放模塊,具有很高的性能/價(jià)格比。解碼后的信號(hào)是可以直接輸出到DAC的立體聲、單聲道或雙聲道的數(shù)字信號(hào),SPCA751A與DAC的接口是可編程的。只要通過通用的串行I/O口和控制接口就能對(duì)MPEG比特流進(jìn)行輸入/輸出和回放控制,系統(tǒng)控制器能很輕易的對(duì)MPEG音頻信號(hào)進(jìn)行解碼。通過一個(gè)通用的可編程I2S接口,就能把一解碼的音頻PCM數(shù)據(jù)輸出到外部的DAC中,因此,大多數(shù)常用的音頻DAC都能和SPCA751A兼容。
