半导体技术天地
直播中

黄帅

11年用户 42经验值
擅长:395845
私信 关注
[分享]

音频编解码芯片VS1003 （MP3语音方案）

一般简单的语音合成就是用有限的存储单元存储基本语音单元，进而从有限的存储单元中合成出无限词汇，组成连续语句。而为了节省存储空间一般将语音单元压缩成MP3格式存储。并通过MP3解码后播放
目前市场上较多的MP3解决方案是：MP3控制器+MP3解码芯片+NAND Flash。这种方案的MP3并不适合与商业或工业场合，因为对MP3中的音频文件修改时还需要用计算机设备才能完成，这在许多场合是很难满足或成本较高的。所以商业或工业领域所需要的MP3播放器，需要支持自动从U盘或SD卡等移动存储设备中转移数据的能力。
为了满足这样的需求，我们提出了一种嵌入式语音播放的解决方案----单片机 + NAND + VS1003。
此方案用SD卡把音频文件从拷贝大NAND中去，然后再有单片机从NAND中读取文件送入VS1003进行播放。拷贝操作由单片机自动完成。用户操作简单。

方案优势

  § 单片机技术门槛低，容易进行二次开发
§ 主流VS1003解码芯片，能够对MP3、WAV、WMA、MIDI等多种音频格式文件进行解码
§ 音乐存放在NAND中，稳定性好
§ 音乐从SD卡存入模块中的NAND里，自动完成，操作简单
§ 针对Nand Flash的坏块管理，延长Flash的使用寿命
§ 对文件系统的的优化，最大程度减轻了文件系统的开销，从而提高了文件的读取速度
§ 成本低，性价比高

单片机+VS1003MP3方案的系统框图。

§  在该方案中主芯片采用STC12LE5A系列的单片机
该芯片采用增强型8051内核，功耗低，速度比普通的8051快8-12倍。片内Flash程序存储器最大可达62KB，片内RAM高达1280B。提供1个高速SPI接口，和多达达44个GPIO接口（GPIO有4种工作模式：准双向、推挽、输入、开漏），引脚与普通8051兼容。
§ 解码芯片采用VS1003
VS1003是来自芬兰 VLSI 半导体公司的一款音频芯片，性价比极高，并且使用非常简单。芯片支持MP3、WAV、WMA、MIDI等多种音频格式的硬件解码，音质可与中高档次的MP3播放器相媲美。
§ 方案中设计音频文件从SD卡中拷贝到NAND里进行播放
考虑工业或某些商业场合对可靠性和稳定性要求较高，音频文件被放在播放模块的NAND Flash中，单片机从NAND中读取文件传送给VS1003。此方案中，单片机的GPIO余量较大，可以做其他功能的扩展（如按键、LED等）。此方案最高可播放320kbps的MP3文件。
§ 稳定性高，满足工业场合应用
因为工业场合对设备的稳定性，抗震动，抗干扰等性能要求较高，因此方案中选择把音频文件存放在NAND中，电路板上没有对震动干扰敏感的器件或设备，因此该方案音频文件更新功能操作灵活，而又不失稳定性。 从系统的功能、可靠性方面考虑可以选择使用NAND flash作为存储介质。nand flash一次传输为8位，大大减轻了单片机开销。在工业控制方面使用NAND flash更加牢固。
§ 方案的可裁剪性
方案中的片外RAM，是在使用较复杂应用程序时做的内存扩展，简单应用中不需要扩展。也可以选择只使用SD卡作为MP3音频存储介质的方案，SD卡数据传输用的是SPI模式，数据按位传输，这将导致播放高位率（>320kbps）的MP3文件时会不流畅，但对一般的需求是完全能够满足的。
§ 串口方式固件烧写
单片机程序通过串口进行烧写，便于设备的维护和更新。产品开发投资少，零风险。



回帖（5）

黄帅

2013-4-10 10:23:32
音频编解码芯片vs1003 DATASHEET.pdf (637.48 KB)
(下载次数: 41, 2013-4-10 10:23 上传)

用MSP430F149（MCLK=SMCLK=8M,SPI高速2分频，低速8分频）和VS1003B、12864做MP3 下附代码：
  1. if(CurrentOffset<(SectorsPerCluster))
  2. {
  3. ReadSectorFromCluster(CurrentCluster,CurrentOffset);
  4. WriteDataToVs1003();
  5. if(IndexFlag)
  6. {
  7. VS1003B_ReadBitRate();
  8. if(BitRate>99)
  9. LCD_DisNum(0,0,BitRate);
  10. else
  11. LCD_DisNum(0,1,BitRate);
  12. IndexFlag=0;
  13. }
  14. CurrentOffset++;
  15. }
  16. else
  17. {
  18. CurrentOffset=0;
  19. CurrentCluster=FindNextCluster(CurrentCluster);
  20. if(CurrentCluster==0x0ffffff8 || CurrentCluster==0x0fffffff)
  21. {
  22. switch(mode)
  23. {
  24. case Repet_All:
  25. if(CurrentAudioFileIndex==AudioFileNumber)
  26. CurrentAudioFileIndex=1;
  27. else CurrentAudioFileIndex++;
  28. break;
  29. case Repet_One:
  30. CurrentCluster = GetAudioFile( CurrentAudioFileIndex);
  31. LCD_Print(3,3,Filestyle);
  32. CurrentOffset=0;
  33. break;
  34. case Shuffle :
  35. uint rand_val = TAR;
  36. srand(rand_val);
  37. CurrentAudioFileIndex = rand()%AudioFileNumber + 1;
  38. CurrentOffset=0;
  39. break;
  40. }
  41. LCD_Print(2,1," ");
  42. GetShortAudioFileName(CurrentAudioFileIndex);
  43. LCD_Print(2,1,ShortFileName);
  44. }
  45. }
  46. }
  47. .读取比特率和解码时间.spi的速率，变成8分频，也就是1M下附代码：
  48. uchar ReceiveByte0() //read one byte from spi port
  49. {
  50. unsigned char temp=0;
  51. while ((IFG1 & UTXIFG0)==0); // USCI_A0 TX buffer ready?
  52. U0TXBUF =0xff; //8 clocks
  53. temp=U0RXBUF;
  54. return temp;
  55. }

  57. uint VS1003B_ReadCMD(unsigned char addr)
  58. {
  59. uint temp;
  60. while(VS1003B_NeedData()==0);
  61. SPI0_Low();
  62. VS1003B_XDCS_H();
  63. VS1003B_XCS_L();
  64. SendByte0(0x03);
  65. SendByte0(addr);
  66. temp = ReceiveByte0();
  67. temp <<= 8;
  68. temp += ReceiveByte0();
  69. VS1003B_XCS_H();
  70. SPI0_High();
  71. return temp;
  72. }

  74. uint VS1003B_ReadDecodeTime()
  75. {
  76. return VS1003B_ReadCMD(0x04);
  77. }

  79. uint VS1003B_ReadBitRate(void)
  80. {
  81. uint HDAT0,HDAT1;
  82. HDAT0=VS1003B_ReadCMD(0x08);
  83. HDAT1=VS1003B_ReadCMD(0x09);
  84. switch(HDAT1)
  85. {
  86. case 0x7665:return 0;//WAV格式
  87. case 0X4D54:return 1;//MIDI格式
  88. case 0X574D://WMA格式
  89. {
  90. HDAT1=HDAT0*2/25;
  91. if((HDAT1%10)>5)return HDAT1/10+1;
  92. else return HDAT1/10;
  93. }
  94. default://MP3格式
  95. {
  96. HDAT1>>=3;
  97. HDAT1=HDAT1&0x03;
  98. if(HDAT1==3)HDAT1=1;
  99. else HDAT1=0;
  100. return BitRate_Table[HDAT1][HDAT0>>12];
  101. }
  102. }
  103. }
举报

明名

2013-7-10 16:42:21
shao少了点，我们这些新手做起来比较吃力
举报

zdl1966

2013-8-18 15:38:40
我也来学习学习,谢了
举报

zywplc

2015-6-25 17:45:25
谢谢分享                                                                  
举报

侯斌

2018-1-26 23:46:25
谢谢分享，学习学习
举报

更多回帖

5 0 1

相关帖子

MP3
发帖
电子发烧友APP
|投诉反馈|电子发烧友网
© 2021 bbs.elecfans.com
湘ICP备2023018690号
×
20
完善资料，
赚取积分