DAB接收機實現MP3播放器

?提出了一種基于便攜式DAB(Digital Audio Broadcasting，數字音頻廣播)接收機的MP3播放器設計方案，并介紹了系統的軟硬件設計思路。系統采用ARM7單片機作為系統控制器，利用SD卡存儲MP3文件，用ST公司的音頻解碼芯片STA013實現MP3解碼。數字語音信號通過D/A轉換器MAX9850轉換為模擬語音信號,由耳機輸出。

　　引言

　　考慮到便攜式MP3播放器在當今社會的普及程度與消費者對其的依賴性，在DAB接收機中融合MP3解碼功能對消費市場的開拓是很必要的。本文在不改動一款DAB接收整機原有性能的基礎上，提出了一種適當加入MP3解碼功能的可行性方案。

　　1 系統總體結構

　　1.1 DAB接收系統結構

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　　圖1 DAB接收系統結構框圖

　　DAB接收系統是基于重慶郵電大學微電子重點實驗室自主研發的一款名為ID200的基帶解碼芯片設計而成。

　　其結構框圖如圖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片內高速Flash存儲器、32個可編程的復用I/O、SPI和TWI等豐富的內部集成資源，性價比較高。該接收系統的靈敏度在3波段與L波段能達到-97 dBm以上。MPEG L2音源解碼，支持48 kHz和24 kHz采樣頻率，自動識別聲道模式，支持單通道、雙通道、立體聲。

　　1.2 主要器件選擇

　　考慮到DAB接收機的基帶解碼芯片尚未加入MP3解碼功能，以及生產成本、單片機速率、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：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;低功耗消耗，2?4 V時為85 mW;10 MHz、14?31818 MHz、14?7456 MHz的外部輸入時鐘，或內嵌工業標準XTAL晶振，以滿足不同頻率需求。

　　由于STA013沒有DAC和耳機功放的功能，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，集成了直接驅動耳機放大器，允許放大器輸出直接驅動耳機，無需大量隔直電容，可節約成本和布線空間，同時還提供了I2C總線和PCM輸出接口。

　　考慮到便攜式整機的開發與存儲器的普及程度，本方案選用MicroSD卡作為音頻數據存儲單元。MicroSD卡體積超小，卻擁有著傳輸速度高、移動靈活性強、安全可靠的諸多優勢，可以運用于各類的數碼產品，不浪費產品內部設計的空間。同時，它采用FAT16/32文件系統，且提供了SPI接口，便于消費者文件下載與管理。

　　2 方案原理與設計思路

　　2.1 方案原理

　　DAB接收機中融合MP3解碼功能的方案如圖2所示。這里主要介紹與MP3解碼相關的部分。AT91SAM7S64微處理器利用SPI接口的片選線，最多能與4個從屬設備進行通信。該系統中MCU的4根SPI片選線分別選中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SPI總線將存在SD卡中的音頻數據讀取到MCU內的緩沖器中，然后再通過SPI總線將數據發送到STA013中進行音頻解碼，解碼后的音頻數據流能通過PCM輸出接口送入MAX9850，經過D/A轉換和耳機功放，最終由耳機輸出。

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　　圖2 DAB結合MP3解碼功能的系統方案

　　STA013主要是靠I2C總線來傳輸控制信息，串行數據線接收音頻數據?？梢詫⒂?a href="http://www.qd573.com/tags/sdi/" target="_blank">SDI、SCKR、DATA_REQ三個引腳組成的串行數據線，看成是一個只有SIMO(從機輸入主機輸出)沒有SOMI(從機輸出主機輸入)的SPI總線。當DATA_REQ置高時，將MCU緩沖器中的數據以盡可能快的速度通過SDI引腳輸入STA013，利用SCKR為解碼芯片提供串行時鐘。當STA013的緩沖區快溢出時將DATA_REQ置低，數據停止傳輸。MCU的I2C總線與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程。