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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于lPC2103的MP3播放器設(shè)計(jì)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品設(shè)計(jì)，在音樂(lè)文件解碼的方面進(jìn)行了研究，通過(guò)學(xué)習(xí)MP3的制作，設(shè)計(jì)出了利用CH375作為USB總線的接口芯片，用VS1003作為MP3解碼芯片，完成MP3解碼和播放功能。本作品在設(shè)計(jì)的科學(xué)性和先進(jìn)性方面都做了詳細(xì)的理論比較，在與同類產(chǎn)品做比較發(fā)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)在播放反應(yīng)速度和音質(zhì)都優(yōu)于普通的MP3播放器，且功耗低，本設(shè)計(jì)思想可用到需要野外操作的壞境中，可節(jié)約成本，提高數(shù)據(jù)處理速度和儀器的反應(yīng)時(shí)間。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著數(shù)字聲音作為一種存儲(chǔ)、 處理和傳輸高保真聲音的方法在消費(fèi)電子等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用， 與之相關(guān)的數(shù)字音頻壓縮技術(shù)也得到了充分的發(fā)展，MP3 壓縮音樂(lè)的方式是通過(guò)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， 因此其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(lái)的音質(zhì)。音質(zhì)越低的聲音在MP3的運(yùn)算法則下可以得到越高的壓縮比例。 本作品以以PHILIPS LPC2103 ARM為整個(gè)系統(tǒng)的核心，芬蘭VLSI公司的16位DSP芯片VS1003作為MP3數(shù)據(jù)的解碼器（內(nèi)置DAC以及功率放大器），CH375做為U盤(pán)數(shù)據(jù)讀取芯片。ARM處理器將MP3文件數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)介質(zhì)中讀取出來(lái)，將音頻數(shù)據(jù)流發(fā)送給MP3解碼器進(jìn)行解碼。在該硬件平臺(tái)上移植UC/OSII嵌入式操作系統(tǒng)。并以該嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的FAT文件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)的讀寫(xiě)操作，在文件系統(tǒng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)文件的讀取功能。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：基于LPC2103的MP3播放器的設(shè)計(jì)，立足于所學(xué)的理論知識(shí)，把相關(guān)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中，,學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)的一些基本理論和硬件軟件綜合設(shè)計(jì)的方法與技能，以及ARM處理器的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的解決方案。 基本思路：本設(shè)計(jì)采用模塊化思想實(shí)現(xiàn)MP3的整體工作，其中LPC2103做為MP3的主控制器，CH375作為USB總線的接口芯片，VS1003 則實(shí)現(xiàn)將從U盤(pán)中讀取出來(lái)的MP3 格式音樂(lè)進(jìn)行音頻解碼，從而完成MP3 播放器的整體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。 基于LPC2103的MP3播放器的設(shè)計(jì)，在音樂(lè)文件解碼的方面進(jìn)行了認(rèn)真研究，通過(guò)學(xué)習(xí)MP3的制作過(guò)程和查閱大量文獻(xiàn)，初步設(shè)計(jì)出了利用CH375作為USB總線的接口芯片，用VS1003作為MP3解碼芯片，完成MP3解碼和播放功能。本設(shè)計(jì)貼近于所學(xué)的理論知識(shí)，采用模塊化設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的科學(xué)性和先進(jìn)性方面都做了詳細(xì)的理論比較，在與市場(chǎng)上所銷售的MP3做比較發(fā)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)在播放反應(yīng)速度和音質(zhì)都優(yōu)于普通的MP3播放器，并且擁有低功耗的特點(diǎn)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 經(jīng)過(guò)大量查閱MP3的相關(guān)制作文獻(xiàn)、參考MP3的研究方案、工作原理和圖片資料等，在老師的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)出了幾種參考方案，進(jìn)行必選，最后確定了創(chuàng)新性方案，經(jīng)過(guò)和普通的MP3做對(duì)比，本設(shè)計(jì)具有一定的優(yōu)勢(shì)和獨(dú)特的方面。 由于本設(shè)計(jì)采用分立式的結(jié)構(gòu)，不同于現(xiàn)有的MP3 芯片整體集成化趨向。采用分立芯片設(shè)計(jì)能最大限度的發(fā)揮各個(gè)芯片的功能，因?yàn)镸P3 解碼采用獨(dú)立的芯片，所以能達(dá)到較好的音質(zhì)。本設(shè)計(jì)立足于所學(xué)理論知識(shí)，經(jīng)試驗(yàn)科學(xué)可行、具有播放音質(zhì)較好、功能穩(wěn)定、功耗低、成本低，有助于嵌入式系統(tǒng)理論的實(shí)踐應(yīng)用，有利于培養(yǎng)科學(xué)創(chuàng)新的觀念，為更好的研究理論知識(shí)做好準(zhǔn)備。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 已制作成實(shí)物作品
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 通過(guò)知識(shí)產(chǎn)權(quán)部門(mén)代理
作品可展示的形式
- 實(shí)物、圖片、樣品、現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本作品設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單，主控芯片LPC2103采用USB線供電也可以使用三節(jié)干電池供電，VS1003解碼芯片的音頻輸出采用了普通的耳機(jī)接口，可直接插入耳機(jī)或小型音響，系統(tǒng)供上電源后，插入存有MP3格式文件的U盤(pán)即可聽(tīng)到高音質(zhì)的聲音。 本設(shè)計(jì)的供電電壓低，成本低，功耗低，穩(wěn)定性好，反應(yīng)速度快，符合便攜式電子產(chǎn)品的特點(diǎn)，如果將本設(shè)計(jì)思想應(yīng)用到需要野外操作的壞境中，可節(jié)約設(shè)計(jì)成本，提高數(shù)據(jù)的處理速度和儀器的反應(yīng)時(shí)間。 隨著科技和工藝的進(jìn)步，32位單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)會(huì)更加突出，成為嵌入式系統(tǒng)的主流。在32位機(jī)系統(tǒng)中，基于ARM的應(yīng)用占據(jù)了大部分份額。本作品的設(shè)計(jì)即是應(yīng)用了ARM，理論成熟，科學(xué)可行、播放音質(zhì)較好、功能穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)對(duì)比分析，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值，與同類產(chǎn)品相比具有一定的優(yōu)勢(shì)。
同類課題研究水平概述
- 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品對(duì)其它行業(yè)的廣泛滲透，以應(yīng)用為中心的分類方法變得更為切合實(shí)際，也就是按計(jì)算機(jī)的嵌入式應(yīng)用和非嵌入式應(yīng)用將其分為嵌入式計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)。通用計(jì)算機(jī)具有計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)形式，通過(guò)裝配不同的應(yīng)用軟件，以類同面目出現(xiàn)并應(yīng)用在社會(huì)的各個(gè)方面，其典型產(chǎn)品為PC；而嵌入式計(jì)算機(jī)則是以嵌入式系統(tǒng)的形式隱藏在各種裝置、產(chǎn)品和系統(tǒng)中。嵌入式系統(tǒng)將在“后PC”時(shí)期大顯身手。到目前為止，ARM微處理器及技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深入到各個(gè)領(lǐng)域： 1、工業(yè)控制領(lǐng)域：作為32的RISC架構(gòu)，基于ARM核的微控制器芯片不但占據(jù)了高端微控制器市場(chǎng)的大部分市場(chǎng)份額，同時(shí)也逐漸向低端微控制器應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展，ARM微控制器的低功耗、高性價(jià)比，向傳統(tǒng)的8位/16位微控制器提出了挑戰(zhàn)。 2、無(wú)線通訊領(lǐng)域：目前已有超過(guò)85%的無(wú)線通訊設(shè)備采用了ARM技術(shù)， ARM以其高性能和低成本，在該領(lǐng)域的地位日益鞏固。 3、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：隨著寬帶技術(shù)的推廣，采用ARM技術(shù)的ADSL芯片正逐步獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。此外，ARM在語(yǔ)音及視頻處理上行了優(yōu)化，并獲得廣泛支持，也對(duì)DSP的應(yīng)用領(lǐng)域提出了挑戰(zhàn)。 4、消費(fèi)類電子產(chǎn)品：ARM技術(shù)在數(shù)字音頻播放器、數(shù)字機(jī)頂盒和游戲機(jī)中得到廣泛采用。 5、成像和安全產(chǎn)品：現(xiàn)在流行的數(shù)碼相機(jī)和打印機(jī)中絕大部分采用ARM技術(shù)。手機(jī)中的32位SIM智能卡也采用了ARM技術(shù)。
