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1、引言

　　隨著音頻解碼技術、存儲器技術、MP3高質量壓縮技術等相關技術不斷的發展以及人們對消費電子產品需求的增加,MP3新產品層出不窮,成為時尚潮流前沿的一個最佳載體。人們可以用它休閑娛樂 ,也可以用它工作和學習。設計一款性價比優良的MP3 播放器具有實際的應用價值[1]。隨著 C語言的發展和嵌入式系統技術的推廣 ,在嵌入式系統低端應用中 ,存在著大量的小型嵌入式應用系統。MP3 播放器的設計 ,就是典型的嵌入式系統應用。MP3具有最基本的播放、選曲、音量控制、音效控制功能。當連接到計算機的 USB接口時，MP3變成 U盤，可以向 U盤復制文件，文件包括 MP3歌曲文件和普通文件 [2,3]。系統的功能結構圖如圖 1所示： 

　　2、系統設計相關技術

　　2.1 MP3文件格式 [4]

　　MP3 文件是由幀(frame)構成的，幀是 MP3文件最小的組成單位。MP3的全稱應為 MPEG1 Layer-3音頻文件，MPEG(Moving Picture Experts Group)在漢語中譯為活動圖像專家組，特指活動影音壓縮標準，MPEG 音頻文件是 MPEG1標準中的聲音部分，也叫 MPEG音頻層，它根據壓縮質量和編碼復雜程度劃分為三層，即 Layer-1、Layer2、Layer3，且分別對應MP1、MP2、MP3這三種聲音文件，并根據不同的用途，使用不同層次的編碼。MPEG音頻編碼的層次越高，編碼器越復雜，壓縮率也越高，MP1和 MP2的壓縮率分別為4：1 和 6：1-8：1，而 MP3的壓縮率則高達10：1-12：1，也就是說，一分鐘 CD音質的音樂，未經壓縮需要 10MB的存儲空間，而經過 MP3壓縮編碼后只有 1MB左右。

　　MP3文件大體分為三部分：TAG_V2(ID3V2)，frame, TAG_V1(ID3V1)。ID3是一個標記MPEG的標準，具體的講，這些標記是用來指明歌曲的作者、演唱者，年月、所屬專輯等信息，這樣，播放器在播放時可以讀出并顯示這些信息。

　　每個 frame都有一個幀頭frameHEADER，長度是4BYTE（32bit）,幀頭后面可能有兩個字節的CRC校驗，這兩個字節的是否存在決定于 frameHEADER信息的第 16bit，為0則幀頭后面無校驗，為 1則有校驗, 校驗值長度為 2個字節，緊跟在 frameHEADER后面，接著就是幀的實體數據了，格式如下：

　　3、硬件設計

　　（1）、硬件方案選擇 本設計選用 ATMEL公司的 AT89C51SND1C芯片作為 MP3播放器的主控制器。主控制器的選定其實也取決于 MP3方案的選定。

　　從技術角度上說，MP3播放器有多種實現方案，其中分類方法也較多，這里僅從 MP3解碼方式和硬件類型方面進行分類，大體可分為：（1）分離芯片的 MP3播放器；（2）集成 MP3功能單片機的 MP3播放器；（3）定制 ASIC電路的 MP3播放器；（4）采用 FPGA實現MP3播放器；（5）混合 MCU/DSP器件播放器。經過各種資料的搜索和比較，最后總結出三種有代表性的 MP3方案。如表 2所示：

　　由上表的分析結果及本設計的實際情況,最后選定了方案1,方案內容如下: AT89C51SND1C:CPU+解碼器+USB控制器；CS4330A：D/A轉換；任意雙路運算放大芯片： 音頻放大；K9F5608：32M Flash存儲器；最后選定了集成 MP3解碼器的 MP3播放器方案，選擇了 AT89C51SND1C作為主控制器。

　　（2）、AT89C51SND1C簡介 [5-6]