车载多接口音频播放系统的研究

论文摘要

随着数字技术的飞速发展,越来越多的嵌入式产品开始具有USB接口、SD接口、MMC接口等多接口功能,但是具有多接口的产品大多都主要用于便携式设备和家庭娱乐设备。伴随着汽车工业的蓬勃发展,汽车的性能也得到极大改善,消费者开始期待在汽车中也能得到与便携式和家庭娱乐设备相同的体验。与此同时,以MP3、WMA格式为主的网络压缩音频开始迅速进入汽车行业,于是汽车产业、压缩音频和互联网之间出现一个崭新的结合点:车载音频播放系统。由此可见,如何实现通用的多接口成为车载音频播放系统实现的关键。本文从汽车娱乐和用户需求方面考虑,提出了一种多接口的车载音频播放系统方案,研究了整个系统的软硬件设计思想与实现方法。该方案采用软硬件解码方法,使用户可以通过USB接口、SD接口、MMC接口选择U盘、SD卡、MMC卡上的音乐文件,然后通过音频解码、数模转换、功率放大后,通过汽车音响播放。本系统的设计利用PHILIP公司的ARM7系列的LPC2131芯片作为主控制器,存储介质使用比较普及的U盘、SD卡和MMC卡,解码模块采用VLSI公司的VS1003芯片作为音频解码芯片,实现对音乐文件的解码播放功能。全文根据系统的要求从硬件和软件两部分,分多个模块来安排设计。其中包括LPC2131与解码芯片的通信,与SD、MMC卡和USB接口的通信,FAT16文件系统在ARM平台上的移植,以及人机界面和数字音频解码的程序设计等。本文的设计方案在理论上可行,实际产品也符合市场需求,同时由于采用嵌入式系统构架,系统可以方便的进行功能扩展,由此可见,该系统有很广阔的发展前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的及意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 课题的主要研究内容
• 第2章 车载多接口音频播放系统的相关技术
• 2.1 MPEG 音频压缩标准简介
• 2.2 SD 卡协议规范
• 2.2.1 SD 卡的特性
• 2.2.2 SD 卡的总线拓扑结构
• 2.3 USB 协议规范
• 2.3.1 USB 的总线结构
• 2.3.2 USB 的通信协议
• 2.3.3 USB 的数据传输类型
• 2.4 FAT 文件系统
• 2.5 本章小结
• 第3章 车载多接口音频播放系统的硬件设计
• 3.1 系统总体方案
• 3.2 主控芯片LPC2131
• 3.3 音频解码接口设计
• 3.4 SD 卡接口设计
• 3.5 USB 接口设计
• 3.6 LCD 接口设计
• 3.7 键盘接口设计
• 3.8 DC/DC 电压转换电路
• 3.9 本章小结
• 第4章 系统软件设计
• 4.1 SPI 设置为主机操作
• 4.2 SD 卡的驱动
• 4.2.1 SD 卡的命令格式
• 4.2.2 SD 卡的初始化
• 4.2.3 SD 卡的读操作
• 4.2.4 SD 卡的文件系统
• 4.3 USB 的驱动
• 4.3.1 CH375 的主控能力分析
• 4.3.2 读取U 盘的软件架构
• 4.3.3 读取U 盘存储器软件的实现
• 4.4 音频解码芯片的驱动
• 4.4.1 SCI 串行控制接口
• 4.4.2 SDI 串行数据接口
• 4.4.3 V51003 的初始化
• 4.5 LCD 的驱动
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢