基于ISP1362的U盘MP3播放器设计

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作者：李国峰董海坤张勇邵巍高平高丕涛时间：2007-02-08 来源：电子设计应用收藏

播放器与存储器的一体化设计对MP3播放器的便携性起了关键性的作用，但与此同时，它又带来了很多新的问题。比如存储容量固定，如果想装下更多的歌曲只能去购买新的产品，造成了巨大的浪费。另一方面，一体化又限制了MP3播放器在其它领域的应用，比如汽车电子等。于是，将存储器与播放器分离，成为MP3的另一发展方向，也是开发这款U盘MP3播放器的意义所在。

主要芯片简介

AT89C51SND1是ATMEL推出的基于8位C51 MCU内核的MP3解码器芯片。它内置MP3硬件解码器，支持48kHz、44.1kHz、32kHz、24kHz、22.05kHz及16kHz采样频率，具有重低音、中音、高音均衡控制和重低环绕声效果。它可以适应市场上不同DAC的可编程音频输出接口，兼容PCM和I2S格式。内置2304B RAM和64KB Flash程序空间，方便用户增加复杂的功能。并通过内置锁相环提供MP3和音频时钟以及USB时钟。

要想读取U盘，USB主机控制器必不可少。为了将来进一步升级系统，本文选用了功能强大的USB－OTG芯片ISP1362。ISP1362在单芯片上集成了OTG控制器、高级主机控制器和外设控制器。ISP1362的OTG控制器完全兼容USB2.0以及On-The-Go Supplement 1. 0协议，主机和设备控制器兼容USB 2. 0协议，并支持12Mbps的全速传输和1.5Mbps的低速传输。

系统框架图

　　图1 系统框架图

系统硬件结构

整个系统的搭建围绕AT89C51SND1进行，如图1所示。由于其内部具有硬件解码器，因此电路构成并不复杂。首先由单片机控制ISP1362，将U盘中的MP3文件读取出来，送到硬件解码器进行解码。解码之后由数字音频接口将数字信号传送至音频DAC CS4330，转换之后产生音频信号。由于DAC输出的信号功率有限，在后端又加入了运算放大器，经过放大之后的信号就可以直接输出给音箱或耳机等设备了。

AT89C51SND1是基于51内核的单片机，因此，最小系统结构非常简单。除了传统单片机的晶振和复位电路之外，还有PLL滤波电路和USB接口电路，如图2所示。

PLL滤波电路及USB接口电路

　　图2 PLL滤波电路及USB接口电路

ISP1362是16位总线结构，不能直接和8位单片机接口。因此，将单片机的P0和P2口一同作为数据总线接至ISP1362的16位总线上，将、、分别接到单片机的P3.4、P3.7和P3.6，通过仿真读写时序控制它的数据读取等操作。

除了这些基本的总线连接，ISP1362还需要连接一些特殊的控制引脚：

A0：用于决定控制器处于命令状态还是数据状态：0表示数据状态，1表示命令状态；

A1：用于决定控制器工作于主机还是设备控制模式：0表示处于主机控制(HC) 模式；1表示处于设备控制(DC) 模式。

接至MCU的P1.5。P1.5＝0时表示处于OTG工作状态，P1.5＝1则表示处于非OTG状态。

INT1_USB、INT2_USB分别接至MCU的INT0和INT1引脚，用以产生中断。

ISP1362有两个USB端口，分别是OTG端口和主机端口。因为OTG端口包含了主机功能，所以系统中使用OTG端口来连接U盘。根据USB2.0协议，USB主机需要2个15k降南吕缱瑁玂TG端口同时又可作为设备端口使用，而设备是没有下拉电阻的。因此ISP1362提供了“软连接”机制，通过内部的寄存器来控制电阻的连接与否。所以在硬件设计时并不需要在外部加下拉电阻。而为开漏输出，因此加入了一个10kW的上拉电阻R14_USB。如图3所示。

OTG端口电路图