標(biāo)簽：DSP  播放器

1 引 言

在當(dāng)今的數(shù)字化時代背景下，DSP已成為通信、計算機(jī)、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的基礎(chǔ)器件，被譽(yù)為信息社會革命的旗手。寧波大學(xué)也十分重視DSP芯片技術(shù)的教學(xué)與研究，但開設(shè)DSP芯片技術(shù)課程的時間很短，僅兩三年的時間，2004年底才引進(jìn)了ICETEK-VC5416-USB/PP-EDU型DSP教學(xué)實驗系統(tǒng)。而我們現(xiàn)有的實驗內(nèi)容僅僅是一些驗證性的實驗，每個實驗項目都是局限于對實驗箱中某一單一功能進(jìn)行的，缺乏針對性，更不適合寧波大學(xué)特色辦學(xué)--短學(xué)期的教學(xué)，這些問題對正常教學(xué)工作的開展造成了很大不利，不能鍛煉學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計能力。因此，迫切要求開發(fā)出適合于短學(xué)期教學(xué)的實驗項目。

目前音樂播放系統(tǒng)(mp3)正由單一的播放功能逐步向集錄音、收音、視屏播放等功能于一體的方向發(fā)展，對處理芯片的要求日益提高。DSP芯片體積小、功耗低、處理速度快，非常適合新的音樂播放系統(tǒng)的應(yīng)用。本課題組成員針對我校開設(shè)的專業(yè)課《DSP芯片技術(shù)應(yīng)用》及《DSP芯片應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計》兩門課程的特點及TMS320C54X系列DSP芯片的應(yīng)用場合，努力探索了一套適合于培養(yǎng)學(xué)生軟硬件系統(tǒng)設(shè)計能力的實驗方案，從而提高學(xué)生解決實際應(yīng)用問題的能力，并設(shè)計開發(fā)了基于DSP教學(xué)實驗箱的音樂播放應(yīng)用系統(tǒng)，本文主要介紹了該系統(tǒng)的設(shè)計過程和測試結(jié)果。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)設(shè)計思路

一款普通的播放器主要有以下幾個部分：數(shù)據(jù)端口、內(nèi)存、微處理器、數(shù)字信號處理器、顯示屏、播放控制、音頻端口、放大器、電源等。DSP的實驗箱的顯示/控制模塊主要由以下幾部分組成：液晶顯示、鍵盤輸人、音頻輸出、電機(jī)轉(zhuǎn)動等?？梢詫⒁壕э@示部分來代替LCD顯示控制器，而鍵盤可以充當(dāng)音樂播放器的按鍵，音頻輸出則相當(dāng)于音樂的產(chǎn)生，而電機(jī)轉(zhuǎn)動則是模仿一個安全的音樂播放系統(tǒng)，他設(shè)置了門禁限制，只有輸入正確密碼才能進(jìn)入，進(jìn)入系統(tǒng)或退出系統(tǒng)時，電機(jī)逆向轉(zhuǎn)動或正向轉(zhuǎn)動。系統(tǒng)框圖如圖1所示。 2.2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計

(1)液晶部分

液晶顯示模塊的訪問、控制是由5416DSP對擴(kuò)展I/O接口的操作完成。

控制I/O口的尋址：命令控制I/O接口的地址為0x8001，數(shù)據(jù)控制I/O接口的地址為0x8003和0x8004，輔助控制I/O接口的地址為0x8002。

發(fā)送控制命令：向液晶顯示模塊發(fā)送控制命令的方法是通過向命令控制I/O接口寫入命令控制字，然后再向輔助控制接口寫入0。

(2)鍵盤部分

鍵盤輸入功能主要提供控制信號和數(shù)據(jù)的輸入。鍵盤的掃描碼由DSP的I/O擴(kuò)展地址0x8001給出，當(dāng)有鍵盤輸入時，讀此端口得到掃描碼，當(dāng)無鍵按下時讀此端口的結(jié)果為0。各按鍵的掃描碼排列如圖2所示。

(3)蜂鳴器和步進(jìn)電機(jī)部分

步進(jìn)電機(jī)和蜂鳴器的原理都是按照一定的頻率改變通用輸出口的高低電平來驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)或蜂鳴器。18個McBSP引腳：當(dāng)MCBSP的發(fā)送和接收部分處于復(fù)位狀態(tài)時，可以將BCLKX0/1/2，BCLKR0/1/2，BDR0/1/2，BFSX0/1/2，BDX0/1/2作用通用I/O引腳，引腳主要由引腳控制寄存器(PCR)控制。對通用I/O進(jìn)行的操作主要是設(shè)置通用串口寄存器，涉及到的寄存器有串口控制寄存器SPCR1，SPCR2和引腳控制寄存器PCR。

2.2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件設(shè)計主要包括三大功能模塊：通行認(rèn)證、修改密碼、音樂播放，其核心部分是音樂播放，系統(tǒng)軟件設(shè)計總體框圖如圖3所示。

(1)通行認(rèn)證

通行認(rèn)證需要完成的任務(wù)是判斷輸入的通行證是否正確。在通行證輸入頁面，液晶屏顯示當(dāng)前的密碼位，當(dāng)該位密碼輸入以后，將顯示一個"*"符號，我們設(shè)定的密碼位數(shù)為6位，密碼的符號可以為鍵盤上的"0"～"9"，當(dāng)6位密碼完整輸入以后，反白顯示"F確認(rèn)"菜單，提示確認(rèn)密碼。如果用戶發(fā)現(xiàn)密碼輸入有誤，可以隨時按照屏幕上的提示"E重新輸入密碼"即按E鍵重新輸入密碼。如果此時用戶想放棄進(jìn)入音樂播放系統(tǒng)的請求，可以按照屏幕提示"D退出"按D鍵返回到待機(jī)頁面。如果連續(xù)輸錯密碼三次系統(tǒng)會報警。密碼正確進(jìn)入系統(tǒng)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動進(jìn)入音樂播放界面。 (2)修改密碼

系統(tǒng)的密碼保存在password變量中，可以通過修改password變量值來修改密碼。在修改密碼之前一定要先輸入舊密碼，防止密碼被任意篡改。在輸入新密碼的過程中，為保證新密碼是用戶要設(shè)定的密碼，程序要求輸入兩次新密碼，在確認(rèn)兩次輸入一致時才更新密碼。在密碼不一致的情況下返回設(shè)定密碼頁面。

(3)音樂播放

如圖4所示，進(jìn)入音樂播放主菜單后，系統(tǒng)會提示用戶選擇需要播放的曲目，用戶選擇好播放曲目進(jìn)入播放界面。此時的播放界面主要有以下幾個功能：音樂播放，音樂暫停，回放，快進(jìn)，退出系統(tǒng)等。在音樂播放時鍵入0后音樂播放暫停，進(jìn)入暫停頁面，暫停后用戶可以選擇上一曲或者下一曲也可以選擇繼續(xù)播放，如果用戶想選擇其他播放曲目，可以通過回到播放主菜單的方式去選擇所需要的播放曲目。 3 系統(tǒng)測試結(jié)果及分析

我們完成了一個音樂播放系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試，主要功能有通行認(rèn)證、自動開門、自動報警、音樂播放和密碼修改等，圖4示出了系統(tǒng)的部分測試結(jié)果。

系統(tǒng)首先顯示基本頁面，頁面的信息可以按需要進(jìn)行設(shè)定，然后進(jìn)入歡迎頁面(a)，隨后出現(xiàn)提示頁面，用戶按A或B鍵來修改密碼或進(jìn)入音樂播放系統(tǒng)。

若進(jìn)入音樂播放系統(tǒng)，則首先應(yīng)輸入密碼進(jìn)行通行驗證，如圖4(b)所示，當(dāng)密碼達(dá)到6位時，F(xiàn)確認(rèn)鍵閃爍顯示，以提示用戶，密碼正確則顯示(c)頁面，密碼錯誤則進(jìn)入重置密碼頁面和報警頁面(d)，允許用戶輸入三次密碼，否則報警，按D鍵則退出系統(tǒng)。(e)圖為曲目選擇頁面，用戶可按數(shù)字鍵(1，2，3，4)選擇相應(yīng)的歌曲播放，在曲目播放頁面(f)中，用戶可完成暫停、回放、快進(jìn)和退出等功能，其中在暫停頁面，還可完成繼續(xù)、上一曲、下一曲、返回主菜單和退出系統(tǒng)等功能，(g)為退出系統(tǒng)頁面，同時電機(jī)順時針轉(zhuǎn)動以同步關(guān)門。

若進(jìn)入修改密碼頁面，用戶先輸入舊密碼，這是防止他人惡意篡改密碼，在連續(xù)兩次輸人新密碼后，提示用戶密碼已經(jīng)修改成功，并進(jìn)入系統(tǒng)，修改密碼頁面如圖4(h)所示。

3結(jié) 語

我們設(shè)計了一個基于ICETEK-VC5416-USB/PP-EDU型DSP教學(xué)實驗箱的音樂播放實驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備了音樂播放系統(tǒng)的基本功能，即液晶顯示、鍵盤輸入、歌曲播放、快進(jìn)、回放、暫停等，在此基礎(chǔ)上，我們還添加了系統(tǒng)的安全認(rèn)證和密碼修改功能，使得該系統(tǒng)功能更完善。本系統(tǒng)能夠在實驗箱上穩(wěn)定運(yùn)行，具有簡潔、直觀、安全等優(yōu)點。另外，系統(tǒng)還用到了實驗箱上多個硬件模塊和多個DSP片內(nèi)外設(shè)，對培養(yǎng)學(xué)生軟硬件系統(tǒng)設(shè)計能力提供了良好的實驗方案。