申请STM32F0开发板----苹果版MP3播放器

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本帖最后由 andery88 于 2012-10-18 16:54 编辑

项目说明：
从我看到STM32F0方案征集活动开始，我就开始了解STM32F051R8T6 ARM芯片的性能，发现其有多大16通道12位AD转换器，并且转换时间最低为1us满足语音采样的要求，因此，可以用其来作为该“苹果版MP3播放器”的声音的录制，STM32F051R8T6内部集成的USART可用作SPI通信驱动，从而实现以SPI模式读写SD卡，而SD卡里存储的正是准备播放的声音文件，具体声音文件的格式暂定位.wav格式，其它格式（mp3等）再做考虑。当苹果版MP3播放器播放时，STM32F0芯片从SD卡中读取出声音数据并做适当的解码处理，将其输出至芯片内部集成的1路12位的DA数模转换器端口，将数字声音信号转化为模拟声音信号，然后，模拟声音信号经过滤波、功率放大最终驱动耳机、喇叭等将声音播放出来；当苹果版MP3播放器录音是，声音经话筒、初级功放、滤波、二级功放、限幅电路最终送至一路12位的A/D转换器中将模拟声音信号转化为数字声音信号，然后，通过SPI通信接口将此声音数据存储到SD卡中，以备播放时使用。

说到这里大家也许会问，为什么这个播放器的名称叫：苹果版MP3播放器呢，是这样的，本播放器的控制功能（播放、停止、暂停、快进、后退、上一曲、下一曲等）不是有普通的机械按键来完成，而是采用电容式触摸屏来完成，这里就用我手头的一款TI的MSP430电容式触摸板（MSP430 Capacitive Sense BoosterPack）来实现，如下图所示：

通过对MSP430的编程将获取到的电容式触摸板的信号经串口传至STM32F051芯片内，STM32F051芯片通过判读RS232串口数据来控制苹果版MP3播放器的工作。当然，虽然叫苹果版，单是这款mp3的音质肯定远不及正版啊，哈哈！

当然，一个播放器怎能离得了显示屏，就目前现状，手头咱只有LCD1602液晶，所以，播放器的显示器暂定为LCD1602液晶显示屏，如下图所示：

对于STM32F051芯片来说，驱动TFT液晶屏是其强项，所以，后期拟采用TFT液晶屏来作为此播放器的显示屏。

苹果版mp3播放器的功能还相当简单，仅仅提供了一个语音处理平台，这其中的STM32F051芯片还远远没有发挥其应有的快速处理功能，我拟再以后的升级中，将简单的语音识别也植入进去，可能支持不了复杂的语音识别算法，但是对于孤立字或词的识别还是很容易实现的，到时，用来传输控制命令的就不是电容式触摸板了，而是声音信号，对着话筒就可以控制此装置执行相应的功能，到时，改名为智能声音识别器。。。

功能实现：
苹果版MP3播放器要实现的功能，在项目说明里也都有了详细的说明，这里我再汇总一下：

1） STM32F051芯片通过ADC采集外部模拟信号，并以SPI模式存储至SD卡中

2） STM32F051芯片以SPI模式从SD卡中读取声音文件，经内部解码后由DAC输出模拟声音信号

3）由TI-MSP430电容式触摸板以RS232串口与STM32F051芯片进行通信，通过触摸板信号来控制STM32F051芯片执行相应的操作，从而实现播放器的播放、停止、暂停、快进、后退、上一曲、下一曲等功能

4）播放器工作状态的显示在LCD1602液晶显示屏上

播放器升级为智能语音识别器后，新增功能：

5）孤立字或词的识别，从而控制STM32F051芯片执行相应的功能

6）显示采用TFT液晶屏显示

7）配合上位机软件实现更强大的智能语音控制功能

方案流程：

如上图所示，为播放器的方案流程示意图，包括：

1）声音信号的采集模块（声音模拟量处理前端，如图左部分所示）

2）数据的存储模块（SD卡的SPI模式读写，如图下部分所示）

3）声音信号的播放模块（声音模拟量还原处理，如图右部分所示）

4）控制信号输入模块（MSP430电容式触摸板RS232方式输入，如图左上部分所示）

5）工作状态显示模块（LCD1602液晶屏显示，如图右上部分所示）

6）处理器模块（STM32F0开发板，如图中部所示）

各模块之间数据的流向可参考图中箭头的指向。

可行性分析：

1）AD采样的可行性分析：

2）硬件的可行性分析：

目前手头已经具备的硬件模块：MSP430电容式触摸板、LCD1602液晶显示屏、MIC放大调理电路、声音功放模块、SD卡及SD卡模块，如果能够申请到STM32F0开发板，那么整个硬件电路就可以组合完成，余下的就是编写程序，然后进行调试即可。

3） STM32F0芯片处理能力可行性分析：

Cortex-M0处理器，是市场上现有的最小、能耗最低、最节能的ARM处理器。而STM32F0最大工作频率达48MHz，虽然其在复杂算法的实现上有些困难，但是对于本播放器来说要完成的运算功能很简单，比较复杂的只有声音的编解码，这种复杂度又取决于声音文件的类型，这里采用.wav文件格式，以使算法的复杂度降到最低，后期，考虑运行其它算法，进而也验证一下STM32F0芯片的处理能力。

4） STM32F0芯片人机交互可行性分析：

STM32F0芯片还支持18位电容式感应通道，后期可尝试去掉MSP430，而直接由STM32F0芯片的电容式感应通道来驱动电容式触摸板。

好了，最后期待着能够申请到本次活动的STM32F0开发板，来实现苹果版mp3播放器！

谢谢！