主要芯片簡介

AT89C51SND1是ATMEL推出的基于8位C51 MCU內(nèi)核的MP3解碼器芯片。它內(nèi)置MP3硬件解碼器，支持48kHz、44.1kHz、32kHz、24kHz、22.05kHz及16kHz采樣頻率，具有重低音、中音、高音均衡控制和重低環(huán)繞聲效果。它可以適應(yīng)市場上不同DAC的可編程音頻輸出接口，兼容PCM和I2S格式。內(nèi)置2304B RAM和64KB Flash程序空間，方便用戶增加復(fù)雜的功能。并通過內(nèi)置鎖相環(huán)提供MP3和音頻時鐘以及USB時鐘。

要想讀取U盤，USB主機控制器必不可少。為了將來進一步升級系統(tǒng)，本文選用了功能強大的USB－OTG芯片ISP1362。ISP1362在單芯片上集成了OTG控制器、高級主機控制器和外設(shè)控制器。ISP1362的OTG控制器完全兼容USB2.0以及On-The-Go Supplement 1. 0協(xié)議，主機和設(shè)備控制器兼容USB 2. 0協(xié)議，并支持12Mbps的全速傳輸和1.5Mbps的低速傳輸。

　　圖1 系統(tǒng)框架圖

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

整個系統(tǒng)的搭建圍繞AT89C51SND1進行，如圖1所示。由于其內(nèi)部具有硬件解碼器，因此電路構(gòu)成并不復(fù)雜。首先由單片機控制ISP1362，將U盤中的MP3文件讀取出來，送到硬件解碼器進行解碼。解碼之后由數(shù)字音頻接口將數(shù)字信號傳送至音頻DAC CS4330，轉(zhuǎn)換之后產(chǎn)生音頻信號。由于DAC輸出的信號功率有限，在后端又加入了運算放大器，經(jīng)過放大之后的信號就可以直接輸出給音箱或耳機等設(shè)備了。

AT89C51SND1是基于51內(nèi)核的單片機，因此，最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常簡單。除了傳統(tǒng)單片機的晶振和復(fù)位電路之外，還有PLL濾波電路和USB接口電路，如圖2所示。

　　圖2 PLL濾波電路及USB接口電路

ISP1362是16位總線結(jié)構(gòu)，不能直接和8位單片機接口。因此，將單片機的P0和P2口一同作為數(shù)據(jù)總線接至ISP1362的16位總線上，將   、、分別接到單片機的P3.4、P3.7和P3.6，通過仿真讀寫時序控制它的數(shù)據(jù)讀取等操作。

除了這些基本的總線連接，ISP1362還需要連接一些特殊的控制引腳：

A0：用于決定控制器處于命令狀態(tài)還是數(shù)據(jù)狀態(tài)：0表示數(shù)據(jù)狀態(tài)，1表示命令狀態(tài)；

A1：用于決定控制器工作于主機還是設(shè)備控制模式：0表示處于主機控制(HC) 模式；1表示處于設(shè)備控制(DC) 模式。

接至MCU的P1.5。P1.5＝0時表示處于OTG工作狀態(tài)，P1.5＝1則表示處于非OTG狀態(tài)。

INT1_USB、INT2_USB分別接至MCU的INT0和INT1引腳，用以產(chǎn)生中斷。

ISP1362有兩個USB端口，分別是OTG端口和主機端口。因為OTG端口包含了主機功能，所以系統(tǒng)中使用OTG端口來連接U盤。根據(jù)USB2.0協(xié)議，USB主機需要2個15k降南呂繾瑁玂TG端口同時又可作為設(shè)備端口使用，而設(shè)備是沒有下拉電阻的。因此ISP1362提供了“軟連接”機制，通過內(nèi)部的寄存器來控制電阻的連接與否。所以在硬件設(shè)計時并不需要在外部加下拉電阻。而 為開漏輸出，因此加入了一個10kW的上拉電阻R14_USB。如圖3所示。

　　圖3 OTG端口電路圖

AT89C51SND1C及ISP1362的初始化

在開始播放MP3文件之前，需要一系列初始化操作。這些操作是通過設(shè)置AT89C51SND1C及ISP1362內(nèi)部的相關(guān)寄存器來完成的。

AT89C51SND1C的初始化

為了正常播放MP3文件，首先要對主控制器AT89C51SND1C進行以下幾方面的設(shè)置。

鎖相環(huán)初始化

MP3解碼器和音頻輸出接口使用的都是內(nèi)部鎖相環(huán)提供的時鐘。鎖相環(huán)的初始化是通過設(shè)置PLLCON、PLLNDIV和PLLNDIV來完成的。其輸出頻率的計算公式為：PLLclk=OSCclk