使用STC12C5A60S2单片机实现U盘音频播放器
使用STC12C5A60S2单片机实现U盘音频播放器
U盘即闪存盘，是一种用闪存进行数据存储的介质，通常使用USB插头。U盘体积极小、重量轻、可热插拔也可以重复写入。U盘所储存的数据，现今仍大多通过计算机提取并进行处理，这也局限了U盘的发展范围。
笔者认为，针对某一特定功能，剥离相应数据对计算机的依赖性，一方面可充分利用U盘数据，另一方面也发挥出USB协议的通用性，使U盘实现所用即所得的便携特性。基于此，设计了U盘MP3播放器电路，主要完成U盘存储的音频文件的数据提取及功能运行任务。该播放器等同于个人计算机的音频处理模块，不仅可识别、提取U盘所存储的MP3、WMA或MIDI格式的文件，并可自行完成音频解码等数据处理工作，最后送入扬声器或耳机进行播放。
1播放器组成原理框图
播放器组成原理如图1所示，共由3个主要模块组成：单片机处理模块，由STC12C4A60S52单片机及其外围电路组成;U盘读写模块，由CH375及其外围电路组成;为音频解码模块，由VS1003芯片及其外围电路组成。
播放器的工作过程是：MCU通过CH375读取来自USB存储设备的数据，并依据功能键的控制指令，将USB存储设备的相关数据送入音频解码模块，在VS1003解码后，送入扬声器或耳机。设置6个人机交互功能按键，分别实现播放、暂停、上一曲、下一曲、增大音量、减小音量等基本操作功能。
2硬件电路设计
如图1所示，主要完成U盘读写、单片机处理及音频解码3个模块的电路设计。
图1原理方框图
2.1U盘读写模块
U盘读写模块由CH375及其外围电路组成，其构成如图2所示。
图2CH375外围硬件电路
CH375是USB总线通用接口芯片，支持USB主机及从设备方式。在本地端，CH375具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出，可以方便地挂接到单片机
/DSP/MCU/MPU等控制器的系统总线上。在USB主机方式下，CH375还提供了串行通讯方式，通过串行输入、输出和中断输出与单片机/DSP/MCU/MPU等相连接。
CH375的USB主机方式支持常用的USB全速设备，外部单片机可通过CH375按照相应的USB协议与USB设备通讯。CH375还内置了处理Mass-Storage海量存储设备的专用通讯协议的固件，外部单片机可以直接以扇区为基本单位读写常用的USB存储设备。
设计中，CH375采用主机方式，图中J1为USB插座，可连接U盘等存储设备，D1为指示LED,当检测到USB设备连接时灯亮。当TXD引脚连接到地时，CH375工作在并口方式，此时图中JP1接口D0~D7为双向数据总线，连接单片机。
单片机连接图中JP2接口，通过程序控制CH375,其功能及特性如表1所示。表1JP2功能及特性
单片机通过写命令来和数据来控制CH375,并通过CH375获得U盘数据。CH375内置相关的固件程序，自动处理了USB等协议。单片机可以通过CH375直接获取U盘扇区的数据，因此只需处理FAT文件系统层就可以实现对U盘文件的操作。
2.2MCU模块
MCU模块，由STC12C4A60S52单片机及其外围电路组成。STC12C5A60S2是宏晶科技生产的单时钟/机器周期的单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8~12倍，提供Flash程序存储器60kByte,1kByte的EEPROM,片上集成1280ByteRAM.工作电压5.5~3.5 