開題報告-----車載數(shù)字音頻接口設計

1、<p>　　畢業(yè)設計（論文）開題報告</p><p>　　課題名稱：車載數(shù)字音頻接口設計</p><p><b>　　指導老師： </b></p><p><b>　　學生：</b></p><p><b>　　班級： </b></p><p>

2、;<b>　　學號： </b></p><p>　　專業(yè)：電子信息科學與技術（電子信息工程）</p><p><b>　　時間： </b></p><p>　　“車載數(shù)字音頻接口設計”開題報告</p><p>　　現(xiàn)有汽車收放機大多為帶AM/FM功能的磁帶機，CD/DVD機，而今，隨著現(xiàn)代存儲技術的

3、飛速發(fā)展，便攜的數(shù)字存儲設備已經(jīng)成為主流；同時廉價、高品質、檔案小的MP3格式音樂的大量出現(xiàn)，再加上MP3很容易在Internet上散布，MP3將取代磁帶和CD而成為新世紀的主流音樂格式，對汽車來說更是一個最完美的音樂格式。MP3汽車音響的時代已經(jīng)來臨了，汽車音響業(yè)也紛紛推出具備MP3播放功能的汽車音響主機,快速接收CD在汽車內生存的空間。</p><p>　　特別是近期USB HOST MP3解碼模塊產(chǎn)品的出現(xiàn)

4、，完善了MP3播放功能的汽車音響主機在USB方向的空白。該方案提供一個主USB接口，插上U盤即可播放U盤里的MP3文件、可廣泛應用于家用音響/音箱，公共廣播系統(tǒng)，車載CD，惡劣環(huán)境中需要播放音樂的場合等等。</p><p>　　目前關于音頻接口的設計雖然比較多，但功能比較單一，而且用于車載的數(shù)字音頻接口還比較少。文中提出了車載的數(shù)字音頻接口的新概念，為現(xiàn)有通用存儲設備提供了解決方案。車載的數(shù)字音頻接口為MMC/S

5、D記憶卡、U盤、移動硬盤、ATA接口硬盤和CD-ROM提供接口支持。</p><p><b>　　一、 課題研究背景</b></p><p>　?。ㄒ唬﹪鴥韧獾难芯楷F(xiàn)狀 </p><p>　　1、汽車收放設備與存儲設備缺少通用的接口</p><p>　　通過對21hifi.com網(wǎng)上的汽車音響板塊中的熱賣產(chǎn)品和全球阿里巴

6、巴中的各廠家求購Car Audio所列出的要求來看， 能夠讀取硬盤和更多數(shù)字存儲設備的車載播放設備越來越引起商家和消費者的青睞。</p><p>　　2、汽車收放設備數(shù)字化程度不高</p><p>　　從磁帶機，到CD機都是模擬控制，這樣的設計對于長時間的惡劣工作環(huán)境下，很不穩(wěn)定容易老化或出現(xiàn)機械故障，容易受到外界各種因素的干擾。而數(shù)字化的設計不僅靈活性好，功能強大，抗干擾性能更是模擬設備

7、無法比擬。數(shù)字化將是產(chǎn)品走向未來市場的必然趨勢。</p><p>　　3、對于充分利用手上存儲設備的流行解決方案</p><p>　　方案一： 用轉接器直接將MP3播放器的輸出連接到汽車錄音座，然后從汽車音響的喇叭播放出來.這種作法，音響面板接了好幾條線，看起來就挺難受的，轉接器硬體設備在車室里該怎么安置,也是個問題。</p><p>　　方案二：一種蠻便宜的FM頻

8、道無線發(fā)射器，作法基本都很類似，將FM頻道無線發(fā)射器插入您的MP3播放器的耳機插孔，找一個沒有被占用的收音機頻率，MP3播放器的輸出便透過無線發(fā)射器傳到車載收放機或任何音響系統(tǒng)的FM頻道播放，像是自己架設了一個自制音樂節(jié)目，完全沒有廣告的電臺一樣。使用這種方法在車內播放MP3非常方便，特殊的一點是MP3播放器和FM發(fā)射器都是Portable可攜帶式的，對于出租車旅行的朋友來說也十分方便。找不到空余的FM頻道也許會是個問題，音質對于非常講

9、究的音響迷而言也不是很好，收音機會受到外界的雜音干擾，靜電的問題都會存在，這算是一個便宜方便雖然不太完美的解決方式。</p><p>　?。ǘ┱n題研究的意義 </p><p>　　1、提高現(xiàn)有存儲設備的利用率</p><p>　　數(shù)字音頻接口設計正好為MMC/SD記憶卡、U盤、移動硬盤、ATA接口硬盤和CD-ROM提供接口支持。為這些存儲設備提供便利，不僅如此，她

10、還可以成為硬盤轉USB的接口，MMC/SD記憶卡的讀卡器，將各種設備的文件相互拷貝。</p><p>　　2、充分利用網(wǎng)絡資源</p><p>　　MP3更重要的價值是由于其檔案小，MP3格式的音樂很容易在Internet上散布。我們可以利用便攜的存儲設備直接到網(wǎng)上下載，如果不考慮版權問題，可以隨心所欲聽自己喜愛的歌曲，這樣既可以避免很多CD碟片帶來的體積與美觀問題，更能節(jié)約成本，可謂一舉

11、多得。</p><p>　　3、完善數(shù)字技術在汽車收放機上的應用</p><p>　　在數(shù)字技術飛速發(fā)展的今天，模擬式的媒體播放設備已經(jīng)逐漸被淘汰，而車載媒體播放器，現(xiàn)在大多數(shù)都還是磁帶式或比其稍微高級的CD播放器，市場上能夠讀取硬盤或U盤的設備甚少，更沒有能夠讀取多種流行便攜存儲設備的車載播放器。數(shù)字音頻接口的設計從存儲設備的兼容性出發(fā)，為完善車載播放器的數(shù)字化領跑，帶動車載播放器數(shù)字化

12、的迅速發(fā)展。</p><p><b>　　二、課題研究內容 </b></p><p>　?。ㄒ唬┭芯康闹饕獌热?lt;/p><p>　　1、點陣式液晶的驅動</p><p>　　2、USB主控器接口的開發(fā)</p><p><b>　　3、方案的擴展</b></p>

13、<p>　?。?）IDE/ATAPI(硬盤/CD－ROM)接口的開發(fā)</p><p>　　（2）MMC/SD接口的開發(fā)</p><p><b>　?。ǘ┱w方案</b></p><p><b>　　1、方案結構框圖</b></p><p>　　圖2.1 車載數(shù)字音頻接口系統(tǒng)框圖<

14、/p><p>　　由圖2.1 可知，存儲器里的媒體文件首先被讀取到MCU的RAM中，然后又被送到MCU的解碼芯片中，解碼后的數(shù)據(jù)以I2S的格式輸出，經(jīng)過DAC的轉換，音頻數(shù)據(jù)被還原成模擬音頻，再經(jīng)過運放的驅動，由揚聲器傳出。單片機可以直接管理存儲器，或者通過上位機來管理MMC/SD卡或IDE硬盤。</p><p><b>　　2、主要方案選擇 </b></p>

15、<p>　?。?）方案中的MCU主控器芯片選用ATMEL公司的AT89C51SND1C，這是一款很特別的多接口解碼芯片，該芯片不僅自帶MP3硬件解碼器，而且在接口設計方面的表現(xiàn)很優(yōu)秀，它集成了很多當今流行的接口如：</p><p>　　·USB Rev1.1控制器</p><p>　　·兼容Multimedia Card (MMC)卡接口</p>

16、;<p>　　·兼容Atmen Data Flash SPI接口</p><p>　　·兼容IDE/ATAPI(硬盤/CD－ROM)接口</p><p>　　·軟件編程的Smart media接口</p><p><b>　　·主從I2C控制器</b></p><p>

17、;<b>　　·主從SPI控制器</b></p><p>　　·4位可中斷的鍵盤接口，可組成4 × n矩陣鍵盤</p><p>　　·帶有波特率發(fā)生器的標準通用異步串口</p><p>　　·具有適應市場上不同的DAC的可編程的音頻輸出接口</p><p>　　這些接口的

18、配制，從硬件的角度看，用AT89C51SND1C來設計數(shù)字接口，電路是比較簡單的，而且還提供了很大的擴展空間，給設計帶來了很多方便。</p><p>　?。?）方案中的USB設備接口芯片選用南京沁恒公司的CH375，CH375是一個USB總線的通用接口芯片，支持HOST主機方式和SLAVE設備方式。 </p><p>　　在本地端，CH375 具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸

19、出，可以方便地掛接到單片機/DSP/MCU等控制器的系統(tǒng)總線上。在USB主機方式下，CH375還提供了串行通信方式，通過串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片機/DSP/MCU等相連接。CH375的USB主機方式支持各種常用的USB全速設備，外部單片機/DSP/MCU可以通過CH375按照相應的USB協(xié)議與USB設備通信。</p><p>　　（三）課題研究中的重難點以及解決方案</p><p&g

20、t;　　本項目的研究關鍵在于器件方案的選擇，合適的核心芯片，在很大程度上能夠提高開發(fā)效率，降低開發(fā)成本；而研究的重點和難點將會是USB主控器接口的開發(fā)、FAT文件系統(tǒng)和IDE/ATAPI(硬盤/CD－ROM)接口的開發(fā)，這些問題主要體現(xiàn)在程序的設計上。</p><p>　　為了提高開發(fā)效率，可以在芯片的提供商那里得到很多該芯片的應用資料，也可以到Internet上找一些網(wǎng)友應用該芯片的一些資料，然后綜合這些資料開

21、始設計與調試。</p><p>　?。ㄋ模┱n題的研究目標 </p><p>　　本項目的研究目標是：設計一臺帶數(shù)字功放的數(shù)字音頻接口，該接口可以讀取USB口的硬盤和U盤中的MP3格式文件，同時還帶有鍵盤控制和LCD顯示，擴展后還可以接ATA接口的硬盤、MMC/SD記憶卡和CD－ROM。 </p><p>　?。ㄎ澹╊A期成果形式 </p><p&g

22、t;<b>　　1、論文 </b></p><p>　　發(fā)表有關車載音響數(shù)字化設計的應用論文。</p><p><b>　　2、產(chǎn)品研究 </b></p><p>　　將研究的產(chǎn)品移植并試用到車載音響中。</p><p>　　三、研究方法與技術路線 </p><p>　?。ㄒ?/p>

23、）研究方法與步驟 </p><p>　　本項目的研究主要采用理論推導，試驗調試等方法。</p><p>　　1、方案的選取，通過對所選芯片的兼容性，選取合適的外圍器件，將采用理論推導的方法。</p><p>　　2、實際制作PCB，并調試，將采用理論與試驗相結合的方法。</p><p>　　3、軟件的設計與調試，將采用試驗調試的方法。<

24、/p><p><b>　?。ǘ╆P鍵技術 </b></p><p>　　1、PCB的優(yōu)化設計 ；</p><p>　　2、C51核單片機的編程技術 ； </p><p><b>　　四、研究基礎</b></p><p>　　（一）已有相關成果 </p><p&

25、gt;　　可參考“基于AT89C51SND1C的MP3播放器” 。</p><p><b>　?。ǘ┭芯織l件</b></p><p>　　湖北汽車工業(yè)學院電子信息科學系實驗室</p><p>　　五、進度安排：　　　 </p><p>　　2006年3月 收集資料，方案確定 ；</p>&l

26、t;p><b>　　PCB設計；</b></p><p>　　液晶驅動的程序設計 ；</p><p>　　鍵盤驅動的程序設計 ；</p><p>　　2006年4月 </p><p>　　硬件電路的安裝與調試 </p><p>　　USB主控器讀取USB設備的程序設計 ；<

27、/p><p>　　擴展IDE接口的程序設計 ；</p><p>　　2006年5月－6月 </p><p><b>　　聯(lián)合調試 ；</b></p><p><b>　　論文寫作 ；</b></p><p><b>　　六、參考文獻 </b></p&

28、gt;<p>　　[1] 宋群生，宋亞瓊 編著. 硬盤扇區(qū)讀寫技術. 北京：機械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[2] 博創(chuàng)科技 編著. MP3播放器與U盤設計. 北京：清華大學出版社，2004</p><p>　　[3] 馬延飛 主編. MPEG音頻第Ⅲ層編碼的算法研究與硬件實現(xiàn). 西安：西安電子科技</p><p><b>

29、;　　大學，2002</b></p><p>　　[4] 吳紹榮 主編. MPEG-2編碼系統(tǒng)研究與設計. 西安：電子科技大學，2002</p><p>　　[5] 余熄存，曹國華. 單片機原理及接口技術．西安電子科技大學出版，2000</p><p>　　[6] 許永和 編著. 8051單片機USB接口程序設計(下). 北京：北京航空航天大學出

30、版</p><p><b>　　社，2004</b></p><p>　　[7] 趙亮 等編著. 單片機C語言編程與實例. 南京：人民郵電出版社，2003</p><p>　　[8] 李軍 主編. 51系列單片機高級實例開發(fā)指南. 北京航空航天大學出版社，2004</p><p>　　[9] AT89C51SND1

31、芯片說明. ATMEL公司 </p><p>　　[10] 譚浩強 主編. C語言程序設計. 北京：清華大學出版社，2001 </p><p>　　[11] 肖踞雄，翁鐵成，宋中慶 編著. USB技術及應用設計. 北京：清華大學出版社，2003</p><p>　　[12] 張偉，王力，趙晶 編著. Portal DXP 入門與提高. 南京：人民郵電出版社，20