基于STM32+VS1053B的MP3設(shè)計與制作 附源程序

STM32_MP3_完整源碼.7z (1.32 MB, 售價: 1 E幣)

2020-5-24 15:03 上傳

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一、整體介紹

話不多說，先看看整體原理圖：

制作出來的實物圖如下：

整體上，其實也就四個部分：

（1）    STM32主控部分；

（2）    VS1053B音頻解碼部分；

（3）    按鍵控制部分；

（4）    OLED顯示部分；

上電，通過一系列的測試和檢測后，進(jìn)入音樂播放界面，如圖：

第一排顯示的是我的標(biāo)簽，

第二行，顯示的是當(dāng)前播放歌曲的索引、總歌曲數(shù)目以及當(dāng)前聲音大小，

第三行，顯示的是當(dāng)前歌曲的播放進(jìn)度以及位率，

第四行，顯示的是當(dāng)前歌曲名（因為沒有取字庫，所以我就把他翻譯成了英文，肯定是不準(zhǔn)確的，主要目的只是提示自己）。

此外，通過按鍵，可以對播放歌曲進(jìn)行切換和音量的控制。

下面我們來分別看看這四個部分：

二、模塊介紹

1.     stm32主控

這里我們使用的是stm32F103VET6，內(nèi)部Flash有512K，100pin的外部引腳，屬于大容量芯片，足夠我們diy。對于本設(shè)計，stm32這一塊用到的知識點有：SDIO驅(qū)動SD卡，SPI驅(qū)動VS1053B芯片，IIC驅(qū)動OLED；對于程序，用的是stm32標(biāo)準(zhǔn)庫，小伙伴們可以根據(jù)自己的需要，自行決定是否需要補一下相關(guān)方面的知識。

主控就不再多做介紹了，因為太常見了，這里只是提一下。

2.     VS1053B音頻解碼

這一部分的原理圖如圖：

VS1053B，是一款功能比較強大的音頻解碼芯片，該芯片可以實現(xiàn)對MP3/OGG/WMA/FLAC/WAV/AAC/MIDI等音頻格式的解碼，同時還可以支持ADPCM/OGG等格式的編碼，經(jīng)過我的測試，建議大家用最常用的.MP3 格式的音樂文件；

具體的介紹，請看資料里面的資料手冊，那里說的很清楚，我再多說，顯得就很尷尬了。

3.     按鍵

這個常見到不能再常見了，因為需要按鍵對歌曲進(jìn)行切換和音量大小的控制，所以，這里只是簡單的把他列出來而已。

4.     OLED顯示

OLED只是用來顯示提示的作用，這里我們用的是0.96寸4pin的IIC驅(qū)動的OLED，也是非常常見的玩意兒，不清楚使用的，可以看看相關(guān)的資料。

三、程序代碼：

main.c文件：

1. #include "sys.h"
   
2. #include "delay.h"
   
3. #include "usart.h"
   
4. #include "led.h"                       
   
5. #include "oled.h"
   
6. #include "bmp.h"
   
7. #include "key.h"      
   
8. #include "malloc.h"
   
9. #include "sdio_sdcard.h"  
   
10. #include "vs10xx.h"
    
11. #include "mp3player.h"
    
12. #include "exfuns.h"
    
13. //通過串口打印SD卡相關(guān)信息
    
14. void show_sdcard_info(void)
    
15. {
    
16.          switch(SDCardInfo.CardType)
    
17.          {
    
18.                   caseSDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1:printf("Card Type:SDSCV1.1\r\n");break;
    
19.                   caseSDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0:printf("Card Type:SDSCV2.0\r\n");break;
    
20.                   caseSDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD:printf("Card Type:SDHC V2.0\r\n");break;
    
21.                   caseSDIO_MULTIMEDIA_CARD:printf("Card Type:MMC Card\r\n");break;
    
22.          }      
    
23.       printf("Card ManufacturerID:%d\r\n",SDCardInfo.SD_cid.ManufacturerID);    //制造商ID
    
24.         printf("CardRCA:%d\r\n",SDCardInfo.RCA);                 //卡相對地址
    
25.          printf("CardCapacity:%d MB\r\n",(u32)(SDCardInfo.CardCapacity>>20));        //顯示容量
    
26.         printf("CardBlockSize:%d\r\n\r\n",SDCardInfo.CardBlockSize);                          //顯示塊大小
    
27. }
    
28. intmain(void)
    
29. {      
    
30.          delay_init();                   //延時函數(shù)初始化         
    
31.          NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//設(shè)置中斷優(yōu)先級分組為組2：2位搶占優(yōu)先級，2位響應(yīng)優(yōu)先級
    
32.          uart_init(115200);          //串口初始化為115200
    
33.         LED_Init();                               //初始化與LED連接的硬件接口
    
34.          KEY_Init();                                  //初始化按鍵
    
35.          VS_Init();                         //初始化VS1053
    
36.          delay_ms(1000);   //適當(dāng)延時
    
37.          OLED_Init();   //OLED初始化
    
38.          OLED_ColorTurn(0);//0正常顯示，1 反色顯示
    
39.          OLED_DisplayTurn(0);//0正常顯示 1 屏幕翻轉(zhuǎn)顯示
    
40.          OLED_Refresh();  
    
41.          delay_ms(1000);   //適當(dāng)延時
    
42.          my_mem_init(SRAMIN);                  //初始化內(nèi)部內(nèi)存池
    
43.          exfuns_init();                             //為fatfs相關(guān)變量申請內(nèi)存  
    
44.         f_mount(fs[0],"0:",1);            //掛載SD卡
    
45.         f_mount(fs[1],"1:",1);            //掛載FLASH.
    
46.         while(SD_Init())//檢測不到SD卡
    
47.          {
    
48.                   OLED_ShowString(0,0,"SD_ERROR!!",16);    //錯誤提示信息閃爍
    
49.                   delay_ms(200);
    
50.                   OLED_ShowString(0,0,"          ",16);
    
51.                   delay_ms(200);
    
52.                   LED1=!LED1;//DS1閃爍
    
53.          }
    
54.          show_sdcard_info();       //打印SD卡相關(guān)信息
    
55.          //檢測SD卡成功
    
56.          OLED_ShowString(0,0,"SD_OK      ",16);         
    
57.          delay_ms(1000);
    
58.          OLED_ShowString(0,0,"LHSMD- MP3",16);
    
59.          while(1)
    
60.          {
    
61.                   LED1=0;
    
62.                   OLED_ShowString(0,16,"storagetest",16);
    
63.                   printf("RamTest:0X%04X\r\n",VS_Ram_Test());//打印RAM測試結(jié)果
    
64.                   OLED_ShowString(0,16,"sintest    ",16);
    
65.                   VS_Sine_Test();   //正弦波測試
    
66.                   delay_ms(1000);
    
67.                   LED1=1;
    
68.                   OLED_Clear();
    
69.                   OLED_ShowString(0,0,"  LHSMD - MP3",16);
    
70.                   mp3_play();  //放歌操作
    
71.          }   
    
72. }

復(fù)制代碼

mp3player.c文件：

1. #include "mp3player.h"
   
2. #include "vs10xx.h"         
   
3. #include "delay.h"
   
4. #include "led.h"
   
5. #include "key.h"
   
6. //#include "lcd.h"            
   
7. #include "malloc.h"
   
8. //#include "text.h"
   
9. #include "string.h"
   
10. #include "exfuns.h"  
    
11. #include "ff.h"   
    
12. #include "flac.h"     
    
13. #include "usart.h"   
    
14. #include "oled.h"
    
15. //顯示曲目索引
    
16. //index:當(dāng)前索引
    
17. //total:總文件數(shù)
    
18. void mp3_index_show(u16 index,u16 total)
    
19. {
    
20.          //顯示當(dāng)前曲目的索引,及總曲目數(shù)
    
21.          OLED_ShowNum(0,16,index,3,16);
    
22.          OLED_ShowString(24,16,"/",16);  
    
23.          OLED_ShowNum(32,16,total,3,16);
    
24. }
    
25. //顯示當(dāng)前音量
    
26. void mp3_vol_show(u8 vol)
    
27. {                                      
    
28.          OLED_ShowString(64,16,"VOL:",16);   
    
29.          OLED_ShowNum(105,16,vol,2,16);       //顯示音量
    
30. }
    
31. u8 time_buf[16];
    
32. u16 f_kbps=0;//歌曲文件位率     
    
33. //顯示播放時間,比特率 信息
    
34. //lenth:歌曲總長度
    
35. void mp3_msg_show(u32 lenth)
    
36. {      
    
37.          staticu16 playtime=0;//播放時間標(biāo)記            
    
38.         u16 time=0;// 時間變量
    
39.          u16sec=0;// 時間變量
    
40.          u16temp=0;   
    
41.          if(f_kbps==0xffff)//未更新過
    
42.          {
    
43.                   playtime=0;
    
44.                   f_kbps=VS_Get_HeadInfo();     //獲得比特率
    
45.          }               
    
46.          time=VS_Get_DecodeTime();//得到解碼時間
    
47.          if(playtime==0)playtime=time;
    
48.          elseif((time!=playtime)&&(time!=0))//1s時間到,更新顯示數(shù)據(jù)
    
49.          {
    
50.                   playtime=time;//更新時間                                       
    
51.                   temp=VS_Get_HeadInfo();//獲得比特率                                    
    
52.                   if(temp!=f_kbps)
    
53.                   {
    
54.                           f_kbps=temp;//更新KBPS                                          
    
55.                   }                          
    
56.                   if(f_kbps)sec=(lenth/f_kbps)/125;//得到秒鐘數(shù)(文件長度(字節(jié))/(1000/8)/比特率=持續(xù)秒鐘數(shù)
    
57.                   elsesec=0;//非法位率                  
    
58.                   //顯示播放時間     
    
59.                   sprintf((char*)time_buf,"%02d:%02d/%02d:%02d%003d",time/60,time%60,sec/60,sec%60,f_kbps);
    
60.                   OLED_ShowString(0,32,time_buf,16);
    
61.                   LED1=!LED1;            //DS0翻轉(zhuǎn)
    
62.          }            
    
63. }                                         
    
64. //得到path路徑下,目標(biāo)文件的總個數(shù)
    
65. //path:路徑               
    
66. //返回值:總有效文件數(shù)
    
67. u16 mp3_get_tnum(u8 *path)
    
68. {         
    
69.          u8res;
    
70.          u16rval=0;
    
71.         DIR tdir;                  //臨時目錄
    
72.          FILINFOtfileinfo;    //臨時文件信息            
    
73.          u8*fn;                                                                          
    
74.    res=f_opendir(&tdir,(const TCHAR*)path); //打開目錄
    
75.       tfileinfo.lfsize=_MAX_LFN*2+1;                                                //長文件名最大長度
    
76.          tfileinfo.lfname=mymalloc(SRAMIN,tfileinfo.lfsize);   //為長文件緩存區(qū)分配內(nèi)存
    
77.          if(res==FR_OK&&tfileinfo.lfname!=NULL)
    
78.          {
    
79.                   while(1)//查詢總的有效文件數(shù)
    
80.                   {
    
81.                 res=f_readdir(&tdir,&tfileinfo);                       //讀取目錄下的一個文件
    
82.                 if(res!=FR_OK||tfileinfo.fname[0]==0)break;      //錯誤了/到末尾了,退出               
    
83.                     fn=(u8*)(*tfileinfo.lfname?tfileinfo.lfname:tfileinfo.fname);                       
    
84.                           res=f_typetell(fn);  
    
85.                           if((res&0XF0)==0X40)//取高四位,看看是不是音樂文件   
    
86.                           {
    
87.                                    rval++;//有效文件數(shù)增加1
    
88.                           }         
    
89.                   }  
    
90.          }
    
91.          myfree(SRAMIN,tfileinfo.lfname);
    
92.          returnrval;
    
93. }
    
94. //播放音樂
    
95. void mp3_play(void)
    
96. {
    
97.          u8res;
    
98.         DIR mp3dir;                     //目錄
    
99.          FILINFOmp3fileinfo;//文件信息
    
100.          u8*fn;                           //長文件名
     
101.          u8*pname;                      //帶路徑的文件名
     
102.          u16totmp3num;            //音樂文件總數(shù)
     
103.          u16curindex;           //圖片當(dāng)前索引
     
104.          u8key;                               //鍵值               
     
105.         u16 temp;
     
106.          u16*mp3indextbl; //音樂索引表
     
107.         while(f_opendir(&mp3dir,"0:/music"))//打開圖片文件夾
     
108.         {           
     
109.                   OLED_ShowString(0,32,"musicfile ERR!",16);            
     
110. delay_ms(200);      
     
111.                   OLED_ShowString(0,32,"               ",16);
     
112.                   delay_ms(200);               
     
113.          }                                                                             
     
114.          totmp3num=mp3_get_tnum("0:/music");//得到總有效文件數(shù)
     
115.       while(totmp3num==NULL)//音樂文件總數(shù)為0         
     
116.         {           
     
117.                   OLED_ShowString(0,32,"nomusic file  ",16); //沒有音樂文件提示
     
118.                   delay_ms(200);                                                            
     
119.          }                                                                                         
     
120.       mp3fileinfo.lfsize=_MAX_LFN*2+1;                                                  //長文件名最大長度
     
121.          mp3fileinfo.lfname=mymalloc(SRAMIN,mp3fileinfo.lfsize);       //為長文件緩存區(qū)分配內(nèi)存
     
122.         pname=mymalloc(SRAMIN,mp3fileinfo.lfsize);    //為帶路徑的文件名分配內(nèi)存
     
123.         mp3indextbl=mymalloc(SRAMIN,2*totmp3num);        //申請2*totmp3num個字節(jié)的內(nèi)存,用于存放音樂文件索引
     
124.         while(mp3fileinfo.lfname==NULL||pname==NULL||mp3indextbl==NULL)//內(nèi)存分配出錯
     
125.         {           
     
126.                   OLED_ShowString(0,32,"storageERR    ",16);
     
127.                   delay_ms(200);                                                   
     
128.          }     
     
129.          VS_HD_Reset();    //VS1053硬復(fù)位
     
130.          VS_Soft_Reset();  //VS1053軟復(fù)位
     
131.          vsset.mvol=200;                                                 //默認(rèn)設(shè)置音量為200.
     
132.          mp3_vol_show((vsset.mvol-100)/5);    //音量限制在:100~250,顯示的時候,按照公式(vol-100)/5,顯示,也就是0~30   
     
133.          //記錄索引
     
134.    res=f_opendir(&mp3dir,"0:/music"); //打開目錄
     
135.          if(res==FR_OK)
     
136.          {
     
137.                   curindex=0;//當(dāng)前索引為0
     
138.                   while(1)//全部查詢一遍
     
139.                   {
     
140.                           temp=mp3dir.index;                                                                     //記錄當(dāng)前index
     
141.                 res=f_readdir(&mp3dir,&mp3fileinfo);                  //讀取目錄下的一個文件
     
142.                 if(res!=FR_OK||mp3fileinfo.fname[0]==0)break;        //錯誤了/到末尾了,退出               
     
143.                     fn=(u8*)(*mp3fileinfo.lfname?mp3fileinfo.lfname:mp3fileinfo.fname);                     
     
144.                           res=f_typetell(fn);  
     
145.                           if((res&0XF0)==0X40)//取高四位,看看是不是音樂文件   
     
146.                           {
     
147.                                    mp3indextbl[curindex]=temp;//記錄索引
     
148.                                    curindex++;
     
149.                           }         
     
150.                   }
     
151.          }   
     
152.      curindex=0;                                                                                             //從0開始顯示
     
153.      res=f_opendir(&mp3dir,(constTCHAR*)"0:/music");  //打開目錄
     
154.          while(res==FR_OK)//打開成功
     
155.          {      
     
156.                   dir_sdi(&mp3dir,mp3indextbl[curindex]);                       //改變當(dāng)前目錄索引      
     
157.        res=f_readdir(&mp3dir,&mp3fileinfo);                  //讀取目錄下的一個文件
     
158.        if(res!=FR_OK||mp3fileinfo.fname[0]==0)break;        //錯誤了/到末尾了,退出
     
159.            fn=(u8*)(*mp3fileinfo.lfname?mp3fileinfo.lfname:mp3fileinfo.fname);                     
     
160.                   strcpy((char*)pname,"0:/music/");                                  //復(fù)制路徑(目錄)
     
161.                   strcat((char*)pname,(constchar*)fn);                          //將文件名接在后面
     
162.                 OLED_ShowString(0,48,"                ",16);     //清楚之前的顯示
     
163.                   OLED_ShowString(0,48,fn,16);                                //顯示歌曲名字
     
164.                   mp3_index_show(curindex+1,totmp3num);
     
165.                   key=mp3_play_song(pname);                                                //播放這個MP3   
     
166.                   if(key==2)                 //上一曲
     
167.                   {
     
168.                           if(curindex)curindex--;
     
169.                           elsecurindex=totmp3num-1;
     
170.                 }else if(key<=1)//下一曲
     
171.                   {
     
172.                           curindex++;                  
     
173.                           if(curindex>=totmp3num)curindex=0;//到末尾的時候,自動從頭開始
     
174.                 }else break;     //產(chǎn)生了錯誤         
     
175.          }                                                                                               
     
176.          myfree(SRAMIN,mp3fileinfo.lfname);  //釋放內(nèi)存                          
     
177.          myfree(SRAMIN,pname);                                 //釋放內(nèi)存                          
     
178.          myfree(SRAMIN,mp3indextbl);                       //釋放內(nèi)存      
     
179. }
     
180. //播放一曲指定的歌曲                                                                                                                                       
     
181. //返回值:0,正常播放完成
     
182. //              1,下一曲
     
183. //      2,上一曲
     
184. //      0XFF,出現(xiàn)錯誤了
     
185. u8 mp3_play_song(u8 *pname)
     
186. {      
     
187.         FIL* fmp3;
     
188.    u16 br;
     
189.          u8res,rval;        
     
190.          u8*databuf;                    
     
191.          u16i=0;
     
192.          u8key;               
     
193.                              
     
194.          rval=0;         
     
195.          fmp3=(FIL*)mymalloc(SRAMIN,sizeof(FIL));//申請內(nèi)存
     
196.          databuf=(u8*)mymalloc(SRAMIN,4096);               //開辟4096字節(jié)的內(nèi)存區(qū)域
     
197.          if(databuf==NULL||fmp3==NULL)rval=0XFF;//內(nèi)存申請失敗.
     
198.          if(rval==0)
     
199.          {         
     
200.                VS_Restart_Play();                                           //重啟播放
     
201.                   VS_Set_All();                                              //設(shè)置音量等信息                          
     
202.                   VS_Reset_DecodeTime();                                          //復(fù)位解碼時間     
     
203.                   res=f_typetell(pname);                                   //得到文件后綴                                                                                       
     
204.                   if(res==0x4c)//如果是flac,加載patch
     
205.                   {      
     
206.                           VS_Load_Patch((u16*)vs1053b_patch,VS1053B_PATCHLEN);
     
207.                   }                                                                                                                  
     
208.                   res=f_open(fmp3,(constTCHAR*)pname,FA_READ);//打開文件        
     
209.                 if(res==0)//打開成功.
     
210.                   {
     
211.                           VS_SPI_SpeedHigh();      //高速                                                   
     
212.                           while(rval==0)
     
213.                           {
     
214.                                    res=f_read(fmp3,databuf,4096,(UINT*)&br);//讀出4096個字節(jié)  
     
215.                                    i=0;
     
216.                                    do//主播放循環(huán)
     
217.                               {     
     
218.                                             if(VS_Send_MusicData(databuf+i)==0)//給VS10XX發(fā)送音頻數(shù)據(jù)
     
219.                                             {
     
220.                                                      i+=32;
     
221.                                             }else   
     
222.                                             {
     
223.                                                      key=KEY_Scan(0);
     
224.                                                      switch(key)
     
225.                                                      {
     
226.                                                              caseKEY1_PRES:
     
227.                                                                       rval=1;              //下一曲
     
228.                                                                       break;
     
229.                                                              caseKEY3_PRES:
     
230.                                                                       rval=2;              //上一曲
     
231.                                                                       break;
     
232.                                                              caseKEY2_PRES:    //音量增加
     
233.                                                                       if(vsset.mvol<250)
     
234.                                                                       {
     
235.                                                                                vsset.mvol+=5;
     
236.                                                                               VS_Set_Vol(vsset.mvol);         
     
237.                                                                       }elsevsset.mvol=250;
     
238.                                                                       mp3_vol_show((vsset.mvol-100)/5);//音量限制在:100~250,顯示的時候,按照公式(vol-100)/5,顯示,也就是0~30   
     
239.                                                                       break;
     
240.                                                              caseKEY4_PRES:    //音量減
     
241.                                                                       if(vsset.mvol>100)
     
242.                                                                       {
     
243.                                                                                vsset.mvol-=5;
     
244.                                                                               VS_Set_Vol(vsset.mvol);         
     
245.                                                                        }else vsset.mvol=100;
     
246.                                                                       mp3_vol_show((vsset.mvol-100)/5);    //音量限制在:100~250,顯示的時候,按照公式(vol-100)/5,顯示,也就是0~30   
     
247.                                                                       break;
     
248.                                                      }
     
249.                                                      mp3_msg_show(fmp3->fsize);//顯示信息      
     
250.                                             }                       
     
251.                                    }while(i<4096);//循環(huán)發(fā)送4096個字節(jié)
     
252.                                    if(br!=4096||res!=0)
     
253.                                    {
     
254.                                             rval=0;
     
255.                                             break;//讀完了.               
     
256.                                    }                                                           
     
257.                           }
     
258.                           f_close(fmp3);
     
259.                   }elserval=0XFF;//出現(xiàn)錯誤         
     
260.          }                                                               
     
261.          myfree(SRAMIN,databuf);                                    
     
262.          myfree(SRAMIN,fmp3);
     
263.          returnrval;                                      
     
264. }
     

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