基本信息
- 项目名称：
- 基于lPC2103的MP3播放器设计
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品设计，在音乐文件解码的方面进行了研究，通过学习MP3的制作，设计出了利用CH375作为USB总线的接口芯片，用VS1003作为MP3解码芯片，完成MP3解码和播放功能。本作品在设计的科学性和先进性方面都做了详细的理论比较，在与同类产品做比较发现，本设计在播放反应速度和音质都优于普通的MP3播放器，且功耗低，本设计思想可用到需要野外操作的坏境中，可节约成本，提高数据处理速度和仪器的反应时间。
- 详细介绍：
- 随着数字声音作为一种存储、 处理和传输高保真声音的方法在消费电子等领域的广泛应用， 与之相关的数字音频压缩技术也得到了充分的发展，MP3 压缩音乐的方式是通过一个运算法则， 去掉声音中高频与低频的部分， 大幅删减不必要的容量浪费， 同时保留了人类所能感受到的音频部分， 因此其好处在于大幅降低了数字声音文件的容量， 而不会破坏原来的音质。音质越低的声音在MP3的运算法则下可以得到越高的压缩比例。 本作品以以PHILIPS LPC2103 ARM为整个系统的核心，芬兰VLSI公司的16位DSP芯片VS1003作为MP3数据的解码器（内置DAC以及功率放大器），CH375做为U盘数据读取芯片。ARM处理器将MP3文件数据从存储介质中读取出来，将音频数据流发送给MP3解码器进行解码。在该硬件平台上移植UC/OSII嵌入式操作系统。并以该嵌入式系统为基础，实现简单的FAT文件系统，实现对存储介质的读写操作，在文件系统平台上实现文件的读取功能。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：基于LPC2103的MP3播放器的设计，立足于所学的理论知识，把相关的理论知识应用于实践中，,学习嵌入式系统的一些基本理论和硬件软件综合设计的方法与技能，以及ARM处理器的应用，实现一个嵌入式系统的解决方案。 基本思路：本设计采用模块化思想实现MP3的整体工作，其中LPC2103做为MP3的主控制器，CH375作为USB总线的接口芯片，VS1003 则实现将从U盘中读取出来的MP3 格式音乐进行音频解码，从而完成MP3 播放器的整体设计和实现。 基于LPC2103的MP3播放器的设计，在音乐文件解码的方面进行了认真研究，通过学习MP3的制作过程和查阅大量文献，初步设计出了利用CH375作为USB总线的接口芯片，用VS1003作为MP3解码芯片，完成MP3解码和播放功能。本设计贴近于所学的理论知识，采用模块化设计，在设计的科学性和先进性方面都做了详细的理论比较，在与市场上所销售的MP3做比较发现，本设计在播放反应速度和音质都优于普通的MP3播放器，并且拥有低功耗的特点。
科学性、先进性
- 经过大量查阅MP3的相关制作文献、参考MP3的研究方案、工作原理和图片资料等，在老师的指导下，设计出了几种参考方案，进行必选，最后确定了创新性方案，经过和普通的MP3做对比，本设计具有一定的优势和独特的方面。 由于本设计采用分立式的结构，不同于现有的MP3 芯片整体集成化趋向。采用分立芯片设计能最大限度的发挥各个芯片的功能，因为MP3 解码采用独立的芯片，所以能达到较好的音质。本设计立足于所学理论知识，经试验科学可行、具有播放音质较好、功能稳定、功耗低、成本低，有助于嵌入式系统理论的实践应用，有利于培养科学创新的观念，为更好的研究理论知识做好准备。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 已制作成实物作品
技术转让方式
- 通过知识产权部门代理
作品可展示的形式
- 实物、图片、样品、现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品设计操作简单，主控芯片LPC2103采用USB线供电也可以使用三节干电池供电，VS1003解码芯片的音频输出采用了普通的耳机接口，可直接插入耳机或小型音响，系统供上电源后，插入存有MP3格式文件的U盘即可听到高音质的声音。 本设计的供电电压低，成本低，功耗低，稳定性好，反应速度快，符合便携式电子产品的特点，如果将本设计思想应用到需要野外操作的坏境中，可节约设计成本，提高数据的处理速度和仪器的反应时间。 随着科技和工艺的进步，32位单片机的优势会更加突出，成为嵌入式系统的主流。在32位机系统中，基于ARM的应用占据了大部分份额。本作品的设计即是应用了ARM，理论成熟，科学可行、播放音质较好、功能稳定，经过市场对比分析，具有一定的推广应用价值，与同类产品相比具有一定的优势。
同类课题研究水平概述
- 随着计算机技术和产品对其它行业的广泛渗透，以应用为中心的分类方法变得更为切合实际，也就是按计算机的嵌入式应用和非嵌入式应用将其分为嵌入式计算机和通用计算机。通用计算机具有计算机的标准形式，通过装配不同的应用软件，以类同面目出现并应用在社会的各个方面，其典型产品为PC；而嵌入式计算机则是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中。嵌入式系统将在“后PC”时期大显身手。到目前为止，ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域： 1、工业控制领域：作为32的RISC架构，基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展，ARM微控制器的低功耗、高性价比，向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。 2、无线通讯领域：目前已有超过85%的无线通讯设备采用了ARM技术， ARM以其高性能和低成本，在该领域的地位日益巩固。 3、网络应用：随着宽带技术的推广，采用ARM技术的ADSL芯片正逐步获得竞争优势。此外，ARM在语音及视频处理上行了优化，并获得广泛支持，也对DSP的应用领域提出了挑战。 4、消费类电子产品：ARM技术在数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛采用。 5、成像和安全产品：现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARM技术。手机中的32位SIM智能卡也采用了ARM技术。
