開(kāi)題報(bào)告-----車載數(shù)字音頻接口設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告</p><p>　　課題名稱：車載數(shù)字音頻接口設(shè)計(jì)</p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p><b>　　學(xué)生：</b></p><p><b>　　班級(jí)： </b></p><p>

2、;<b>　　學(xué)號(hào)： </b></p><p>　　專業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)（電子信息工程）</p><p><b>　　時(shí)間： </b></p><p>　　“車載數(shù)字音頻接口設(shè)計(jì)”開(kāi)題報(bào)告</p><p>　　現(xiàn)有汽車收放機(jī)大多為帶AM/FM功能的磁帶機(jī)，CD/DVD機(jī)，而今，隨著現(xiàn)代存儲(chǔ)技術(shù)的

3、飛速發(fā)展，便攜的數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備已經(jīng)成為主流；同時(shí)廉價(jià)、高品質(zhì)、檔案小的MP3格式音樂(lè)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(jì)的主流音樂(lè)格式，對(duì)汽車來(lái)說(shuō)更是一個(gè)最完美的音樂(lè)格式。MP3汽車音響的時(shí)代已經(jīng)來(lái)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(jī),快速接收CD在汽車內(nèi)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(jī)在USB方向的空白。該方案提供一個(gè)主USB接口，插上U盤即可播放U盤里的MP3文件、可廣泛應(yīng)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(lè)的場(chǎng)合等等。</p><p>　　目前關(guān)于音頻接口的設(shè)計(jì)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(chǔ)設(shè)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(dòng)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﹪?guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 </p><p>　　1、汽車收放設(shè)備與存儲(chǔ)設(shè)備缺少通用的接口</p><p>　　通過(guò)對(duì)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(gòu)Car Audio所列出的要求來(lái)看， 能夠讀取硬盤和更多數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備的車載播放設(shè)備越來(lái)越引起商家和消費(fèi)者的青睞。</p><p>　　2、汽車收放設(shè)備數(shù)字化程度不高</p><p>　　從磁帶機(jī)，到CD機(jī)都是模擬控制，這樣的設(shè)計(jì)對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間的惡劣工作環(huán)境下，很不穩(wěn)定容易老化或出現(xiàn)機(jī)械故障，容易受到外界各種因素的干擾。而數(shù)字化的設(shè)計(jì)不僅靈活性好，功能強(qiáng)大，抗干擾性能更是模擬設(shè)備

7、無(wú)法比擬。數(shù)字化將是產(chǎn)品走向未來(lái)市場(chǎng)的必然趨勢(shì)。</p><p>　　3、對(duì)于充分利用手上存儲(chǔ)設(shè)備的流行解決方案</p><p>　　方案一： 用轉(zhuǎn)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(lái).這種作法，音響面板接了好幾條線，看起來(lái)就挺難受的，轉(zhuǎn)接器硬體設(shè)備在車室里該怎么安置,也是個(gè)問(wèn)題。</p><p>　　方案二：一種蠻便宜的FM頻

8、道無(wú)線發(fā)射器，作法基本都很類似，將FM頻道無(wú)線發(fā)射器插入您的MP3播放器的耳機(jī)插孔，找一個(gè)沒(méi)有被占用的收音機(jī)頻率，MP3播放器的輸出便透過(guò)無(wú)線發(fā)射器傳到車載收放機(jī)或任何音響系統(tǒng)的FM頻道播放，像是自己架設(shè)了一個(gè)自制音樂(lè)節(jié)目，完全沒(méi)有廣告的電臺(tái)一樣。使用這種方法在車內(nèi)播放MP3非常方便，特殊的一點(diǎn)是MP3播放器和FM發(fā)射器都是Portable可攜帶式的，對(duì)于出租車旅行的朋友來(lái)說(shuō)也十分方便。找不到空余的FM頻道也許會(huì)是個(gè)問(wèn)題，音質(zhì)對(duì)于非常講

9、究的音響迷而言也不是很好，收音機(jī)會(huì)受到外界的雜音干擾，靜電的問(wèn)題都會(huì)存在，這算是一個(gè)便宜方便雖然不太完美的解決方式。</p><p>　　（二）課題研究的意義 </p><p>　　1、提高現(xiàn)有存儲(chǔ)設(shè)備的利用率</p><p>　　數(shù)字音頻接口設(shè)計(jì)正好為MMC/SD記憶卡、U盤、移動(dòng)硬盤、ATA接口硬盤和CD-ROM提供接口支持。為這些存儲(chǔ)設(shè)備提供便利，不僅如此，她

10、還可以成為硬盤轉(zhuǎn)USB的接口，MMC/SD記憶卡的讀卡器，將各種設(shè)備的文件相互拷貝。</p><p>　　2、充分利用網(wǎng)絡(luò)資源</p><p>　　MP3更重要的價(jià)值是由于其檔案小，MP3格式的音樂(lè)很容易在Internet上散布。我們可以利用便攜的存儲(chǔ)設(shè)備直接到網(wǎng)上下載，如果不考慮版權(quán)問(wèn)題，可以隨心所欲聽(tīng)自己喜愛(ài)的歌曲，這樣既可以避免很多CD碟片帶來(lái)的體積與美觀問(wèn)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(shù)在汽車收放機(jī)上的應(yīng)用</p><p>　　在數(shù)字技術(shù)飛速發(fā)展的今天，模擬式的媒體播放設(shè)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(jí)的CD播放器，市場(chǎng)上能夠讀取硬盤或U盤的設(shè)備甚少，更沒(méi)有能夠讀取多種流行便攜存儲(chǔ)設(shè)備的車載播放器。數(shù)字音頻接口的設(shè)計(jì)從存儲(chǔ)設(shè)備的兼容性出發(fā)，為完善車載播放器的數(shù)字化領(lǐng)跑，帶動(dòng)車載播放器數(shù)字化

12、的迅速發(fā)展。</p><p><b>　　二、課題研究?jī)?nèi)容 </b></p><p>　?。ㄒ唬┭芯康闹饕獌?nèi)容</p><p>　　1、點(diǎn)陣式液晶的驅(qū)動(dòng)</p><p>　　2、USB主控器接口的開(kāi)發(fā)</p><p><b>　　3、方案的擴(kuò)展</b></p>

13、<p>　?。?）IDE/ATAPI(硬盤/CD－ROM)接口的開(kāi)發(fā)</p><p>　?。?）MMC/SD接口的開(kāi)發(fā)</p><p><b>　　（二）整體方案</b></p><p><b>　　1、方案結(jié)構(gòu)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(chǔ)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(guò)DAC的轉(zhuǎn)換，音頻數(shù)據(jù)被還原成模擬音頻，再經(jīng)過(guò)運(yùn)放的驅(qū)動(dòng)，由揚(yáng)聲器傳出。單片機(jī)可以直接管理存儲(chǔ)器，或者通過(guò)上位機(jī)來(lái)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(shè)計(jì)方面的表現(xiàn)很優(yōu)秀，它集成了很多當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)通用異步串口</p><p>　　·具有適應(yīng)市場(chǎng)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(lái)設(shè)計(jì)數(shù)字接口，電路是比較簡(jiǎn)單的，而且還提供了很大的擴(kuò)展空間，給設(shè)計(jì)帶來(lái)了很多方便。</p><p>　?。?）方案中的USB設(shè)備接口芯片選用南京沁恒公司的CH375，CH375是一個(gè)USB總線的通用接口芯片，支持HOST主機(jī)方式和SLAVE設(shè)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(jī)/DSP/MCU等控制器的系統(tǒng)總線上。在USB主機(jī)方式下，CH375還提供了串行通信方式，通過(guò)串行輸入、串行輸出和中斷輸出與單片機(jī)/DSP/MCU等相連接。CH375的USB主機(jī)方式支持各種常用的USB全速設(shè)備，外部單片機(jī)/DSP/MCU可以通過(guò)CH375按照相應(yīng)的USB協(xié)議與USB設(shè)備通信。</p><p>　?。ㄈ┱n題研究中的重難點(diǎn)以及解決方案</p><p&g

20、t;　　本項(xiàng)目的研究關(guān)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(kāi)發(fā)效率，降低開(kāi)發(fā)成本；而研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)將會(huì)是USB主控器接口的開(kāi)發(fā)、FAT文件系統(tǒng)和IDE/ATAPI(硬盤/CD－ROM)接口的開(kāi)發(fā)，這些問(wèn)題主要體現(xiàn)在程序的設(shè)計(jì)上。</p><p>　　為了提高開(kāi)發(fā)效率，可以在芯片的提供商那里得到很多該芯片的應(yīng)用資料，也可以到Internet上找一些網(wǎng)友應(yīng)用該芯片的一些資料，然后綜合這些資料開(kāi)

21、始設(shè)計(jì)與調(diào)試。</p><p>　?。ㄋ模┱n題的研究目標(biāo) </p><p>　　本項(xiàng)目的研究目標(biāo)是：設(shè)計(jì)一臺(tái)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(shí)還帶有鍵盤控制和LCD顯示，擴(kuò)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(yù)期成果形式 </p><p&g

22、t;<b>　　1、論文 </b></p><p>　　發(fā)表有關(guān)車載音響數(shù)字化設(shè)計(jì)的應(yīng)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(shù)路線 </p><p>　?。ㄒ?/p>

23、）研究方法與步驟 </p><p>　　本項(xiàng)目的研究主要采用理論推導(dǎo)，試驗(yàn)調(diào)試等方法。</p><p>　　1、方案的選取，通過(guò)對(duì)所選芯片的兼容性，選取合適的外圍器件，將采用理論推導(dǎo)的方法。</p><p>　　2、實(shí)際制作PCB，并調(diào)試，將采用理論與試驗(yàn)相結(jié)合的方法。</p><p>　　3、軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試，將采用試驗(yàn)調(diào)試的方法。<

24、/p><p><b>　?。ǘ╆P(guān)鍵技術(shù) </b></p><p>　　1、PCB的優(yōu)化設(shè)計(jì) ；</p><p>　　2、C51核單片機(jī)的編程技術(shù) ； </p><p><b>　　四、研究基礎(chǔ)</b></p><p>　?。ㄒ唬┮延邢嚓P(guān)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(xué)院電子信息科學(xué)系實(shí)驗(yàn)室</p><p>　　五、進(jìn)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(shè)計(jì)；</b></p><p>　　液晶驅(qū)動(dòng)的程序設(shè)計(jì) ；</p><p>　　鍵盤驅(qū)動(dòng)的程序設(shè)計(jì) ；</p><p>　　2006年4月 </p><p>　　硬件電路的安裝與調(diào)試 </p><p>　　USB主控器讀取USB設(shè)備的程序設(shè)計(jì) ；<

27、/p><p>　　擴(kuò)展IDE接口的程序設(shè)計(jì) ；</p><p>　　2006年5月－6月 </p><p><b>　　聯(lián)合調(diào)試 ；</b></p><p><b>　　論文寫作 ；</b></p><p><b>　　六、參考文獻(xiàn) </b></p&

28、gt;<p>　　[1] 宋群生，宋亞瓊 編著. 硬盤扇區(qū)讀寫技術(shù). 北京：機(jī)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(shè)計(jì). 北京：清華大學(xué)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(shí)現(xiàn). 西安：西安電子科技</p><p><b>

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

30、版</p><p><b>　　社，2004</b></p><p>　　[7] 趙亮 等編著. 單片機(jī)C語(yǔ)言編程與實(shí)例. 南京：人民郵電出版社，2003</p><p>　　[8] 李軍 主編. 51系列單片機(jī)高級(jí)實(shí)例開(kāi)發(fā)指南. 北京航空航天大學(xué)出版社，2004</p><p>　　[9] AT89C51SND1

31、芯片說(shuō)明. ATMEL公司 </p><p>　　[10] 譚浩強(qiáng) 主編. C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì). 北京：清華大學(xué)出版社，2001 </p><p>　　[11] 肖踞雄，翁鐵成，宋中慶 編著. USB技術(shù)及應(yīng)用設(shè)計(jì). 北京：清華大學(xué)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