目录
一、整体介绍
二、模块介绍
1. stm32主控
2. VS1053B音频解码
3. 按键
4. OLED显示
三、程序代码：
资料下载地址：基于STM32+VS1053B的MP3设计
一、整体介绍
话不多说，先看看整体原理图：
制作出来的实物图如下：
整体上，分为四个部分：
（1） STM32主控部分；
（2） VS1053B音频解码部分；
（3） 按键控制部分；
（4） OLED显示部分；
上电，通过一系列的测试和检测后，进入音乐播放界面，如图：
第一排显示的是标签，
第二行，显示的是当前播放歌曲的索引、总歌曲数目以及当前声音大小，
第三行，显示的是当前歌曲的播放进度以及位率，
第四行，显示的是当前歌曲名（因为没有取字库，所以我就把他翻译成了英文，肯定是不准确的，主要目的只是提示自己）。
此外，通过按键，可以对播放歌曲进行切换和音量的控制。
下面我们来分别看看这四个部分：
二、模块介绍
1. stm32主控
这里我们使用的是stm32F103VET6，内部Flash有512K，100pin的外部引脚，属于大容量芯片，足够我们diy。对于本设计，stm32这一块用到的知识点有：SDIO驱动SD卡，SPI驱动VS1053B芯片，IIC驱动OLED；对于程序，用的是stm32标准库，小伙伴们可以根据自己的需要，自行决定是否需要补一下相关方面的知识。
主控就不再多做介绍了，因为太常见了，这里只是提一下。
2. VS1053B音频解码
这一部分的原理图如图：
VS1053B，是一款功能比较强大的音频解码芯片，该芯片可以实现对MP3/OGG/WMA/FLAC/WAV/AAC/MIDI等音频格式的解码，同时还可以支持ADPCM/OGG等格式的编码，经过我的测试，建议大家用最常用的.MP3 格式的音乐文件；
具体的介绍，请看资料里面的资料手册，那里说的很清楚，我再多说，显得就很尴尬了。
3. 按键
这个常见到不能再常见了，因为需要按键对歌曲进行切换和音量大小的控制，所以，这里只是简单的把他列出来而已。
4. OLED显示
OLED只是用来显示提示的作用，这里我们用的是0.96寸4pin的IIC驱动的OLED，也是非常常见的玩意儿，不清楚使用的，可以看看相关的资料。
三、程序代码：
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "oled.h"
#include "bmp.h"
#include "key.h"
#include "malloc.h"
#include "sdio_sdcard.h"
#include "vs10xx.h"
#include "mp3player.h"
#include "exfuns.h"
//通过串口打印SD卡相关信息
void show_sdcard_info(void)
{
switch(SDCardInfo.CardType)
{
caseSDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1:printf("Card Type:SDSCV1.1\r\n");break;
caseSDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0:printf("Card Type:SDSCV2.0\r\n");break;
caseSDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD:printf("Card Type:SDHC V2.0\r\n");break;
caseSDIO_MULTIMEDIA_CARD:printf("Card Type:MMC Card\r\n");break;
}
printf("Card ManufacturerID:%d\r\n",SDCardInfo.SD_cid.ManufacturerID); //制造商ID
printf("CardRCA:%d\r\n",SDCardInfo.RCA); //卡相对地址
printf("CardCapacity:%d MB\r\n",(u32)(SDCardInfo.CardCapacity>>20)); //显示容量
printf("CardBlockSize:%d\r\n\r\n",SDCardInfo.CardBlockSize); //显示块大小
}
intmain(void)
{
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
uart_init(115200); //串口初始化为115200
LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
KEY_Init(); //初始化按键
VS_Init(); //初始化VS1053
delay_ms(1000); //适当延时
OLED_Init(); //OLED初始化
OLED_ColorTurn(0);//0正常显示，1 反色显示
OLED_DisplayTurn(0);//0正常显示 1 屏幕翻转显示
OLED_Refresh();
delay_ms(1000); //适当延时
my_mem_init(SRAMIN); //初始化内部内存池
exfuns_init(); //为fatfs相关变量申请内存
f_mount(fs[0],"0:",1); //挂载SD卡
f_mount(fs[1],"1:",1); //挂载FLASH.
while(SD_Init())//检测不到SD卡
{
OLED_ShowString(0,0,"SD_ERROR!!",16); //错误提示信息闪烁
delay_ms(200);
OLED_ShowString(0,0," ",16);
delay_ms(200);
LED1=!LED1;//DS1闪烁
}
show_sdcard_info(); //打印SD卡相关信息
//检测SD卡成功
OLED_ShowString(0,0,"SD_OK ",16);
delay_ms(1000);
OLED_ShowString(0,0,"LHSMD- MP3",16);
while(1)
{
LED1=0;
OLED_ShowString(0,16,"storagetest",16);
printf("RamTest:0X%04X\r\n",VS_Ram_Test());//打印RAM测试结果
OLED_ShowString(0,16,"sintest ",16);
VS_Sine_Test(); //正弦波测试
delay_ms(1000);
LED1=1;
OLED_Clear();
OLED_ShowString(0,0," LHSMD - MP3",16);
mp3_play(); //放歌操作
}
}
mp3player.c文件：
#include "mp3player.h"
#include "vs10xx.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
//#include "lcd.h"
#include "malloc.h"
//#include "text.h"
#include "string.h"
#include "exfuns.h"
#include "ff.h"
#include "flac.h"
#include "usart.h"
#include "oled.h"
//显示曲目索引
//index:当前索引
//total:总文件数
void mp3_index_show(u16 index,u16 total)
{
//显示当前曲目的索引,及总曲目数
OLED_ShowNum(0,16,index,3,16);
OLED_ShowString(24,16,"/",16);
OLED_ShowNum(32,16,total,3,16);
}
//显示当前音量
void mp3_vol_show(u8 vol)
{
OLED_ShowString(64,16,"VOL:",16);
OLED_ShowNum(105,16,vol,2,16); //显示音量
}
u8 time_buf[16];
u16 f_kbps=0;//歌曲文件位率
//显示播放时间,比特率 信息
//lenth:歌曲总长度
void mp3_msg_show(u32 lenth)
{
staticu16 playtime=0;//播放时间标记
u16 time=0;// 时间变量
u16sec=0;// 时间变量
u16temp=0;
if(f_kbps==0xffff)//未更新过
{
playtime=0;
f_kbps=VS_Get_HeadInfo(); //获得比特率
}
time=VS_Get_DecodeTime();//得到解码时间
if(playtime==0)playtime=time;
elseif((time!=playtime)&&(time!=0))//1s时间到,更新显示数据
{
playtime=time;//更新时间
temp=VS_Get_HeadInfo();//获得比特率
if(temp!=f_kbps)
{
f_kbps=temp;//更新KBPS
}
if(f_kbps)sec=(lenth/f_kbps)/125;//得到秒钟数(文件长度(字节)/(1000/8)/比特率=持续秒钟数
elsesec=0;//非法位率
//显示播放时间
sprintf((char*)time_buf,"%02d:%02d/%02d:%02d%003d",time/60,time%60,sec/60,sec%60,f_kbps);
OLED_ShowString(0,32,time_buf,16);
LED1=!LED1; //DS0翻转
}
}
//得到path路径下,目标文件的总个数
//path:路径
//返回值:总有效文件数
u16 mp3_get_tnum(u8 *path)
{
u8res;
u16rval=0;
DIR tdir; //临时目录
FILINFOtfileinfo; //临时文件信息
u8*fn;
res=f_opendir(&tdir,(const TCHAR*)path); //打开目录
tfileinfo.lfsize=_MAX_LFN*2+1; //长文件名最大长度
tfileinfo.lfname=mymalloc(SRAMIN,tfileinfo.lfsize); //为长文件缓存区分配内存
if(res==FR_OK&&tfileinfo.lfname!=NULL)
{
while(1)//查询总的有效文件数
{
res=f_readdir(&tdir,&tfileinfo); //读取目录下的一个文件
if(res!=FR_OK||tfileinfo.fname[0]==0)break; //错误了/到末尾了,退出
fn=(u8*)(*tfileinfo.lfname?tfileinfo.lfname:tfileinfo.fname);
res=f_typetell(fn);
if((res&0XF0)==0X40)//取高四位,看看是不是音乐文件
{
rval++;//有效文件数增加1
}
}
}
myfree(SRAMIN,tfileinfo.lfname);
returnrval;
}
//播放音乐
void mp3_play(void)
{
u8res;
DIR mp3dir; //目录
FILINFOmp3fileinfo;//文件信息
u8*fn; //长文件名
u8*pname; //带路径的文件名
u16totmp3num; //音乐文件总数
u16curindex; //图片当前索引
u8key; //键值
u16 temp;
u16*mp3indextbl; //音乐索引表
while(f_opendir(&mp3dir,"0:/music"))//打开图片文件夹
{
OLED_ShowString(0,32,"musicfile ERR!",16);
delay_ms(200);
OLED_ShowString(0,32," ",16);
delay_ms(200);
}
totmp3num=mp3_get_tnum("0:/music");//得到总有效文件数
while(totmp3num==NULL)//音乐文件总数为0
{
OLED_ShowString(0,32,"nomusic file ",16); //没有音乐文件提示
delay_ms(200);
}
mp3fileinfo.lfsize=_MAX_LFN*2+1; //长文件名最大长度
mp3fileinfo.lfname=mymalloc(SRAMIN,mp3fileinfo.lfsize); //为长文件缓存区分配内存
pname=mymalloc(SRAMIN,mp3fileinfo.lfsize); //为带路径的文件名分配内存
mp3indextbl=mymalloc(SRAMIN,2*totmp3num); //申请2*totmp3num个字节的内存,用于存放音乐文件索引
while(mp3fileinfo.lfname==NULL||pname==NULL||mp3indextbl==NULL)//内存分配出错
{
OLED_ShowString(0,32,"storageERR ",16);
delay_ms(200);
}
VS_HD_Reset(); //VS1053硬复位
VS_Soft_Reset(); //VS1053软复位
vsset.mvol=200; //默认设置音量为200.
mp3_vol_show((vsset.mvol-100)/5); //音量限制在:100~250,显示的时候,按照公式(vol-100)/5,显示,也就是0~30
//记录索引
res=f_opendir(&mp3dir,"0:/music"); //打开目录
if(res==FR_OK)
{
curindex=0;//当前索引为0
while(1)//全部查询一遍
{
temp=mp3dir.index; //记录当前index
res=f_readdir(&mp3dir,&mp3fileinfo); //读取目录下的一个文件
if(res!=FR_OK||mp3fileinfo.fname[0]==0)break; //错误了/到末尾了,退出
fn=(u8*)(*mp3fileinfo.lfname?mp3fileinfo.lfname:mp3fileinfo.fname);
res=f_typetell(fn);
if((res&0XF0)==0X40)//取高四位,看看是不是音乐文件
{
mp3indextbl[curindex]=temp;//记录索引
curindex++;
}
}
}
curindex=0; //从0开始显示
res=f_opendir(&mp3dir,(constTCHAR*)"0:/music"); //打开目录
while(res==FR_OK)//打开成功
{
dir_sdi(&mp3dir,mp3indextbl[curindex]); //改变当前目录索引
res=f_readdir(&mp3dir,&mp3fileinfo); //读取目录下的一个文件
if(res!=FR_OK||mp3fileinfo.fname[0]==0)break; //错误了/到末尾了,退出
fn=(u8*)(*mp3fileinfo.lfname?mp3fileinfo.lfname:mp3fileinfo.fname);
strcpy((char*)pname,"0:/music/"); //复制路径(目录)
strcat((char*)pname,(constchar*)fn); //将文件名接在后面
OLED_ShowString(0,48," ",16); //清楚之前的显示
OLED_ShowString(0,48,fn,16); //显示歌曲名字
mp3_index_show(curindex+1,totmp3num);
key=mp3_play_song(pname); //播放这个MP3
if(key==2) //上一曲
{
if(curindex)curindex--;
elsecurindex=totmp3num-1;
}else if(key<=1)//下一曲
{
curindex++;
if(curindex>=totmp3num)curindex=0;//到末尾的时候,自动从头开始
}else break; //产生了错误
}
myfree(SRAMIN,mp3fileinfo.lfname); //释放内存
myfree(SRAMIN,pname); //释放内存
myfree(SRAMIN,mp3indextbl); //释放内存
}
//播放一曲指定的歌曲
//返回值:0,正常播放完成
// 1,下一曲
// 2,上一曲
// 0XFF,出现错误了
u8 mp3_play_song(u8 *pname)
{
FIL* fmp3;
u16 br;
u8res,rval;
u8*databuf;
u16i=0;
u8key;
rval=0;
fmp3=(FIL*)mymalloc(SRAMIN,sizeof(FIL));//申请内存
databuf=(u8*)mymalloc(SRAMIN,4096); //开辟4096字节的内存区域
if(databuf==NULL||fmp3==NULL)rval=0XFF;//内存申请失败.
if(rval==0)
{
VS_Restart_Play(); //重启播放
VS_Set_All(); //设置音量等信息
VS_Reset_DecodeTime(); //复位解码时间
res=f_typetell(pname); //得到文件后缀
if(res==0x4c)//如果是flac,加载patch
{
VS_Load_Patch((u16*)vs1053b_patch,VS1053B_PATCHLEN);
}
res=f_open(fmp3,(constTCHAR*)pname,FA_READ);//打开文件
if(res==0)//打开成功.
{
VS_SPI_SpeedHigh(); //高速
while(rval==0)
{
res=f_read(fmp3,databuf,4096,(UINT*)&br);//读出4096个字节
i=0;
do//主播放循环
{
if(VS_Send_MusicData(databuf+i)==0)//给VS10XX发送音频数据
{
i+=32;
}else
{
key=KEY_Scan(0);
switch(key)
{
caseKEY1_PRES:
rval=1; //下一曲
break;
caseKEY3_PRES:
rval=2; //上一曲
break;
caseKEY2_PRES: //音量增加
if(vsset.mvol<250)
{
vsset.mvol+=5;
VS_Set_Vol(vsset.mvol);
}elsevsset.mvol=250;
mp3_vol_show((vsset.mvol-100)/5);//音量限制在:100~250,显示的时候,按照公式(vol-100)/5,显示,也就是0~30
break;
caseKEY4_PRES: //音量减
if(vsset.mvol>100)
{
vsset.mvol-=5;
VS_Set_Vol(vsset.mvol);
}else vsset.mvol=100;
mp3_vol_show((vsset.mvol-100)/5); //音量限制在:100~250,显示的时候,按照公式(vol-100)/5,显示,也就是0~30
break;
}
mp3_msg_show(fmp3->fsize);//显示信息
}
}while(i<4096);//循环发送4096个字节
if(br!=4096||res!=0)
{
rval=0;
break;//读完了.
}
}
f_close(fmp3);
}elserval=0XFF;//出现错误
}
myfree(SRAMIN,databuf);
myfree(SRAMIN,fmp3);
returnrval;
}
