嵌入式ＣＤ音质立体声ＷＡＶＥ播放器制造技术

本发明专利技术公开一种嵌入式ＣＤ音质立体声ＷＡＶＥ播放器，其包括ＭＣＵ单片机、四运算放大器、音频输出口和ＳＤ／ＭＭＣ卡座。ＭＣＵ单片机配合电阻、电容与四运算放大器连接；四运算放大器配合电阻、电容与音频输出口连接；ＳＤ／ＭＭＣ卡座通过ＳＰＩ数据线与ＭＣＵ单片机连接；ＭＣＵ单片机通过ＳＤ／ＭＭＣ卡座读取ＳＤ／ＭＭＣ卡上的数字音频源文件，将数字音频数据传输到四运算放大器，经过四运算放大器与电阻、电容组成的电路变换成模拟音频信号并滤除高频噪声，经由音频输出口输出。本发明专利技术具有硬件成本低，实现高品质ＣＤ音质立体声模拟音频信号输出，以及可灵活扩展功能、方便嵌入式应用的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字音频播放应用领域，尤其涉及一种嵌入式CD音质立体声WAVE播放器。
技术介绍
数字音频是一种利用数字化手段对声音进行录制、存放、编辑、压缩或播放的技术，它是随着数字信号处理技术、计算机技术、多媒体技术的发展而形成的一种全新的声音处理手段。随着数字音频技术在电视、广播、手机、MP3中的广泛应用，许多带语音提示类的系统中也开始逐步采用数字音频技术，例如电梯语音到站钟，公交车语音自动报站器等带语音提示的仪器、设备等产品。目前在这类应用中实现数字音频播放通常采用两种技术手段：一种是采用专用的集成数字语音芯片，另外就是采用MP3播放器的技术。这两种方法都存在一定的不足，其主要体现在实现播放高质量数字音频和成本价格上的不平衡。MP3播放器的技术能够达到高质量的数字音频播放效果，但需要使用专门的MP3解码器和16位的DAC转换器，实现技术和算法都比较复杂，成本也就相对偏高；而专用的集成数字语音芯片相对比较便宜，但通常只能实现接近广播级数字音频的质量（采样频率22.1KHz，分辨率12位）。本专利技术克服现有技术的以上缺陷，提供了一种嵌入式CD音质立体声WAVE播放器，具有实现成本低，输出达到CD音质的高质量音频信号，易扩展使用以及方便地嵌入到需要使用语音、音乐播放的系统和设备中的有益效果。
技术实现思路
本专利技术提供了一种嵌入式CD音质立体声WAVE播放器，包括MCU单片机、四运算放大器、音频输出口和SD/MMC卡座四部分。所述MCU单片机（1）配合电阻、电容与四运算放大器（2）连接；所述四运算放大器（2）配合电阻、电容与音频输出口（3）连接；所述MCU单片机（1）通过SD/MMC卡座（4）读取SD/MMC卡上的数字音频源文件，将数字音频数据传输到四运算放大器（2），经过四运算放大器（2）与电阻、电容组成的电路变换成模拟音频信号并滤除高频噪声，经由音频输出口（3）输出。其中，所述MCU单片机配合电阻、电容是与四运算放大器的两个输入端连接，所述四运算放大器的两个输出端配合电阻、电容与音频输出口连接。所述SD/MMC卡座通过SIP数据线与MCU单片机连接。本专利技术中，所述MCU单片机为工作时钟频率大于24MHz、内部集成有SPI接口和四个8位PWM输出端口的通用MCU单片机。本专利技术中，四运算放大器内部集成四个独立的运算放大器，共有四路输入和四路输出。本专利技术中，所述MCU单片机的四个8位PWM输出端口分别与所述四运算放大器通过电阻、电容组合连接，构成两路加权电阻/PWM混合式16位DAC，实现左右声道16位DA转-->换。本专利技术中，所述MCU单片机通过SPI数据线与SD/MMC卡座连接，用于读取SD/MMC卡中的数字音频文件。本专利技术中，所述MCU单片机的四个8位PWM输出端口分别与四运算放大器中的两个运算放大器的输入端通过电阻、电容组合连接，构成两路加权电阻/PWM混合式16位DAC，实现左右声道16位DA转换。四运算放大器中的另外两个运算放大器与电阻、电容组合，构成两路低通滤波器，实现对模拟信号中的高频噪声的滤除，并输出高质量模拟CD音质的立体声模拟信号到音频输出口。本专利技术中的MCU单片机通过SPI数据线连接的SD/MMC卡座读取记录在SD/MMC卡上的数字音频源文件，然后将获取的数字音频数据通过四个PWM口输出到四运算放大器，经过加权电阻/PWM混合式16位DAC转换成模拟音频信号，再经过低通滤波器滤除高频噪声后，经由音频输出口输出。本专利技术中，所述音频输出口（3）为耳机插座。本专利技术还包括按键、LED指示灯，其中，所述按键与MCU单片机连接，用于对SD/MMC卡座（4）内的SD/MMC卡中的歌曲的选播和播放进行控制。所述LED指示灯与MCU单片机连接，用以指示播放器的工作状态。本专利技术还包括通信接口，所述通信接口与MCU单片机连接，用于连接所述嵌入式CD音质立体声WAVE播放器与外部系统，构成带语音播报功能的系统，实现控制和功能的扩展。本专利技术中，所述“CD音质”是指采样频率44.1KHz,采样精度16位，左右双声道立体声的数字化音频质量标准。本专利技术中，所述“WAVE”是指数字音频数据符合RIFF标准（RIFF是英文Resource Interchange File Format的缩写），以原始脉冲编码调制（PCM）格式保存记录的WEVE文件（缺省文件扩展名为wav）。本专利技术可单独使用，也可通过通信接口与外部系统连接的方式嵌入和组合到不同的应用系统中，充分利用MCU单片机自身的功能和引脚，实现对播放器功能的扩展，和高音质WAVE数字音频的播放。首先，本专利技术通过连接的SD/MMC卡座，直接读取插入卡座的SD/MMC卡上数字音频文件。由于读取的是原始无压缩和编码的WAVE格式数字音频数据，保证了最原始的数字音频质量，也就不需要专用解码器。其次，用MCU单片机本身的PWM功能，配合廉价的运算放大器构成的加权电阻/PWM混合式16位DAC代替专用的16位ADC转换器；再次，实现播放器功能仅消耗使用了MCU单片机有限的资源，其本身还有富裕的资源和引脚可以它用，可以实现功能扩展和嵌入组合到其它系统中，构成带语音播放功能的其它系统。本专利技术嵌入式CD音质立体声WAVE播放器，不需要专用解码器和专用16位ADC转换器，仅采用两个通用器件和简单的外围电路：一片通用MCU单片机、一片普通四运算放大器，与电阻电容组合构成16位DAC电路，配合相应的程序代码处理，实现对高质量WAVE数字音频文件读取、并通过8位PWM方式配合简单模拟电路，实现16位DAC转换得到高质量的模拟音频信号的输出。本专利技术制作成本极低，输出高音质音频，并且方便功能扩展。本专利技术既可以构成独立的播放器使用，也可以进行二次开发，嵌入到其它应用系统中，非常适合-->交通、旅游、商场、电梯、智能仪器等需要语音播报与提示等设备和场合。附图说明图1是本专利技术的嵌入式CD音质立体声WAVE播放器的电路结构示意图；图2是本专利技术实施例1的嵌入式CD音质立体声WAVE播放器的工作原理示意图；图3是本专利技术实施例2的嵌入式CD音质立体声WAVE播放器的工作原理示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例进一步详细阐述本专利技术。以下实施例并不是对本专利技术的限制。在不背离专利技术构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本专利技术中。实施例1：参考图1、图2所示， 1为MCU单片机，2为四运算放大器，3为音频输出口，4为SD/MMC卡座，6为按键，7为LED指示灯。本专利技术嵌入式CD音质立体声WAVE播放器，包括MCU单片机1、四运算放大器2、音频输出口3，和SD/MMC卡座4；另外，还包括按键6和LED指示灯7。其中，MCU单片机1配合电阻、电容与四运算放大器2的两个输入端连接；四运算放大器2的两个输出端配合电阻、电容与音频输出口3连接；SD/MMC卡座4通过SPI数据线与MCU单片机1连接；按键6与MCU单片机1连接，对播放器的选曲和播放进行控制；LED指示灯与MCU单片机1连接，用以指示播放器的工作状态。本专利技术中的MCU单片机1为工作时钟频率大于24MHZ、内部集成有硬件SPI接口和四个8位PWM输出端口的通用MCU单片机；其 SPI接口与S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式ＣＤ音质立体声ＷＡＶＥ播放器，其特征在于，包括ＭＣＵ单片机（１）、四运算放大器（２）、音频输出口（３）、和ＳＤ／ＭＭＣ卡座（４）；所述ＭＣＵ单片机（１）配合电阻、电容与四运算放大器（２）连接；所述四运算放大器（２）配合电阻、电容与音频输出口（３）连接；所述ＳＤ／ＭＭＣ卡座（４）通过ＳＰＩ数据线与ＭＣＵ单片机（１）连接；所述ＭＣＵ单片机（１）通过ＳＤ／ＭＭＣ卡座（４）读取ＳＤ／ＭＭＣ卡上的数字音频源文件，将数字音频数据传输到四运算放大器（２），经过四运算放大器（２）与电阻、电容组成的电路变换成模拟音频信号并滤除高频噪声，经由音频输出口（３）输出。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式CD音质立体声WAVE播放器，其特征在于，包括MCU单片机（1）、四运算放大器（2）、音频输出口（3）、和SD/MMC卡座（4）；所述MCU单片机（1）配合电阻、电容与四运算放大器（2）连接；所述四运算放大器（2）配合电阻、电容与音频输出口（3）连接；所述SD/MMC卡座（4）通过SPI数据线与MCU单片机（1）连接；所述MCU单片机（1）通过SD/MMC卡座（4）读取SD/MMC卡上的数字音频源文件，将数字音频数据传输到四运算放大器（2），经过四运算放大器（2）与电阻、电容组成的电路变换成模拟音频信号并滤除高频噪声，经由音频输出口（3）输出。2.如权利要求1所述嵌入式CD音质立体声WAVE播放器，其特征在于，所述MCU单片机（1）为工作时钟频率大于24MHz、内部集成有SPI接口和四个8位PWM输出端口的通用MCU单片机。3.如权利要求1所述嵌入式CD音质立体声WAVE播放器，其特征在于，所述四运算放大器（2）内部集成四个独立的运算放大器，共有四路输...

【专利技术属性】
技术研发人员：马潮，周万程，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]