基于STM32+VS1053B的MP3设计

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IDprintf("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115200LED_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VS1053delay_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0while(1)//全部查询一遍{temp=mp3dir.index;                                                                     //记录当前indexres=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;                                      
}