基于BU9435的嵌入式MP3播放模块设计

1 引言
    MP3不仅体积小、重量轻、存储容量大及耗电小．而且MP3对存储介质的访问无需任何机械运动．所以MP3还具有极强的抗振能力，无任何机械噪声优点。随着闪存容量的不断增加和价格的不断降低，MP3在车载和便携音响领域．越来越受到人们的欢迎，尤其是在便携音响领域，MP3已经占据着绝对的主流地位。
    SD卡是一种通用性极强的存储介质，广泛应用于数码相机、手机和便携式媒体播放器等设备中：U盘是最为常见的移动存储设备，它在易用性、安全性及方便性方面大大优于其他移动存储产品。罗姆(ROHM)公司开发出将USB存储/SD卡主机(H0ST)功能、MP3音频解码功能、系统控制功能于一体的LSI—BU9435。BU9435同时支持U盘和SD卡作为存储介质，特别适用于小型组合音响、汽车音响和便携媒体播放设备。以BU9435为核心，设计一种MP3播放模块．该模块可方便地嵌入到各种音响设备中，为音响设备提供丰富的媒介来源。

2 BU9435简介
    BU9435内部不仅集成系统控制器和MP3音频解码器，而且还内置USB存储／SD卡主机功能，能够自动查找U盘和SD卡内的MP3文件，并通过解码器播放出与CD媲美的高音质音乐。以前有带USB主机接口的MP3解码方案需要外接程序存储器或采用CPU、USB控制器和MP3解码器，现在仅需BU9435便可实现。
    BU9435的主要特性：USB全速HOST接口，SD存储卡接口；带有可显示文件／文件夹编号、播放时间、艺术家名、标题等ID3Tag分析功能的MP3解码器；内置有安装命令软件的系统控制器；FATl6/FAT32文件系统；独立工作／从属工作模式转换功能；I2C总线接口；4×3矩阵键盘扫描控制功能；7通道LED控制功能；抽样率自动转换功能；多种均衡模式。图1给出BU9435的内部组成框图。

    BU9435的主要引脚功能：引脚1(RESETX)：复位端，低电平有效；引脚2(SEL_SLAVE)：工作模式选择，高电平选择独立工作模式，低电平为从属模式；引脚3(SEL_MP3)：文件格式选择，高电平仅支持MP3格式的文件，低电平支持MPl、MP2和MP3格式的文件；引脚4(SEL_DOUT)：音频输出选择，高电平为模拟音频输出，低电平为数字音频输出；引脚5(SEL_VOL)：音量控制选择，高电平使能音量控制功能，低电平禁止音量控制；引脚6(SEL_APLAY)：自动播放选择端，高电平禁止自动播放，低电平选择自动播放；引脚10~13：工作在独立模式时，10～13引脚为矩阵键盘行输入端KEY_ROWn；工作在从属模式时，10引脚为曲目切换输出端，当MP3曲目切换时输出低电平，11引脚为BU9435忙标志输出．12～13引脚为I2C总线的SCL和SDA：引脚14～16：工作在独立模式时，14～16引脚为矩阵键盘列输出端KEY_COLn；工作在从属模式时，14引脚和15引脚为I2C总线低位地址选择端A0和Al，16引脚为从属模式选择端，高电平选择模式2，低电平选择模式3；引脚19～23：SD卡接口；引脚33(USB_DM)和引脚34(USB_DP)：USB接口；引脚40(XIN_PLL)和引脚4l(XOUT_PLL)：时钟产生电路,外接16．934 4 MHz晶体振荡器；引脚44(RDACO)和引脚46(LDAC0)：模拟音频右声道和左声道输出；引脚48(AMUTE)：静音状态输出端，低电平表示处于静音状态；引脚49～55：工作在独立模式时，49～55引脚为工作状态LED指示输出：工作在从属模式时，53～55引脚为数字音频输出端。

3 BU9435外围电路设计
    由BU9435构成的MP3解码电路原理图如图2所示。为使BU9435按所希望的方式工作，需对其引脚进行相应配置。大部分输入引脚内部都具有上拉功能，主要配置为：2引脚接地，使BU9435工作在从属工作模式，这样系统控制器可通过I2C总线对BU9435进行控制及获取BU9435的工作状态：3引脚接地，系统支持MPl、MP2、MP3格式的文件；4引脚悬空，内部上拉为高电平，器件输出为模拟音频信号；系统中通常还有其他音源．一般都有独立的通道选择与音量控制器件，所以BU9435 5引脚接地，禁止器件音量控制：6引脚悬空，禁止器件自动播放，由主控制器控制BU9435；BU9435的I2C器件地址最高位固定为1，最低2位由引脚14和引脚15决定，其他位为0，将引脚14和引脚15接地，BU9435的I2C器件地址为0x80H。
    立体声模拟音频信号由引脚44和引脚46输出，经RE滤波后送到音量控制器件控制通道和音量。BU9435的控制和获取BU9435的状态全部由I2C总线引脚SCL和SDA完成。

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4 软件设计
    控制BU9435是先发送控制命令，然后读取BU9435的状态寄存器组或相应的信息。根据命令的不同，控制命令的长度为2～8个字节。播放的相关信息，如BU9435内部状态、文件夹信息、播放时间信息及ID3Tag信息，都是通过I2C总线读出。需要注意的是，在对BU9435读取时，BU9435返回的第一个字节并不是状态寄存器组或相应信息的有效内容，而是反映后续内容是否有效的一个虚元字节(Dummy byte)。如果该字节为0x00H。则表明后续内容为有效的状态寄存器组或相应的信息数据；如果该字节为0xFFH，则表明BU9435忙，后续数据无效，这时主控制器应该发送I2C结束命令并重新读取。图3为BU9435的读取流程图。

    BU9435工作在不同状态时，接收的命令也不同。当某个命令不能被当前状态接收时，该命令将被忽略。BU9435的状态与主要命令之间的关系如表l所示。BU9435系统控制软件流程如图4所示。

5 结语
    基于BU9435的MP3播放模块，不仅同时支持U盘和SD卡作为存储介质，为音响系统提供丰富的媒介来源，而且外围和接口电路简单，只要系统提供I2C总线接口，就能方便地将该模块嵌入到系统中，有很强的通用性。该MP3播放模块，无论对新音响系统的设计还是旧音响系统的升级，都能提供有益的借鉴和参考。