Встраиваемый, компактный MP3 модуль. Часть 1 - Принципиальная схема и описание

Встраиваемый MP3 модуль – это универсальное и компактное устройство для воспроизведения аудио файлов формата MP3. Он может использоваться для встраивания в пользовательские приложения на микроконтроллерах, или как автономное устройство, поддерживает несколько вариантов управления: с помощью кнопок и цифровых входов или по последовательному интерфейсу (ТТЛ уровни). Возможно применение двух способов одновременно.

Аудио файлы хранятся на карте памяти microSD, общее количество файлов, которое поддерживает модуль – 65535, что говорит о возможности применения карты памяти емкостью до 16 Гбайт. Все mp3 файлы на карте памяти должны иметь в качестве имени порядковый номер от 0 до 65535 (например, 0.mp3, 1.mp3, 2.mp3, 3.mp3 16.mp3 … … 65535.mp3).

Блок-схема модуля показана на рисунке ниже.

Как видно, сердцем модуля является микроконтроллер Microchip PIC24FJ64GA002 и микросхема однокристального MP3 декодера VS1011 производства компании VLSI. PIC24FJ64GA002 – это высокопроизводительный универсальный 16-разрядный микроконтроллер с богатой цифровой и аналоговой периферией, выполненный на базе ядра PIC24. Микроконтроллер поддерживает внутрисхемное программирование (ICSP), а так же самопрограммирование (RTSP).

Отличительные особенности микроконтроллера PIC24FJ64GA002:

• ядро PIC24, рабочая частота до 32 МГц;
• 64 Кбайт Flash, 8 Кбайт RAM;
• пять 16-битных таймеров;
• 5 каналов ШИМ;
• коммуникационные интерфейсы:
• 2 канала SPI;
• 2 канала UART;
• 2 канала I2C;
• 10-битный 10-канальный АЦП;
• напряжение питания 2.0 … 3.6 В.

VS1011 – это высококачественный декодер MP3 формата, имеющий в своем составе высокопроизводительный цифровой сигнальный процессор с низким энергопотреблением, рабочую память, память инструкций, 0.5 Кбайт RAM, которые могут использоваться пользовательским приложением, а также высококачественный стерео аудио ЦАП с усилителем. Для управления используется последовательный интерфейс. Отличительной особенностью VS1011 является возможность работы непосредственно с SPI EEPROM, т.е. без применения микроконтроллера.

Принципиальная схема mp3 модуля

Кликните для увеличения

Список компонентов

Коннектор (сигналы) ICSP предназначен для внутрисхемного программирования микроконтроллера.  Сигналы управления, питание, аудио выход выведены на коннектор. Питание модуля может быть 5 В или 3.3 В, однако питание микроконтроллера и периферии 3.3 В. С этой целью установлен регулятор напряжения  серии MCP1701AT, и на схеме изображена перемычка, которая предназначена для выбора источника напряжения питания (внешний 3.3 В или от встроенного регулятора 3.3 В, при подаче напряжения 5 В). Будьте внимательны при подаче напряжения на модуль.

В зависимости от типа управления модулем, схемы его подключения различны.

Клкините для увеличения

Режим непосредственного управления (режим «Pin-to-Pin») предусматривает управление с помощью кнопок (воспроизведение, стоп, громкость + и громкость -) и DIP переключателей, подключаемых непосредственно к модулю. Режим «Serial» – это управление по последовательному интерфейсу с логическими уровнями ТТЛ. Кроме того, как было замечено выше, возможно применение двух способов одновременно. В этом случае количество входов для выбора трека сокращается до 4.

Конфигурирование модуля (выбор режима работы, параметры последовательного интерфейса) осуществляется с помощью файла конфигурации (config.txt), сохраненного на карте памяти.

Следует заметить, что в режиме Pin-to-Pin адресуемых треков на карте памяти будет 64 (6-бит), а при разрешении двух способов управления адресуемых треков с помощью DIP переключателей будет только 16.

Коммуникация и управление модулем по последовательному интерфейсу осуществляется с помощью простых команд, за исключением выбора трека для воспроизведения.

Загрузки

Принципиальная схема, рисунки печатной платы - скачать

Часть 2 – Настройка модуля и программное обеспечение