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.

Вебинар Экономичные решения МЕAN WELL для надежных разработок - 30.09.2021

Встраиваемый MP3 модуль на микроконтроллере PICВстраиваемый MP3 модуль на микроконтроллере PIC

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.

Блок-схема встраиваемого MP3 модуля на микроконтроллере

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

Принципиальная схема mp3 модуля на микроконтроллере PIC24
Кликните для увеличения

Список компонентов

Обозначение
в схеме
Номинал
Примечание
C1, C2, C6,
C8, C12-C15
100 нФ
smd 0805
C3, C4
33 пФ
C5, C16
10 мкФ 6.3 В
smd
танталовые
C7
100 мкФ 6.3 В
C9-C11
10 нФ
smd 0805
LD1, LD2
светодиоды
smd 0805
Q1
кварц 12.288 МГц
 
R1
10 кОм


smd 0805

R2
1 МОм
R3-R5
20 Ом
R6, R7,
R10-R12
100 кОм
R8, R9
100 Ом
U1
VS1011
LQFP48
U2
MCP1701AT-3302I/MB
SOT-89
U3
PIC24FJ64GA002 I/SS
28SSOP

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.

Схема включения mp3 модуля в зависимости от типа управления
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

Перевод: Vadim по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Embedded MP3 module. Part 1 - Schematic

Изготовление 1-4 слойных печатных плат за $2

Прецизионный высоковольтный операционный усилитель ADA4097−1 с низким потреблением от Analog Devices
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения:Полный вариант обсуждения »
  • Скачал только четверть принц. схемы. Хочу изучить принцип работы, а она не полная. Почему?
  • Уже, поправили. Схема просто не открывалась в полный размер, вы это имели в виду, наверное.
  • Интересно а будет работать VS1001 вместо VS1011?
  • Я, честно говоря, думаю, что работать в данной схеме VS1001 не будет, т.к. у VS1001 отдельные шины данных и управления, а у VS1011 одна общая шина SPI для управления и данных. Однако, знаю что декодер VS1011 имеет так называемый режим совместимости с VS1001, который не рекомендуется использовать :). В чем заключается эта совместимость, точно сказать не могу. Но есть даташиты, из которых можно уточнить данный момент.
  • Собранный по указанной схеме плеер работать не будет, потому как половина ног на флэшке пронумерована неправильно!