基于STM32+VS1053B的MP3设计与制作 附源程序

STM32_MP3_完整源码.7z (1.32 MB, 售价: 1 E币)

2020-5-24 15:03 上传

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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，其实也就四个部分：

（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：

第一排显示的是我的标签，

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：

main.c文件：

1. #include "sys.h"
   
2. #include "delay.h"
   
3. #include "usart.h"
   
4. #include "led.h"                       
   
5. #include "oled.h"
   
6. #include "bmp.h"
   
7. #include "key.h"      
   
8. #include "malloc.h"
   
9. #include "sdio_sdcard.h"  
   
10. #include "vs10xx.h"
    
11. #include "mp3player.h"
    
12. #include "exfuns.h"
    
13. //通过串口打印SD卡相关信息
    
14. void show_sdcard_info(void)
    
15. {
    
16.          switch(SDCardInfo.CardType)
    
17.          {
    
18.                   caseSDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V1_1:printf("Card Type:SDSCV1.1\r\n");break;
    
19.                   caseSDIO_STD_CAPACITY_SD_CARD_V2_0:printf("Card Type:SDSCV2.0\r\n");break;
    
20.                   caseSDIO_HIGH_CAPACITY_SD_CARD:printf("Card Type:SDHC V2.0\r\n");break;
    
21.                   caseSDIO_MULTIMEDIA_CARD:printf("Card Type:MMC Card\r\n");break;
    
22.          }      
    
23.       printf("Card ManufacturerID:%d\r\n",SDCardInfo.SD_cid.ManufacturerID);    //制造商ID
    
24.         printf("CardRCA:%d\r\n",SDCardInfo.RCA);                 //卡相对地址
    
25.          printf("CardCapacity:%d MB\r\n",(u32)(SDCardInfo.CardCapacity>>20));        //显示容量
    
26.         printf("CardBlockSize:%d\r\n\r\n",SDCardInfo.CardBlockSize);                          //显示块大小
    
27. }
    
28. intmain(void)
    
29. {      
    
30.          delay_init();                   //延时函数初始化         
    
31.          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
    
32.          uart_init(115200);          //串口初始化为115200
    
33.         LED_Init();                               //初始化与LED连接的硬件接口
    
34.          KEY_Init();                                  //初始化按键
    
35.          VS_Init();                         //初始化VS1053
    
36.          delay_ms(1000);   //适当延时
    
37.          OLED_Init();   //OLED初始化
    
38.          OLED_ColorTurn(0);//0正常显示，1 反色显示
    
39.          OLED_DisplayTurn(0);//0正常显示 1 屏幕翻转显示
    
40.          OLED_Refresh();  
    
41.          delay_ms(1000);   //适当延时
    
42.          my_mem_init(SRAMIN);                  //初始化内部内存池
    
43.          exfuns_init();                             //为fatfs相关变量申请内存  
    
44.         f_mount(fs[0],"0:",1);            //挂载SD卡
    
45.         f_mount(fs[1],"1:",1);            //挂载FLASH.
    
46.         while(SD_Init())//检测不到SD卡
    
47.          {
    
48.                   OLED_ShowString(0,0,"SD_ERROR!!",16);    //错误提示信息闪烁
    
49.                   delay_ms(200);
    
50.                   OLED_ShowString(0,0,"          ",16);
    
51.                   delay_ms(200);
    
52.                   LED1=!LED1;//DS1闪烁
    
53.          }
    
54.          show_sdcard_info();       //打印SD卡相关信息
    
55.          //检测SD卡成功
    
56.          OLED_ShowString(0,0,"SD_OK      ",16);         
    
57.          delay_ms(1000);
    
58.          OLED_ShowString(0,0,"LHSMD- MP3",16);
    
59.          while(1)
    
60.          {
    
61.                   LED1=0;
    
62.                   OLED_ShowString(0,16,"storagetest",16);
    
63.                   printf("RamTest:0X%04X\r\n",VS_Ram_Test());//打印RAM测试结果
    
64.                   OLED_ShowString(0,16,"sintest    ",16);
    
65.                   VS_Sine_Test();   //正弦波测试
    
66.                   delay_ms(1000);
    
67.                   LED1=1;
    
68.                   OLED_Clear();
    
69.                   OLED_ShowString(0,0,"  LHSMD - MP3",16);
    
70.                   mp3_play();  //放歌操作
    
71.          }   
    
72. }

复制代码

mp3player.c文件：

1. #include "mp3player.h"
   
2. #include "vs10xx.h"         
   
3. #include "delay.h"
   
4. #include "led.h"
   
5. #include "key.h"
   
6. //#include "lcd.h"            
   
7. #include "malloc.h"
   
8. //#include "text.h"
   
9. #include "string.h"
   
10. #include "exfuns.h"  
    
11. #include "ff.h"   
    
12. #include "flac.h"     
    
13. #include "usart.h"   
    
14. #include "oled.h"
    
15. //显示曲目索引
    
16. //index:当前索引
    
17. //total:总文件数
    
18. void mp3_index_show(u16 index,u16 total)
    
19. {
    
20.          //显示当前曲目的索引,及总曲目数
    
21.          OLED_ShowNum(0,16,index,3,16);
    
22.          OLED_ShowString(24,16,"/",16);  
    
23.          OLED_ShowNum(32,16,total,3,16);
    
24. }
    
25. //显示当前音量
    
26. void mp3_vol_show(u8 vol)
    
27. {                                      
    
28.          OLED_ShowString(64,16,"VOL:",16);   
    
29.          OLED_ShowNum(105,16,vol,2,16);       //显示音量
    
30. }
    
31. u8 time_buf[16];
    
32. u16 f_kbps=0;//歌曲文件位率     
    
33. //显示播放时间,比特率 信息
    
34. //lenth:歌曲总长度
    
35. void mp3_msg_show(u32 lenth)
    
36. {      
    
37.          staticu16 playtime=0;//播放时间标记            
    
38.         u16 time=0;// 时间变量
    
39.          u16sec=0;// 时间变量
    
40.          u16temp=0;   
    
41.          if(f_kbps==0xffff)//未更新过
    
42.          {
    
43.                   playtime=0;
    
44.                   f_kbps=VS_Get_HeadInfo();     //获得比特率
    
45.          }               
    
46.          time=VS_Get_DecodeTime();//得到解码时间
    
47.          if(playtime==0)playtime=time;
    
48.          elseif((time!=playtime)&&(time!=0))//1s时间到,更新显示数据
    
49.          {
    
50.                   playtime=time;//更新时间                                       
    
51.                   temp=VS_Get_HeadInfo();//获得比特率                                    
    
52.                   if(temp!=f_kbps)
    
53.                   {
    
54.                           f_kbps=temp;//更新KBPS                                          
    
55.                   }                          
    
56.                   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
    
57.                   elsesec=0;//非法位率                  
    
58.                   //显示播放时间     
    
59.                   sprintf((char*)time_buf,"%02d:%02d/%02d:%02d%003d",time/60,time%60,sec/60,sec%60,f_kbps);
    
60.                   OLED_ShowString(0,32,time_buf,16);
    
61.                   LED1=!LED1;            //DS0翻转
    
62.          }            
    
63. }                                         
    
64. //得到path路径下,目标文件的总个数
    
65. //path:路径               
    
66. //返回值:总有效文件数
    
67. u16 mp3_get_tnum(u8 *path)
    
68. {         
    
69.          u8res;
    
70.          u16rval=0;
    
71.         DIR tdir;                  //临时目录
    
72.          FILINFOtfileinfo;    //临时文件信息            
    
73.          u8*fn;                                                                          
    
74.    res=f_opendir(&tdir,(const TCHAR*)path); //打开目录
    
75.       tfileinfo.lfsize=_MAX_LFN*2+1;                                                //长文件名最大长度
    
76.          tfileinfo.lfname=mymalloc(SRAMIN,tfileinfo.lfsize);   //为长文件缓存区分配内存
    
77.          if(res==FR_OK&&tfileinfo.lfname!=NULL)
    
78.          {
    
79.                   while(1)//查询总的有效文件数
    
80.                   {
    
81.                 res=f_readdir(&tdir,&tfileinfo);                       //读取目录下的一个文件
    
82.                 if(res!=FR_OK||tfileinfo.fname[0]==0)break;      //错误了/到末尾了,退出               
    
83.                     fn=(u8*)(*tfileinfo.lfname?tfileinfo.lfname:tfileinfo.fname);                       
    
84.                           res=f_typetell(fn);  
    
85.                           if((res&0XF0)==0X40)//取高四位,看看是不是音乐文件   
    
86.                           {
    
87.                                    rval++;//有效文件数增加1
    
88.                           }         
    
89.                   }  
    
90.          }
    
91.          myfree(SRAMIN,tfileinfo.lfname);
    
92.          returnrval;
    
93. }
    
94. //播放音乐
    
95. void mp3_play(void)
    
96. {
    
97.          u8res;
    
98.         DIR mp3dir;                     //目录
    
99.          FILINFOmp3fileinfo;//文件信息
    
100.          u8*fn;                           //长文件名
     
101.          u8*pname;                      //带路径的文件名
     
102.          u16totmp3num;            //音乐文件总数
     
103.          u16curindex;           //图片当前索引
     
104.          u8key;                               //键值               
     
105.         u16 temp;
     
106.          u16*mp3indextbl; //音乐索引表
     
107.         while(f_opendir(&mp3dir,"0:/music"))//打开图片文件夹
     
108.         {           
     
109.                   OLED_ShowString(0,32,"musicfile ERR!",16);            
     
110. delay_ms(200);      
     
111.                   OLED_ShowString(0,32,"               ",16);
     
112.                   delay_ms(200);               
     
113.          }                                                                             
     
114.          totmp3num=mp3_get_tnum("0:/music");//得到总有效文件数
     
115.       while(totmp3num==NULL)//音乐文件总数为0         
     
116.         {           
     
117.                   OLED_ShowString(0,32,"nomusic file  ",16); //没有音乐文件提示
     
118.                   delay_ms(200);                                                            
     
119.          }                                                                                         
     
120.       mp3fileinfo.lfsize=_MAX_LFN*2+1;                                                  //长文件名最大长度
     
121.          mp3fileinfo.lfname=mymalloc(SRAMIN,mp3fileinfo.lfsize);       //为长文件缓存区分配内存
     
122.         pname=mymalloc(SRAMIN,mp3fileinfo.lfsize);    //为带路径的文件名分配内存
     
123.         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
     
124.         while(mp3fileinfo.lfname==NULL||pname==NULL||mp3indextbl==NULL)//内存分配出错
     
125.         {           
     
126.                   OLED_ShowString(0,32,"storageERR    ",16);
     
127.                   delay_ms(200);                                                   
     
128.          }     
     
129.          VS_HD_Reset();    //VS1053硬复位
     
130.          VS_Soft_Reset();  //VS1053软复位
     
131.          vsset.mvol=200;                                                 //默认设置音量为200.
     
132.          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   
     
133.          //记录索引
     
134.    res=f_opendir(&mp3dir,"0:/music"); //打开目录
     
135.          if(res==FR_OK)
     
136.          {
     
137.                   curindex=0;//当前索引为0
     
138.                   while(1)//全部查询一遍
     
139.                   {
     
140.                           temp=mp3dir.index;                                                                     //记录当前index
     
141.                 res=f_readdir(&mp3dir,&mp3fileinfo);                  //读取目录下的一个文件
     
142.                 if(res!=FR_OK||mp3fileinfo.fname[0]==0)break;        //错误了/到末尾了,退出               
     
143.                     fn=(u8*)(*mp3fileinfo.lfname?mp3fileinfo.lfname:mp3fileinfo.fname);                     
     
144.                           res=f_typetell(fn);  
     
145.                           if((res&0XF0)==0X40)//取高四位,看看是不是音乐文件   
     
146.                           {
     
147.                                    mp3indextbl[curindex]=temp;//记录索引
     
148.                                    curindex++;
     
149.                           }         
     
150.                   }
     
151.          }   
     
152.      curindex=0;                                                                                             //从0开始显示
     
153.      res=f_opendir(&mp3dir,(constTCHAR*)"0:/music");  //打开目录
     
154.          while(res==FR_OK)//打开成功
     
155.          {      
     
156.                   dir_sdi(&mp3dir,mp3indextbl[curindex]);                       //改变当前目录索引      
     
157.        res=f_readdir(&mp3dir,&mp3fileinfo);                  //读取目录下的一个文件
     
158.        if(res!=FR_OK||mp3fileinfo.fname[0]==0)break;        //错误了/到末尾了,退出
     
159.            fn=(u8*)(*mp3fileinfo.lfname?mp3fileinfo.lfname:mp3fileinfo.fname);                     
     
160.                   strcpy((char*)pname,"0:/music/");                                  //复制路径(目录)
     
161.                   strcat((char*)pname,(constchar*)fn);                          //将文件名接在后面
     
162.                 OLED_ShowString(0,48,"                ",16);     //清楚之前的显示
     
163.                   OLED_ShowString(0,48,fn,16);                                //显示歌曲名字
     
164.                   mp3_index_show(curindex+1,totmp3num);
     
165.                   key=mp3_play_song(pname);                                                //播放这个MP3   
     
166.                   if(key==2)                 //上一曲
     
167.                   {
     
168.                           if(curindex)curindex--;
     
169.                           elsecurindex=totmp3num-1;
     
170.                 }else if(key<=1)//下一曲
     
171.                   {
     
172.                           curindex++;                  
     
173.                           if(curindex>=totmp3num)curindex=0;//到末尾的时候,自动从头开始
     
174.                 }else break;     //产生了错误         
     
175.          }                                                                                               
     
176.          myfree(SRAMIN,mp3fileinfo.lfname);  //释放内存                          
     
177.          myfree(SRAMIN,pname);                                 //释放内存                          
     
178.          myfree(SRAMIN,mp3indextbl);                       //释放内存      
     
179. }
     
180. //播放一曲指定的歌曲                                                                                                                                       
     
181. //返回值:0,正常播放完成
     
182. //              1,下一曲
     
183. //      2,上一曲
     
184. //      0XFF,出现错误了
     
185. u8 mp3_play_song(u8 *pname)
     
186. {      
     
187.         FIL* fmp3;
     
188.    u16 br;
     
189.          u8res,rval;        
     
190.          u8*databuf;                    
     
191.          u16i=0;
     
192.          u8key;               
     
193.                              
     
194.          rval=0;         
     
195.          fmp3=(FIL*)mymalloc(SRAMIN,sizeof(FIL));//申请内存
     
196.          databuf=(u8*)mymalloc(SRAMIN,4096);               //开辟4096字节的内存区域
     
197.          if(databuf==NULL||fmp3==NULL)rval=0XFF;//内存申请失败.
     
198.          if(rval==0)
     
199.          {         
     
200.                VS_Restart_Play();                                           //重启播放
     
201.                   VS_Set_All();                                              //设置音量等信息                          
     
202.                   VS_Reset_DecodeTime();                                          //复位解码时间     
     
203.                   res=f_typetell(pname);                                   //得到文件后缀                                                                                       
     
204.                   if(res==0x4c)//如果是flac,加载patch
     
205.                   {      
     
206.                           VS_Load_Patch((u16*)vs1053b_patch,VS1053B_PATCHLEN);
     
207.                   }                                                                                                                  
     
208.                   res=f_open(fmp3,(constTCHAR*)pname,FA_READ);//打开文件        
     
209.                 if(res==0)//打开成功.
     
210.                   {
     
211.                           VS_SPI_SpeedHigh();      //高速                                                   
     
212.                           while(rval==0)
     
213.                           {
     
214.                                    res=f_read(fmp3,databuf,4096,(UINT*)&br);//读出4096个字节  
     
215.                                    i=0;
     
216.                                    do//主播放循环
     
217.                               {     
     
218.                                             if(VS_Send_MusicData(databuf+i)==0)//给VS10XX发送音频数据
     
219.                                             {
     
220.                                                      i+=32;
     
221.                                             }else   
     
222.                                             {
     
223.                                                      key=KEY_Scan(0);
     
224.                                                      switch(key)
     
225.                                                      {
     
226.                                                              caseKEY1_PRES:
     
227.                                                                       rval=1;              //下一曲
     
228.                                                                       break;
     
229.                                                              caseKEY3_PRES:
     
230.                                                                       rval=2;              //上一曲
     
231.                                                                       break;
     
232.                                                              caseKEY2_PRES:    //音量增加
     
233.                                                                       if(vsset.mvol<250)
     
234.                                                                       {
     
235.                                                                                vsset.mvol+=5;
     
236.                                                                               VS_Set_Vol(vsset.mvol);         
     
237.                                                                       }elsevsset.mvol=250;
     
238.                                                                       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   
     
239.                                                                       break;
     
240.                                                              caseKEY4_PRES:    //音量减
     
241.                                                                       if(vsset.mvol>100)
     
242.                                                                       {
     
243.                                                                                vsset.mvol-=5;
     
244.                                                                               VS_Set_Vol(vsset.mvol);         
     
245.                                                                        }else vsset.mvol=100;
     
246.                                                                       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   
     
247.                                                                       break;
     
248.                                                      }
     
249.                                                      mp3_msg_show(fmp3->fsize);//显示信息      
     
250.                                             }                       
     
251.                                    }while(i<4096);//循环发送4096个字节
     
252.                                    if(br!=4096||res!=0)
     
253.                                    {
     
254.                                             rval=0;
     
255.                                             break;//读完了.               
     
256.                                    }                                                           
     
257.                           }
     
258.                           f_close(fmp3);
     
259.                   }elserval=0XFF;//出现错误         
     
260.          }                                                               
     
261.          myfree(SRAMIN,databuf);                                    
     
262.          myfree(SRAMIN,fmp3);
     
263.          returnrval;                                      
     
264. }
     

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