基于BY8001—16P的紅外遙控音樂播放器

紀鵬

摘要：隨著當今社會的快速發(fā)展，越來越多的產(chǎn)品需要單片機的支撐，在生活、生產(chǎn)的方方面面都能夠看到單片機的身影。在大多數(shù)的使用單片機為核心的遠程控制技術中紅外遙控技術應用最為廣泛。本次畢業(yè)設計題目是基于單片機的紅外遙控音樂播放器的設計。音樂播放器主控芯片為STC89C51，利用紅外遙控進行遠程控制，使用揚聲器發(fā)聲，最終實現(xiàn)MP3音樂播放器的功能。本次畢業(yè)設計利用紅外線進行點對點通信的技術，在室內近距離（小于10米的范圍內）且不影響周邊環(huán)境和干擾其他電器設備的情況下完成簡單的音樂播放器的功能，包括播放、切換歌曲等內容，同時可以基于單片機的控制指令來對多種設備進行遠程控制是本次畢業(yè)設計的實現(xiàn)目標。

關鍵詞：MP3音樂播放器；紅外系統(tǒng)；STC89C51

中圖分類號：TN6 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）06-0098-02

1 電路系統(tǒng)設計

1.1 電路結構

根據(jù)功能實現(xiàn)目標，本次的設計由三個主要部分構成。

（1）單片機系統(tǒng)電路：主要是使用最小的元件組成的可以工作的最小系統(tǒng)的微處理器，或稱為單片機的最小開發(fā)系統(tǒng)。對于51系列單片機，最小微處理器系統(tǒng)包括：微控制器、微控制器、時鐘電路和微控制器復位電路。本設計中使用的單片機為STC89C51，晶振為12MHZ。復位電路由許多電容串并聯(lián)構成。RST引腳顯示高電平表示電路通電狀態(tài)。如果出現(xiàn)RST引腳的高電平持續(xù)兩個以上的機器周期時，復位程序啟動。

（2）紅外解碼電路：通過單片機內部程序實現(xiàn)相應鍵值的解碼，最終實現(xiàn)紅外遙控的遠程控制功能。

（3）顯示和播放電路：通過液晶顯示屏顯示歌曲信息，具體的材料將使用1602液晶顯示器來顯示?；胤烹娐酚蓳P聲器形成。

1.2 電路模塊設計

1.2.1 紅外電路設計

在這個設計中，使用了更實用的紅外接收器HX1838器件，它主要集成在紅外接收器件中，如信號放大處理，濾波處理和檢測處理。該電路包括一個前置放大器和一個PIN。用相對可靠的環(huán)氧材料封裝的二極管不易受外部環(huán)境的影響，并且可以防止輸出非線性控制信號脈沖。該器件還配備低通濾波器，積分器和自動增益控制電路，以抑制生成的干擾信號和噪聲。數(shù)據(jù)信號傳輸與干擾信號傳輸?shù)膮^(qū)別主要在于載波頻率，脈沖波長和占空比。為此設計選擇的HX1838在這三個方面與NEC編碼格式相匹配。

紅外接收電路中，其原理是：紅外傳感元件HX1838模塊將調制紅外光信號，當載頻中心頻率（高達38khz）。瞬時變成電信號，然后放大，前置放大電路，自動過程控制信息，然后過濾信號通過高通濾波器。的范圍和信號調制解調電路的干擾。在信號輸出電路、放大輸出端輸出低電平，不接受一些載波電路在電路輸出高電平。

1.2.2 BY8001-16P語音模塊

（1）概述。BY8001-16P采用BY8001-SSOP24 MP3主控芯片，支持MP3、WAV格式雙解碼。模塊內置TF卡座，可插卡進行更換語音內容；也可外接U盤或USB數(shù)據(jù)線連接電腦更換TF內容。該模塊內置3W功放，可以直接驅動3W的喇叭，使用更方便。

（2）技術規(guī)格。24位DAC輸出，動態(tài)范圍支持90dB，信噪比85dB。支持15段語音一對一觸發(fā)播放，IO口硬件選擇8種觸發(fā)方式。支持UART異步串口控制，支持播放、暫停、上下曲、音量加減、選曲播放等。

（3）模塊管腳圖。BY8001-16P管腳圖見圖1。

2 音樂播放器工作原理

2.1 編碼過程

在音樂播放器中使用的最為常見的兩種壓縮方式：有損壓縮，無損壓縮。首先，壓縮過程摒棄掉并不影響人們聽歌效果的冗余信息，然后進一步壓縮冗余代碼。首先，信號被分解成稱為幀的分量。每個組件持續(xù)少于一秒。其次，分析信號確定如何通過將比特流分配到“頻譜能量分布”或整個音頻頻譜來生成最佳音頻編碼。由于其余的頻譜使用相同的算法，因此可以在幾次轉換后對其進行高效編碼。通過將信號分解成子帶并獨立處理子帶，該步驟可以實現(xiàn)最佳結果。所有子帶使用相同的算法，但不同之處在于分配的比特流的大小因使用不同的編碼器而不同。第三，考慮確定每幀可分配的最大位數(shù)的數(shù)據(jù)速率。該步驟確定可用數(shù)據(jù)量和丟棄的數(shù)據(jù)量。每個幀的頻率是所述人類聽覺的聲學的數(shù)學模板（數(shù)學模板編碼器/存儲在解碼器的索引表）進行比較，以確定是否有任何頻率被精確地再現(xiàn)，并且可以被丟棄或分配給一個頻率更少的比特。第四，在霍夫曼編碼之后，該過程轉向采樣額外的信息?；舴蚵幋a與心理聲學模型無關。只使用現(xiàn)有的壓縮方法來獲得額外的壓縮比率。這讓讀者知道整個音樂播放器的編碼過程如下：首先，使用所有心理心理模板有選擇地刪除大量數(shù)據(jù)，然后壓縮其余數(shù)據(jù)以消除冗余。第二步不要刪除數(shù)據(jù)。

2.2 解碼過程

總的來說，音樂播放器系統(tǒng)的大部分工作都在解碼部分。但是，普通用戶主要播放音樂播放器文件，而不是制作它們。這里們將重點介紹解碼過程。解碼器不需要存儲或使用人類心理聲學理論，也不需要位分配過程。音樂播放器播放器只關心檢查比特流的頭部和頻譜分布的數(shù)據(jù)幀以及它們一起存儲的輔助信息，然后將這些信息重建為音頻信號。從某種意義上說，播放器實際上是音樂播放器文件，播放列表和聲卡的界面，并且它們被打包為解碼音樂播放器比特流格式的相對簡單的規(guī)則。

一些音樂播放器解碼器比其他解碼器占用更多的CPU時間，但它們測量的效率差異不會大于其他功能測量的差異。選擇音樂播放器播放器與成本，可擴展性，音頻質量和外觀有關。

3 程序設計

3.1 紅外解碼程序

紅外遙控器的基本原理：當按壓紅外遙控器的按鈕時，遙控器發(fā)送第一完整全碼，完成全碼導頻碼，用戶代碼1，用戶2的代碼，數(shù)據(jù)代碼，數(shù)據(jù)反轉代碼。其中，啟動代碼由9ms啟動代碼和4.5ms結果代碼組成。系統(tǒng)代碼和數(shù)據(jù)代碼共32位。第一個16是用戶識別碼，用于識別不同型號的紅外遙控器，以防止不同類型的遙控紅外信號彼此交叉對話。確認完成后，控制器根據(jù)接收到的紅外數(shù)據(jù)碼實現(xiàn)相應的音樂播放器功能的操作。

3.2 播放及其顯示程序

當有數(shù)據(jù)請求時，程序先判斷有無內部中斷發(fā)生。發(fā)生請求中斷時，數(shù)據(jù)讀取失敗。如果數(shù)據(jù)請求沒有產(chǎn)生中斷，請重新加載數(shù)據(jù)。中斷產(chǎn)生后，進行下一個扇區(qū)的掃描。若下一個扇區(qū)的數(shù)據(jù)無需掃描，則數(shù)據(jù)被發(fā)送到解碼器。所有扇區(qū)掃描完畢時，表示當前播放的歌曲結束，并讀取下一首歌曲的數(shù)據(jù)；如果讀取的數(shù)據(jù)超過一個扇區(qū)，則數(shù)據(jù)存儲在另一個扇區(qū)中。并閱讀該部門的數(shù)據(jù)。讀取的數(shù)據(jù)被發(fā)送到解碼器，解碼由鍵盤控制。當鍵盤處于暫停狀態(tài)時，解碼器暫時不工作，等待再次按下暫停鍵以繼續(xù)解碼。在播放過程中，如果需要選擇要播放的歌曲，按下選擇按鈕將結束當前播放的歌曲并進入所選歌曲的播放過程。

本次中，相應按鍵對應實現(xiàn)功如表1所示，其余按鍵沒有設計對應實現(xiàn)功能：

參考文獻

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Abstract：With the rapid development of today's society， more and more products need the support of single chip microcomputer， and the appearance of single chip microcomputer can be seen in every aspect of life and production. In most of the control systems using single-chip microcomputer as the core， the infrared remote control technology is the most widely used in remote control technology. My topic is the design of infrared remote control music player based on SCM. The core of this graduation project is STC89C51， which remotely controls by infrared remote control， uses loudspeaker to sounding， and finally realizes the function of MP3 music player. This graduation design uses infrared light to point to point communication technology， in the indoor close range （less than 10 meters） and does not affect the surrounding environment and disturb other electrical equipment. It is the goal of the graduation design to complete the function of a simple music player， including playing， switching the songs， and so on. It can be based on the control instruction of the single chip computer to control a variety of equipment.

Key words：MP3 music player；infrared system；STC89C51