專利名稱：便攜式數(shù)碼音樂播放機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及記錄載體的裝置，尤指一種能播放MP3和WMA等壓縮格式標(biāo)準(zhǔn)的便攜式數(shù)碼音樂播放機(jī)。
MPEG1 Audio Layer3簡稱MP3，MP3技術(shù)是一種全新的數(shù)字音頻信號壓縮格式標(biāo)準(zhǔn)，其壓縮比較高，音質(zhì)能夠接近激光音樂盤片(CD Audio)，因而以MP3為壓縮格式的激光盤片也在逐漸推廣，并將逐步取代傳統(tǒng)的激光盤片(CD片)。Windows Media Audio簡稱WMA，WMA是微軟公司提出的另一種數(shù)字音頻信號壓縮標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的MP3壓縮格式標(biāo)準(zhǔn)的播放裝置基本上是采用多媒體的微型計算機(jī)(PC機(jī))進(jìn)行解壓播放，或者采用高版本的兼容MP3壓縮標(biāo)準(zhǔn)格式的VCD、SVCD、DVD臺式機(jī)器進(jìn)行解壓播放，采用多媒體PC機(jī)進(jìn)行解壓播放，只要在多媒體PC機(jī)上安裝相應(yīng)的解壓軟件，把MP3光盤放入光驅(qū)之中經(jīng)解壓軟件處理之后再通過計算機(jī)中的聲霸卡就能播放出MP3壓縮格式標(biāo)準(zhǔn)的音頻信號，但是采用多媒體PC機(jī)進(jìn)行播放存在如下缺陷，首先多媒體PC機(jī)成本比較高，再有使用多媒體PC機(jī)播放MP3需要安裝相應(yīng)的解壓軟件，操作上比較麻煩，因而只有會操作電腦的人員才會使用。采用高版本的兼容MP3格式的VCD、SVCD、DVD臺式機(jī)器播放，雖然成本上比較低且操作上也比較容易，但是它與多媒體PC機(jī)一樣體積比較大，無法隨身攜帶。市場上一些能隨身攜帶的產(chǎn)品諸如隨聲聽和袖珍式激光播放機(jī)之類的產(chǎn)品，此類產(chǎn)品使用傳統(tǒng)的盒式磁帶或激光盤片，播放機(jī)內(nèi)部驅(qū)動采用機(jī)械結(jié)構(gòu)，因而功耗大，不防震，再有采用機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)，易損性也比較大。還有此類產(chǎn)品基本上只有播放功能，而不帶有錄音重放功能，因而在某些使用上就受到了限制，而帶有錄音功能的便攜式產(chǎn)品基本上都是袖珍式錄音機(jī)，但是由于采用了傳統(tǒng)的磁帶，使用模擬信號進(jìn)行錄音及放音，音質(zhì)不夠理想。
本實用新型的目的在于提供一種便攜式數(shù)碼音樂播放機(jī)，該產(chǎn)品不但能播放MP3和WMA等壓縮格式標(biāo)準(zhǔn)的音頻信號，還同時具有錄音重放功能，且還具有體積小，便于隨身攜帶的特點。
為了實現(xiàn)上述的任務(wù)，本實用新型采用的解決方案是提供一種便攜式數(shù)碼音樂播放機(jī)，該便攜式數(shù)碼音樂播放機(jī)由微控制單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、電源供電單元、液晶顯示單元、通信接口、程序存儲器單元、內(nèi)置內(nèi)容存儲器單元，擴(kuò)展內(nèi)容存儲器接口、操作控制單元、麥克風(fēng)、耳機(jī)等零部件所組成；其中，微控制單元是核心部件，該微控制單元是由單片微處理器所組成，該單片微處理器包括地址、數(shù)據(jù)、控制信號的總線以及通用輸入／輸出口；主要是處理MP3和WMA等音頻信號以及通過固化在程序存儲器單元的程序來控制各單元的協(xié)調(diào)工作。
模數(shù)轉(zhuǎn)換單元是由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A／D)采樣芯片所組成，其輸出端通過數(shù)字音頻接口(I2S)串行總線方式與微控制單元之中單片處理器相連，其輸入端與麥克風(fēng)相連；在錄音時，通過麥克風(fēng)把采樣到的模擬信號轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號，通過串行方式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿⒖刂茊卧俳?jīng)微控制單元將數(shù)據(jù)經(jīng)過處理之后存儲到內(nèi)容存儲器單元之中；數(shù)模轉(zhuǎn)換單元是由數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D／A)轉(zhuǎn)換芯片所組成，其輸入端通過數(shù)字音頻接口(I2S)串行總線方式連接到微控制器單元之中單片微處理器，其輸出端通過音頻信號放大芯片后再連接到耳機(jī)，其重要作用是把MP3和WMA等壓縮格式的串行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號之后，再輸出到耳機(jī)進(jìn)行播放；液晶顯示單元是由液晶顯示屏所組成，通過地址、數(shù)據(jù)、控制總線與微控制單元之中單片微處理器的總線相連，用于顯示播放狀態(tài)起提示作用；通信接口通過地址、數(shù)據(jù)、控制總線與微控制單元之中單片微處理器的總線相連，作為與PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕硬蹇冢怀绦虼鎯ζ鲉卧怯砷W爍型存儲器(Flash Memory)所組成，其通過地址、數(shù)據(jù)、控制總線與微控制單元之中單片微處理器的總線相連，存放有播放機(jī)工作的程序；內(nèi)置內(nèi)容存儲器單元是由閃爍型存儲器(Flash Memory)所組成，其通過地址、數(shù)據(jù)、控制總線與微控制單元之中單片微處理器的總線相連，用于存放數(shù)字音頻信號文件；擴(kuò)展內(nèi)容存儲器接口由多媒體卡座所組成，且與微控制單元相連，作為擴(kuò)充內(nèi)容存儲器的接插口。
操作控制單元由按鈕開關(guān)所組成，通過控制信號線和微控制單元之中單片微處理器的通用輸入／輸出口相連，用于設(shè)置和操作便攜式數(shù)碼音樂播放機(jī)。
由本實用新型的結(jié)構(gòu)特征可知，本實用新型和傳統(tǒng)的MP3播放機(jī)相比具有如下有益效果(1)本實用新型能播放MP3和WMA等壓縮格式標(biāo)準(zhǔn)的音頻信號，且同時還具有錄音重放功能。
(2)本實用新型采用了閃爍型存儲器作為內(nèi)容存儲器，且通過通信接口與PC機(jī)相連，把使用者所要選取的音頻信號文件傳輸?shù)絻?nèi)容存儲器之中，因而使用上非常方便，再有省略掉了傳統(tǒng)光盤的機(jī)械驅(qū)動部分，使該產(chǎn)品具有防震功能，且功耗也比較低，延長了電池的使用時間，尤其適合便攜式產(chǎn)品要求低功耗的特性。
(3)本實用新型的產(chǎn)品還具有體積小，便于隨身攜帶的特點。
下面結(jié)構(gòu)附圖對本實用新型的具體實施方式
再作一詳細(xì)描述。


圖1是本實用新型的電路原理框圖。
圖2是本實用新型的數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的電路連接線路圖。
圖3是本實用新型的主控單元、擴(kuò)展內(nèi)容存儲器接口、操作控制單元的電路連接線路圖。
圖4是本實用新型的液晶顯示單元的電路連接線路圖。
圖5是本實用新型的電源供電單元的電路連接線路圖。
圖6是本實用新型的程序存儲器單元和內(nèi)置內(nèi)容存儲器單元的電路連接線路圖。
圖7是本實用新型的通信接口單元(使用USB接口)的電路連接線路圖。
本實用新型是一種便攜式數(shù)碼音樂播放機(jī)，從產(chǎn)品組成構(gòu)造上主要由播放機(jī)主機(jī)、耳機(jī)以及播放機(jī)主機(jī)的通信接口與PC機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)的連接電纜所組成。其中播放機(jī)主機(jī)包括播放機(jī)外殼、若干操作控制按鈕、耳機(jī)插座、電纜連接插座以及安裝有集成電路、電阻、電容等元器件的印刷電路板。
請參閱
圖1所示，
圖1是本實用新型的電路原理框圖，主要由微控制單元1、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元2、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元3、電源供電單元10、液晶顯示單元7、通信接口8、程序存儲器單元4、內(nèi)置內(nèi)容存儲器單元5，擴(kuò)展內(nèi)容存儲器接口6、操作控制單元9、麥克風(fēng)13、耳機(jī)12所組成。
請參閱圖3所示，微控制單元1是核心部件，該微控制單元1是由單片微處理器(CPU)U9所組成。其主要是進(jìn)行MP3和WMA等解碼以及對周邊各單元之中的外圍芯片進(jìn)行控制，本實施例之中選用了Cirrus Logic公司型號為EP7209的單片微處理器U9。該單片微處理器U9是32位CPU包括地址、數(shù)據(jù)、控制信號的總線，內(nèi)置38．4KB的靜態(tài)存儲器(RAM)，播放機(jī)的工作程序從程序存儲器單元4調(diào)入到該內(nèi)置靜態(tài)存儲器(RAM)之中運(yùn)行，且還內(nèi)置有128字節(jié)的只讀存儲器(ROM)。該單片微處理器U9使用2．5V和3．3V兩組工作電源，在本實用新型的實施例之中選用了75兆(MHz)的時鐘頻率，且該單片微處理器U9還帶有3個通用輸入／輸出口(簡稱GP I／O)。
單片微處理器U9(EP7209)主要引腳定義
PA．0--PA．5按鈕開關(guān)掃描PA．6--PA．7I2S總線控制PD．1--PD．4液晶顯示控制PD．5--PD．7擴(kuò)展內(nèi)容存儲器接口連線(時鐘、數(shù)據(jù)、地址)D0--D15 16位數(shù)據(jù)總線A1--A23 23位地址總線A0，A24 (地址)片選信號CS0--CS2，CS4 外圍各芯片的片選信號MOE 閃爍型存儲器讀信號MWE 閃爍型存儲器寫信號請參閱圖2所示，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元3是由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A／D)采樣芯片U6所組成，本實施例之中選用了OKI公司的MSM7702采樣芯片U6；采樣芯片U6的采樣頻率為8KHz，采用3．3V供電電壓；其輸出端通過數(shù)字音頻接口(I2S)串行總線方式與微控制單元1之中的單片微處理器U9相連，其輸入端與麥克風(fēng)13的插件J1相連，在錄音時，主要是把從麥克風(fēng)13的語音或其他音頻的模擬信號轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號，通過串行方式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿⒖刂茊卧?，再經(jīng)微控制單元1將數(shù)據(jù)經(jīng)過處理之后存儲到內(nèi)容存儲器單元中。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣芯片U6(MSM7702)的主要引腳定義PCMOUT(串行)編碼輸出BCLK 時鐘脈沖AIN-，AIN+模擬信號輸入請參閱圖2所示，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元2是由數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D／A)轉(zhuǎn)換芯片U54所組成，本實施例之中選用了Cirrus Logic公司的CS4341轉(zhuǎn)換芯片U54；該轉(zhuǎn)換芯片U54的轉(zhuǎn)換頻率為44．1KHz，采用3．3V供電電壓；其輸入端通過數(shù)字音頻接口(I2S)串行總線方式連接到微控制器單元1之中的單片微處理器U9，其輸出端經(jīng)過音頻放大芯片U53之后再連接到耳機(jī)12的插座J15。其中音頻放大芯片U53選用PHILIPS公司的TDA7050雙聲道音頻放大集成電路。該數(shù)模轉(zhuǎn)換單元2功能是將微控制單元1發(fā)送過來的MP3和WMA等壓縮格式標(biāo)準(zhǔn)的串行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號之后，再輸出到耳機(jī)12播放。
數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換芯片U54(CS4341)的主要引腳定義SDATA 數(shù)據(jù)輸入(串行數(shù)字信號)SCLK時鐘脈沖AOUTA，AOUTB左、右聲道模擬輸出請參閱圖4所示，液晶顯示單元7是由液晶顯示屏U1所組成，本實施例之中選用了EPSON公司型號為TCM-A1153的液晶顯示屏U1；該液晶顯示屏U1通過地址、數(shù)據(jù)、控制信號線與微控制單元1之中單片微處理器U9的數(shù)據(jù)總線D0--D7、通用輸入／輸出口PD．1--PD．4、控制信號線nSC2相連。該顯示單元7用于顯示播放狀態(tài)、歌曲名稱、歌詞等內(nèi)容，并且還能顯示4行漢字信息，顯示點陣為112*64字節(jié)。
請參閱圖7所示，通信接口8在本實施例中采用了通用串行總線(USB)接口J20，該通信方式目前在計算機(jī)接口中使用越來越普遍，已經(jīng)成為一種通用的接口標(biāo)準(zhǔn)，具有傳輸速率高可達(dá)1MB／S，接口簡單，使用方便的特點。在本實施中選用了PHILIPS公司的PDIUSBD12通用串行總線接口芯片U55，該通用串行總線接口芯片U55通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與微控制單元1之中單片微處理器U9的總線相連，主要是作為與PC機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?，與PC機(jī)之間相連用于下載和上傳音頻信號文件以及其它的數(shù)據(jù)文件。
通用串行總線接口芯片U55(PDIUSBD12)的主要引腳定義D0--D78位數(shù)據(jù)總線A0片選信號／RD_UUSB使能信號(讀)
／WR_U USB使能信號(寫)／RSET_N復(fù)位信號／INT_N 初始化信號XTAL1，XTAL26MHZ時鐘脈沖信號輸入D-，D+ USB接口通信通道另外，與計算機(jī)之間轉(zhuǎn)輸數(shù)據(jù)的通信接口8除了本實施例中介紹的通用串行總線(USB)接口之外，也可以采用異步串行接口方式，也即通常我們所稱的RS-232C方式，該方式具有接口連線簡單的特點，但此串行方式傳輸速率不是很高，目前最高只能達(dá)到38400波特率／秒。也可以采用并行接口方式，也即通常我們所稱的計算機(jī)并行打印口來傳輸，該方式具有傳送速度快的特點，但此并行方式的電纜連接接口比較繁瑣。
請參閱圖6所示，內(nèi)置內(nèi)容存儲單元5是由閃爍型存儲器所組成，在本實施之中選用了二片INTEL公司型號E28F16M3A250的閃爍型存儲器U29、U31，該閃爍型存儲器E28F16M3A250的存儲容量為16兆字節(jié)(MB)。另外該二片閃爍型存儲器U29、U31通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與微控制單元1之中單片微處理器U9的總線相連接，主要用于存放播放內(nèi)容的數(shù)字音頻信號文件。
請參閱圖3所示，擴(kuò)展內(nèi)容存儲器接口6由多媒體卡座JP_MMC所組成，該多媒體卡座JP_MMC與微控制單元1之中單片微處理器U9的通用輸入／輸出PD．5、PD．6、PD．7相連，作為擴(kuò)充閃爍型存儲器(Flashmemory)的接插口。選用的閃爍型存儲器可以是西門子公司的多媒體卡(MMC)。
請參閱圖3所示，操作控制單元9由按鈕開關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6所組成，分別和微控制單元1之中單片微處理器U9的通用輸入／輸出口PA．0、PA．1、PA．2、PA．3、PA．4、PA．5相連，用于設(shè)置和操作便攜式數(shù)碼音樂播放機(jī)。
請參閱圖6所示，程序存儲器單元4選用了SGEML公司的SM-DC800BFA閃爍型存儲器芯片U14，該芯片U14的容量為2兆字節(jié)(MB)，用于存放工作運(yùn)行的程序，且該芯片U14通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與微控制單元1之中單片微處理器U9的總線相連。
請參閱圖5所示，電源供電單元10是由MAXIM公司的MAX1675芯片U27和MAX8868_EUK芯片U10所組成，MAX1675芯片U27主要是將1．5V電源升壓到3．3 V電壓，以提供單片微處理器U9以及其它各單元之中外圍芯片工作的電壓；MAX8868_EUK芯片U10將3．3V電源穩(wěn)壓及降壓到2．5 V，以提供單片微處理器U9的另一組工作電壓。
權(quán)利要求1.一種便攜式數(shù)碼音樂播放機(jī)，包括麥克風(fēng)、耳機(jī)、電源供電單元；其特征在于包括微控制單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、液晶顯示單元、通信接口、程序存儲器單元、內(nèi)置內(nèi)容存儲器單元、擴(kuò)展內(nèi)容存儲器接口、操作控制單元；其中，該微控制單元由單片微處理器所組成，該單片微處理器包括地址、數(shù)據(jù)、控制信號的總線以及通用輸入／輸出口；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元由A／D采樣芯片所組成，其輸出端通過I2S串行總線方式與微控制單元之中單片微處理器相連，其輸入端與麥克風(fēng)相連；數(shù)模轉(zhuǎn)換單元由D／D轉(zhuǎn)換芯片所組成，其輸入端通過I2S串行總線方式與微控制器單元之中單片微處理器相連，其輸出端通過音頻信號放大芯片后再連接到耳機(jī)；液晶顯示單元由液晶顯示屏所組成，通過地址、數(shù)據(jù)、控制總線與微控制單元之中單片微處理器的總線相連；通信接口通過地址、數(shù)據(jù)、控制總線與微控制單元之中單片微處理器的總線相連；程序存儲器單元由閃爍型存儲器所組成，通過地址、數(shù)據(jù)、控制總線與微控制單元之中單片微處理器的總線相連；內(nèi)置內(nèi)容存儲器單元由閃爍型存儲器所組成，通過地址、數(shù)據(jù)、控制總線與微控制單元之中單片微處理器的總線相連；擴(kuò)展內(nèi)容存儲器由多媒體卡座所組成，且與微控制單元之中單片微處理器的通用輸入／輸出口相連；操作控制單元由按鈕開關(guān)所組成，且與微控制單元之中單片微處理器的通用輸入／輸出口相連。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式數(shù)碼音樂播放機(jī)，其特征在于該通信接口為通用串行總線接口。
3.如權(quán)利要求1所述的便攜式數(shù)碼音樂播放機(jī)，其特征在于該通信接口為并行接口。
4.如權(quán)利要求1所述的便攜式數(shù)碼音樂播放機(jī)，其特征在于該通信接口為異步串行接口。
專利摘要本實用新型公開了一種便攜式數(shù)碼音樂播放機(jī),包括微控制單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、液晶顯示單元、程序存儲器單元、內(nèi)容存儲器單元、通信接口及操作控制單元。其中數(shù)模轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元通過串行總線方式與微控制單元相連。液晶顯示單元、程序存儲器單元、內(nèi)容存儲器單元、通信接口通過總線方式與微控制器單元相連。該產(chǎn)品能播放MP3和WMA等壓縮格式標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字音頻,且具有體積小、便于隨身攜帶和錄音重放功能。
文檔編號G06F13/10GK2418520SQ00217100
公開日2001年2月7日 申請日期2000年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月31日
發(fā)明者張毅斌, 馬天龍, 楊早 申請人:上海廣電(集團(tuán))有限公司