解析BU9435在嵌入式MP3播放模块的应用

1 引言

MP3不仅体积小、重量轻、存储容量大及耗电小。而且MP3对存储介质的访问无需任何机械运动。所以MP3还具有极强的抗振能力，无任何机械噪声优点。闪存（Flash Memory）是一种长寿命的非易失性（在断电情况下仍能保持所存储的数据信息）的存储器，数据删除不是以单个的字节为单位而是以固定的区块为单位（注意：NOR Flash 为字节存储。），区块大小一般为256KB到20MB.闪存是电子可擦除只读存储器（EEPROM）的变种，EEPROM与闪存不同的是，它能在字节水平上进行删除和重写而不是整个芯片擦写，这样闪存就比EEPROM的更新速度快。由于其断电时仍能保存数据，闪存通常被用来保存设置信息，如在电脑的BIOS（基本输入输出程序）、PDA（个人数字助理）、数码相机中保存资料等。随着闪存容量的不断增加和价格的不断降低，MP3在车载和便携音响领域。越来越受到人们的欢迎，尤其是在便携音响领域，MP3已经占据着绝对的主流地位。

SD卡是一种通用性极强的存储介质，广泛应用于数码相机、手机和便携式媒体播放器等设备中：U盘是最为常见的移动存储设备，它在易用性、安全性及方便性方面大大优于其他移动存储产品。SD卡（Secure Digital Memory Card）中文翻译为安全数码卡，是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，它被广泛地于便携式装置上使用，例如数码相机、个人数码助理（PDA）和多媒体播放器等。罗姆（ROHM）公司开发出将USB存储/SD卡主机（H0ST）功能、MP3音频解码功能、系统控制功能于一体的LSI-BU9435.BU9435同时支持U盘和SD卡作为存储介质，特别适用于小型组合音响、汽车音响和便携媒体播放设备。

2 BU9435简介

BU9435内部不仅集成系统控制器和MP3音频解码器，而且还内置USB存储/SD卡主机功能，能够自动查找U盘和SD卡内的MP3文件，并通过解码器播放出与CD媲美的高音质音乐。通用串行总线（英文：Universal Serial Bus,简称USB）是连接外部装置的一个串口汇流排标准，在计算机上使用广泛，但也可以用在机顶盒和游戏机上，补充标准On-The-Go（ OTG）使其能够用于在便携装置之间直接交换资料。USB是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB接口可用于连接多达127种外设，如鼠标、调制解调器和键盘等。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的，自1996年推出后，已成功替代串口和并口，并成为当今个人电脑和大量智能设备的必配的接口之一。从1994年11月11日发表了USB V0.7版本以后，USB版本经历了多年的发展，到现在已经发展为3.0版本。以前有带USB主机接口的MP3解码方案需要外接程序存储器或采用CPU、USB控制器和MP3解码器，现在仅需BU9435便可实现。

BU9435的主要特性：USB全速HOST接口，SD存储卡接口；带有可显示文件/文件夹编号、播放时间、艺术家名、标题等ID3Tag分析功能的MP3解码器；编码器（encoder），是一种输入模拟视频信号并将它转换为数字信号格式，以进一步压缩和传输的硬件/软件设备。像视频的mpeg4,音频的mp3,ac3,dts等，这些编码器可以将原始数据压缩存放，刚才都是常用的编码格式，还有些专业的编码格式，一般家庭基本不会用到。为了在家用设备或者电脑上重放这些视频和音频则需要用到解码软件，一般称为插件。I2C总线接口；4×3矩阵键盘扫描控制功能；7通道LED控制功能；抽样率自动转换功能；多种均衡模式。图1给出BU9435的内部组成框图。

BU9435的主要引脚功能：引脚1（RESETX）：复位端，低电平有效；引脚2（SEL_SLAVE）：工作模式选择，高电平选择独立工作模式，低电平为从属模式；引脚3（SEL_MP3）：文件格式选择，高电平仅支持MP3格式的文件，低电平支持MPl、MP2和MP3格式的文件；引脚4（SEL_DOUT）：音频输出选择，高电平为模拟音频输出，低电平为数字音频输出；引脚5（SEL_VOL）：音量控制选择，高电平使能音量控制功能，低电平禁止音量控制；引脚6（SEL_APLAY）：自动播放选择端，高电平禁止自动播放，低电平选择自动播放；引脚10~13:工作在独立模式时，10~13引脚为矩阵键盘行输入端KEY_ROWn;工作在从属模式时，10引脚为曲目切换输出端，当MP3曲目切换时输出低电平，11引脚为BU9435忙标志输出。12~13引脚为I2C总线的SCL和SDA:引脚14~16:工作在独立模式时，14~16引脚为矩阵键盘列输出端KEY_COLn;工作在从属模式时，14引脚和15引脚为I2C总线低位地址选择端A0和Al,16引脚为从属模式选择端，高电平选择模式2,低电平选择模式3;引脚19~23:SD卡接口；引脚33（USB_DM）和引脚34（USB_DP）：USB接口；引脚40（XIN_PLL）和引脚4l（XOUT_PLL）：时钟产生电路，外接16.934 4 MHz晶体振荡器；引脚44（RDACO）和引脚46（LDAC0）：模拟音频右声道和左声道输出；引脚48（AMUTE）：静音状态输出端，低电平表示处于静音状态；引脚49~55:工作在独立模式时，49~55引脚为工作状态LED指示输出：工作在从属模式时，53~55引脚为数字音频输出端。

3 BU9435外围电路设计

由BU9435构成的MP3解码电路原理图如图2所示。为使BU9435按所希望的方式工作，需对其引脚进行相应配置。大部分输入引脚内部都具有上拉功能，主要配置为：2引脚接地，使BU9435工作在从属工作模式，这样系统控制器可通过I2C总线对BU9435进行控制及获取BU9435的工作状态：3引脚接地，系统支持MPl、MP2、MP3格式的文件；4引脚悬空，内部上拉为高电平，器件输出为模拟音频信号；系统中通常还有其他音源。一般都有独立的通道选择与音量控制器件，所以BU9435 5引脚接地，禁止器件音量控制：6引脚悬空，禁止器件自动播放，由主控制器控制BU9435;BU9435的I2C器件地址最高位固定为1,最低2位由引脚14和引脚15决定，其他位为0,将引脚14和引脚15接地，BU9435的I2C器件地址为0x80H.

立体声模拟音频信号由引脚44和引脚46输出，经RE滤波后送到音量控制器件控制通道和音量。BU9435的控制和获取BU9435的状态全部由I2C总线引脚SCL和SDA完成。

4 软件设计

控制BU9435是先发送控制命令，然后读取BU9435的状态寄存器组或相应的信息。状态寄存器又名条件码寄存器，它是计算机系统的核心部件--运算器的一部分，状态寄存器用来存放两类信息：一类是体现当前指令执行结果的各种状态信息（条件码），如有无进位（CY位），有无溢出（OV位），结果正负（SF位），结果是否为零（ZF位），奇偶标志位（P位）等；另一类是存放控制信息（PSW:程序状态字寄存器），如允许中断（IF位），跟踪标志（TF位）等。如果该字节为0x00H.则表明后续内容为有效的状态寄存器组或相应的信息数据；如果该字节为0xFFH,则表明BU9435忙，后续数据无效，这时主控制器应该发送I2C结束命令并重新读取。图3为BU9435的读取流程图。

BU9435工作在不同状态时，接收的命令也不同。当某个命令不能被当前状态接收时，该命令将被忽略。BU9435的状态与主要命令之间的关系如表l所示。BU9435系统控制软件流程如图4所示。

5 结语

基于BU9435的MP3播放模块，不仅同时支持U盘和SD卡作为存储介质，为音响系统提供丰富的媒介来源，而且外围和接口电路简单，只要系统提供I2C总线接口，就能方便地将该模块嵌入到系统中，有很强的通用性。该MP3播放模块，无论对新音响系统的设计还是旧音响系统的升级，都能提供有益的借鉴和参考。