2051單片機+SD卡+3310LCD=音樂播放器(附全套制作資料)

ID:51654 · 發(fā)表于 2013-7-10 01:56

本帖最后由 zhu123 于 2013-7-11 07:24 編輯

本作品是參考了51hei論壇上幾位強人的帖子才完工，把他們的程序給整合了了一下為我所有呵呵，這個小玩意，采用 ATMEL 的傳統(tǒng)51MCU作主控制芯片，加上SD卡和顯示屏，就可以作簡單的音樂播放器了，雖然音質(zhì)不怎么樣，不過作為DIY還是蠻有樂趣，希望大家喜歡。
沒有采用FAT文件系統(tǒng)，只是按扇區(qū)讀取SD卡，由于2051資源有限，改為4051有望可以操作FAT，但目前程序還在不斷完善中。
128byte怎樣讀取512byte的扇區(qū)數(shù)據(jù)？可以采用邊讀邊播放的方式，就能解決。音樂文件是32KHz取樣率的WAV文件，所以和HIFI就沾不上邊了。
程序是用C來編寫，以方便交流，資料整理中，完善后再上傳。

還是有就視頻文件，順便聽聽音質(zhì)。

無法在線觀看的話點擊此處下載視頻：http://www.zg4o1577.cn/f/bofangqi.avi

下面是測試用的HEX文件，由于部分顯示數(shù)據(jù)在SD卡中，所以SD卡需要存入一個特別的文件，然后把格式為32KHZ，8bit，單聲的WAV文件存入即可。
點擊此處下載：

sdka.rar (2.45 KB, 下載次數(shù): 553)

添加內(nèi)容：
播放器升級預(yù)告，增加FAT32文件系統(tǒng)，也就是可以隨意增減音樂文件，不必按連續(xù)的儲存空間存放文件，允許有文件碎片，同時也不再需要在SD卡內(nèi)存放一個經(jīng)特殊制作系統(tǒng)文件。
硬件沒改變，只是軟件升級，雖然增加了FAT32部分代碼，但總代碼量仍在2K以內(nèi)，89C2051能裝得下。
測試基本通過，上傳升級版的整套工程文件，以及SD內(nèi)的示范文件：

播放器源碼 SD卡內(nèi)示范文件.rar (429.28 KB, 下載次數(shù): 908)

由于水平有限，程序可能還有很多不完善的地方，希望51hei論壇的壇友多提意見。特別是SD卡驅(qū)動和FAT32文件系統(tǒng)，本人理解并不深入，程序?qū)Ω鞣NSD卡的兼容性未作詳細(xì)測試，有可能出現(xiàn)某些SD卡不能播放的情況。對SD卡的基本要求是文件系統(tǒng)為FAT32格式，暫不支持FAT16；SDHC高速卡也不支持。

ID:51024 · 發(fā)表于 2013-7-10 08:25

這確實很強悍，希望能解釋一下電路

ID:51654 · 發(fā)表于 2013-7-10 08:33

wangyin 發(fā)表于 2013-7-10 08:25
這確實很強悍，希望能解釋一下電路

R1、C1 組成LCD的上電復(fù)位電路。
R2~R4是上拉電阻，雖然2051的IO有內(nèi)部的弱上拉，但這三個IO是LCD接口與鍵盤接口復(fù)用，需要上拉強一點。
R5、R6、Q1組成OC輸出的反相器，當(dāng)SCE為高電平時，三極管導(dǎo)通，鍵盤使能，LCD通信中止；當(dāng)SCE為低電平時，LCD通信使能，鍵盤斷開。需要注意的是圖中左右兩鍵沒加隔離二極管，不要同時按下，否則引起顯示錯亂。
R2~R6的參數(shù)不要大幅度改動，這些參數(shù)是經(jīng)過計算得到一個比較合適的值。
晶振、C3、C5沒什么好說，這些都單片機系統(tǒng)必需的。
R7、R8是P1.0和P1.1的上拉電阻，因為這兩個口是開漏輸出。
R9~R24組成R2R型DAC，選取50K/100K是因為2051輸出高電平的帶載能力差，電阻太小將導(dǎo)致DAC線性變差。這里的電阻最好用1%的金屬膜電阻，以改善DAC的線性度。50K電阻是非標(biāo)電阻，這里用51K和2.7M電阻并聯(lián)代替。
C6是高頻濾波電容，以減少DAC輸出的高頻噪聲。
C7是輸出耦合電容，連接LINE OUT輸出端子，輸出阻抗較高，50K，只能接功放機或有源音箱。如果接耳機，需加一級放大，可以用運放做跟隨器，或用TDA2822功放IC，能帶個小嗽叭。

ID:51663 · 發(fā)表于 2013-7-10 08:35

//由于部分顯示數(shù)據(jù)在sd卡中，所以sd卡需要存入一個特別的文件//
那個是特別文件還不明白你的意思

ID:51654 · 發(fā)表于 2013-7-10 08:48

longdi 發(fā)表于 2013-7-10 08:35
//由于部分顯示數(shù)據(jù)在sd卡中，所以sd卡需要存入一個特別的文件//
那個是特別文件還不明白你的意思

是一個存放歌曲名稱、歌手名稱、歌曲首址和長度的文件，2051只有2K ROM，不可能把整個中文字庫存進ROM內(nèi)，只能存在SD卡中，以圖片形式存貯，需要時讀入。哪位能用VB或VC做一個轉(zhuǎn)換工具自動生成一個playlist.dat就方便了。

ID:51663 · 發(fā)表于 2013-7-10 08:49

請問，老大，你這個屏多少錢買的啊？？？

ID:51654 · 發(fā)表于 2013-7-10 08:50

longdi 發(fā)表于 2013-7-10 08:49
請問，老大，你這個屏多少錢買的啊？？？

這是舊手機上拆的，淘寶大約10元以下。

ID:51024 · 發(fā)表于 2013-7-10 08:50

樓主，我想問一下你之前說的用電源線驅(qū)動595然后帶3個數(shù)碼管。
我現(xiàn)在已經(jīng)知道如何用單線驅(qū)動595，然后用QH腳驅(qū)動三極管控制2個數(shù)碼管，再用595的QH'腳控制第3個數(shù)碼管（剛焊電路，還沒驗證，但原理是這樣的吧？）。
我想知道的是如何把這些信號加到電源上，謝謝了。
還有，我現(xiàn)在是3個數(shù)碼管，2個按鍵，能用1個IO實現(xiàn)嗎？我用2個可以，1個想不出來。

ID:37685 · 發(fā)表于 2013-7-11 07:04

本帖最后由 a119 于 2013-7-11 07:46 編輯

樓主，用你提供的SD卡內(nèi)示范文件也是一樣，就是一開始時出現(xiàn)了一秒鐘一約而過的雜音，
顯示的時間在走。郁悶啊我搭了整天的電路白搞了

ID:51654 · 發(fā)表于 2013-7-11 07:25

a119 發(fā)表于 2013-7-11 07:04
樓主，用你提供的SD卡內(nèi)示范文件也是一樣，就是一開始時出現(xiàn)了一秒鐘一約而過的雜音，
顯示的時間在走。

能走時能顯示畫面說明基本上訪問文件OK了，是不是沒接功放機？或功放輸入阻抗不夠高？由于DAC后沒放大，因而輸出信號很微弱。
可以連接到電腦的LINE IN輸入端，用聲卡放音。

ID:37685 · 發(fā)表于 2013-7-11 07:46

已接了功放，情況如下：
SD卡是FAT32，將《SD卡內(nèi)示范文件》全持拷入SD卡中，接上功放，打開播放器，可以顯示“255.BMP”畫面，按下播放鍵后，顯示“001.BMP”-----001，絕戀，的畫面，在此開始一刻發(fā)出“坑--坑”二聲，頻普有顯示起伏，不到一秒，之后就沒有聲音，頻普也靜止了，只是時間地走，9秒后轉(zhuǎn)入第二首時，進入“002.BMP”----002-陳慧嫻 - 逝去的諾言畫面，頻普不動，時間在走，沒有聲音，進入第三首“003-張宇 - 用心良苦”時一樣，畫面仍能正常顯示，時間也在走動，開始一刻發(fā)出“坑--坑”二聲，頻普有顯示起伏，不到一秒，之后就有持續(xù)的“沙沙”聲，頻普也有起伏，直到歌曲結(jié)束。“沙沙”聲也停止。
DAC電路嚴(yán)格按照一樓的電路。

ID:51654 · 發(fā)表于 2013-7-11 07:59

按照你說的情況，很有可能是訪問文件分區(qū)表時，鏈表計算出差錯了，只有第一個簇地址計算正確。我檢查了程序，沒發(fā)現(xiàn)計算有什么問題。不我知道你的SD卡實際情況，如果你有WINHEX這個軟件，可以打開SD卡的盤符查看其詳細(xì)內(nèi)容，對比著程序進行檢查。

ID:37685 · 發(fā)表于 2013-7-11 08:09

樓主，可能就是你說這個原因吧，我測試用的是2G的SD卡，我換用了另外一張512M的TF卡，同樣是你那測試文件，效果卻不一樣，不過仍然放不出聲音，只是三首歌都有“沙沙”聲出現(xiàn)，再者就是我用2G的TF卡測試，先法讀取TF卡，只顯示“E1”的錯誤代碼，看你的程序應(yīng)該是初始化失敗吧，不過我對FAT32未看懂，所以無從下手，希望樓主多換幾張卡試下

ID:51024 · 發(fā)表于 2013-7-11 08:11

LZ真的很強啊上一個匯編寫的VGA方塊游戲我已經(jīng)搭出來了并且小改一下加了紅黃綠黑白全屏測試圖一直懶得發(fā)帖
我自己也用洞洞板 C編程做了個FM收音機也懶得發(fā)帖...LZ強人膜拜
不知道 LZ能不能用攝像頭 + 51 + SD 做出超輕錄像裝置?可以用在航模航拍上

ID:51654 · 發(fā)表于 2013-7-11 09:31

本帖最后由 zhu123 于 2013-7-11 09:33 編輯

回復(fù)a119：
我找來了一些SD卡測試，分別測試了 128M 3張，256M 張，512M 1張，1G 1張，4G 1張，8G 1張，16G 2張。
其中 1G 以下的都能正常放音；
1G 的一張出現(xiàn) E1 錯誤代碼，原因未明；
1G 以上的都是 SDHC，由于程序尚未支持，均顯示 E1。

按照你測試512M情況，有沙沙聲，能正確走時，能顯示畫面，很可能已是正常放音狀態(tài)，仔細(xì)檢測一下硬件，DAC電阻網(wǎng)絡(luò)是否有錯，阻值是否正確，音頻輸出是否與其它控制線短路。

不知道你下載程序后有沒有重新編譯？償試重新下載，不要編譯，直接燒錄 SD_player.hex 試試。
由于不同版本編譯器，不同的優(yōu)化級別，可能產(chǎn)生大于2K代碼，大于2051的容量，可能會導(dǎo)致程序跑飛。

ID:37685 · 發(fā)表于 2013-7-11 09:34

終于搞定了爽啊謝謝樓主熱心回復(fù)我這種菜鳥.

ID:2318 · 發(fā)表于 2013-7-11 10:45

樓主：

與你討論一個問題：你的播放器應(yīng)該是播放8位精度的WAV吧。

現(xiàn)在PC上的音樂一般都是16位精度的，使用商業(yè)軟件將16位的數(shù)字音頻轉(zhuǎn)換成8位精度后，效果都不是太好，主要是轉(zhuǎn)換成8位后，有比較大的背靜噪聲，大大影響播放的質(zhì)量（這個已經(jīng)不是播放器本身的問題了，各位可以直接在PC上做測試）。

圖1：16bit提示音的WAVE波形圖

圖2：轉(zhuǎn)換成8BIT的WAVE圖，可以看出，在16BIT圖中前面靜音部分，轉(zhuǎn)換成8位后變粗了，產(chǎn)生了噪聲

下面是這2個WAV文件，各位可以下載測試。

提示音8bit.rar (38.51 KB, 下載次數(shù): 32)

提示音16bit.rar (137.25 KB, 下載次數(shù): 19)

LZ是否考慮這個問題，如何解決？

其它各位有好的算法或處理方法嗎？

ID:51654 · 發(fā)表于 2013-7-11 11:46

你好，對于你所提及的問題，在我轉(zhuǎn)換過的聲音文件中也有同樣體現(xiàn)。究其原因，主要是8BIT取樣深度不夠，聲音電平在接近零點時，由于隨機噪聲的影響，導(dǎo)致取樣值在0x80,0x79,0x81這間變化，以產(chǎn)生噪聲。我認(rèn)為這種噪聲一直都存在，只是其它聲音較大時掩蔽了而矣。
解決方法，可參考類似杜比動態(tài)降噪技術(shù)，作這樣的處理：檢測當(dāng)前聲音幅度，如果在持續(xù)的一段時間內(nèi)（比如0.2秒）聲音幅度小于一定值（比如0x80 正負(fù)1），那么都過濾為0x80，即可解決此問題。
我記得有些音頻處理軟件可以進行這種變換，我回去找找。即使沒有，編個小程序轉(zhuǎn)一下也不難。

ID:51654 · 發(fā)表于 2013-7-11 11:46

聽過你所提供的8BIT聲音樣本，發(fā)現(xiàn)其噪聲很大，估計所用的商業(yè)軟件在轉(zhuǎn)換算法上有問題。我用WINDOWS XP附件自帶的錄音機，打開原始16BIT聲音文件，然后另存為44KHz 8BIT，效果也比你的好得多。

ID:2318 · 發(fā)表于 2013-7-11 12:02

謝謝！

我使用過幾個商業(yè)軟件，如上圖中的AUDITION、天天靜聽等，都是如此。自己寫了一個轉(zhuǎn)換程序，就是直接簡單的采用除256的方法，直接把16位降成8位，這樣處理后，靜音部分可以完全轉(zhuǎn)換為靜音，而且總的噪聲比這些商業(yè)軟件小了許多（-3db左右），但是還有，還是可以比較清晰的聽到，尤其是當(dāng)調(diào)節(jié)音量輸出比較大的時候。

我會試一下WINDOWNS的附件，聽聽效果。

現(xiàn)在手頭的項目，需要語音提示。考慮到存儲容量，使用8K、8位的WAV數(shù)據(jù)，應(yīng)該可以達到電話的語音質(zhì)量，對于一般應(yīng)用夠了。其它都可以，成本也不高，就是轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)本聲的噪聲。想找一種簡單的處理辦法。

后面我還會繼續(xù)提供一些我使用過的處理辦法。

另外是否其它的朋友有這方面的經(jīng)驗，軟件或算法，只要提供一個思路就可以了，先表示感謝。

ID:1 · 發(fā)表于 2013-7-11 12:10

點擊此處下載:http://www.zg4o1577.cn/f/goldwave v5.23.rar 漢化版
用這個轉(zhuǎn)換成8Bit單聲道PCM文件，效果很好。16Bit轉(zhuǎn)8Bit不會改變采樣頻率，故需先轉(zhuǎn)成32KHz的其它格式再轉(zhuǎn)成PCM

ID:1 · 發(fā)表于 2013-7-11 12:12

hkccd：我提個建議吧。我做過類似的項目，是用PWM直接接一功放驅(qū)動喇叭。沒有加低通濾波，當(dāng)使用20K以下的采樣頻率WAV文件時有嘯聲，使用20K以上時人就聽不到了。這里應(yīng)該是由PWM的高低電平跳動引起的，使用DA應(yīng)該沒有類似問題。
所以我就沒有采用8K的采樣，而是使用24K采樣，8：2的ADPCM編碼方式。對比下文件大小：8KHz 8Bit的PCM格式64Kbps, 24KHz 8Bit ADPCM為 24*8/4 = 48Kbps,只有8K的3/4大小。而音質(zhì)上壓縮的肯定比降低采樣頻率更好一些。
這里也有一個小問題，我使用這個軟件編8：4 ADPCM再解碼時有很大噪音，這里是因為其碼表可能與我用的不同。網(wǎng)上8bit的ADPCM基本上沒有，我是將16位的改成8位的，所以碼表是可能不同。我的解決辦法是自己編碼再自己解碼，8：2也能達到較好的效果，聽歌尚可，語音更不用說，用DA的話效果肯定更好，而加濾波的話有些音色會變。

ID:1 · 發(fā)表于 2013-7-11 13:13

播放BUF和讀取BUF我是分開的，開辟了兩個數(shù)據(jù)區(qū)A,B，這樣就不用讀一個播放一個。播放完BUF_A再播放BUF_B,同時BUF_A從FLASH中讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)，依此循環(huán)。

ID:2318 · 發(fā)表于 2013-7-11 14:14

謝謝您了，我會用你建議的goldwave v5.23.rar試一下的。

壓縮編碼的方式我知道，做過圖象的壓縮，JPEG，H26x等。在這個項目上，不想使用這么復(fù)雜的東西。我設(shè)計是提供一個DS卡，和規(guī)定的文件名，然后給的PC程序給用戶。用戶自己需要什么語音自己在PC上做，然后轉(zhuǎn)換成8位的，考入SD卡就可以了。

另外，系統(tǒng)使用8位MCU，時鐘也就10M左右，還要做其它的事情，ADPCM解碼，還是不做的好。

另外，你的解釋是不對的。我提供的兩個文件與系統(tǒng)播放無關(guān)，就是在PC上轉(zhuǎn)換，然后在PC上播放，采樣率為44.1k。僅用PC轉(zhuǎn)換，在PC播放，沙沙的噪聲非常明顯。與什么PWM沒有關(guān)系。

ID:1 · 發(fā)表于 2013-7-11 15:37

嗯，我所說的是針對用單片機PWM來驅(qū)動喇叭的，而你所說的沙沙樓主說的很對

ID:2318 · 發(fā)表于 2013-7-11 15:51

本帖最后由 hkccd 于 2013-7-11 15:53 編輯

網(wǎng)上有個軟件，叫WAVclean。

用它可以把8BIT帶沙沙聲的WAVE轉(zhuǎn)換成無沙沙聲的WAVE，但是又回到16bit了，但是，的確沙沙聲沒有了（其它軟件將8BIT沙沙的WAV轉(zhuǎn)換成16bit，沙沙聲是去不掉的）。

但用它轉(zhuǎn)換成8BIT的，不管原來是16位的，還是8位的，都沒有用，沙沙聲仍然存在。
所以我就沒有采用8K的采樣，而是使用24K采樣，8：2的ADPCM編碼方式。對比下文件大小：8KHz 8Bit的PCM格式64Kbps, 24KHz 8Bit ADPCM為 24*8/4 = 48Kbps,只有8K的3/4大小。而音質(zhì)上壓縮的肯定比降低采樣頻率更好一些。
這里也有一個小問題，我使用這個軟件編8：4 ADPCM再解碼時有很大噪音，這里是因為其碼表可能與我用的不同。網(wǎng)上8bit的ADPCM基本上沒有，我是將16位的改成8位的，所以碼表是可能不同。我的解決辦法是自己編碼再自己解碼，8：2也能達到較好的效果，聽歌尚可，語音更不用說，用DA的話效果肯定更好，而加濾波的話有些音色會變。
--------------------------------------------------------------------------------------
我都是使用44.1K做測試的，所以應(yīng)該與采樣頻率關(guān)系不大了。
WAVE的PCM是最原始的編碼，然后在此基礎(chǔ)上再進行ADPCM壓縮。如果16位PCM轉(zhuǎn)到8位PCM后，已經(jīng)有沙沙聲了，ADPCM壓縮好象是去不掉的。不知道你的方法是如何處理的。

ID:51654 · 發(fā)表于 2013-7-11 15:55

看來51hei論壇的交流氣氛還是不錯的.
三個工具軟件轉(zhuǎn)換后的效果基本一致，都比18樓的效果好，但背景沙沙聲還是有，這可能已是8BIT取樣深度的極限，不是通過降噪軟件可以處理的。
下面是我對降噪的一些見解，不一定正確，馬老師看看是否能用得上：
為了提高信噪比，既然噪聲沒法減弱，我們可以采用增強信號的方法，即把原來的聲音放大。我用工具軟件可以檢測到，原始的聲音文件錄電電平只是-5dB左右，還沒有達到最大幅度，因而可以把聲音規(guī)格化到0dB后再作8BIT變換，這樣處理可以使轉(zhuǎn)換后的聲音文件信噪比提高5dB.
另外，硬件上的低通濾波器也很重要。背景噪聲的頻率絕大部分都是1/2取樣頻率以上，可以通過高階低通濾波器濾除。常規(guī)的RC濾波器滾降率太小，一般不能滿足要求，用運放構(gòu)成的二階濾波器效果較好，適當(dāng)調(diào)節(jié)阻容參數(shù)，使Q值稍高，可以達到較陡峭的濾波特征，高頻衰減滾降較快。電腦聲卡為了兼容各種不同取樣率的音頻，輸出級的低通濾波器不一定做得很好。

ID:51025 · 發(fā)表于 2013-7-11 17:58

小弟不才,
請問樓主
void timer0 (void) interrupt 1 using 1
{
if (TL0 & 1) _nop_(); //消除中斷響應(yīng)時間不一致，造成的頻率抖動
P1 = pbuf[++p & 63]; //輸出一個聲音數(shù)據(jù)
}

這其中的" & 63"的作用是什么呢?

ID:51654 · 發(fā)表于 2013-7-11 19:02

lizi 發(fā)表于 2013-7-11 17:58
小弟不才,
請問樓主
void timer0 (void) interrupt 1 using 1

p & 63 是取8位“p”中的低6位，舍棄高2位，由于緩沖區(qū)只有64字節(jié)，“++p & 63”正好循環(huán)指向pbuf[0]至pbuf[63]。

ID:51479 · 發(fā)表于 2013-7-19 12:20

樓主，我也在做這個，前一個程序下載進去是只顯示00：00 ||按下播放再按下暫停，聲音也沒有，圖片也沒顯示，要怎么弄呢？示范文件跟你的一樣，要怎么改程序、原理圖?

ID:52972 · 發(fā)表于 2013-8-13 09:05

ID:48075 · 發(fā)表于 2013-8-14 04:25

留名備用。。。。。

ID:51540 · 發(fā)表于 2013-8-21 08:19

不錯

ID:53823 · 發(fā)表于 2013-8-31 10:27

請問你那個分時間片顯示時間或標(biāo)志是怎么回事啊？我看你的視頻中，他不是同時顯示的嗎？

ID:55734 · 發(fā)表于 2013-10-9 02:09

看看學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)。。

ID:56209 · 發(fā)表于 2013-10-22 15:49

樓主在么？請問我要做一個這種播放器，不要顯示屏，該怎么處理啊？另外你能不能把你的程序改下，發(fā)給我，我著急做一個送人，謝謝，請看到了盡快和我聯(lián)系，632033558這是我的QQ號碼。

ID:56893 · 發(fā)表于 2013-11-14 20:24

想問一句，樓主還在么

ID:33668 · 發(fā)表于 2013-11-20 20:56

謝謝樓主分享！！！！！！！！！！！！！

ID:52919 · 發(fā)表于 2013-11-22 15:40

頂，學(xué)習(xí)一下

ID:56523 · 發(fā)表于 2013-11-22 23:02

感謝樓主了! 已下載,作個參考資料很不錯的. 請多多提供這方面的東西, 以吸引更多初學(xué)無經(jīng)驗的愛好者們/

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2051單片機+SD卡+3310LCD=音樂播放器(附全套制作資料)

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