CN102332293A - 一种车载数字音乐播放器 - Google Patents

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鲁宇
章涛
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Abstract

本发明公开了一种车载数字音乐播放器，包括喇叭，ARM处理控制模块、收音IC模块、按键/显示模块、音频功放模块；所述收音IC模块与ARM处理控制模块的ADC接口连接，所述按键/显示模块与ARM处理控制模块的GPIO接口连接，所述音频功放模块的输入端与ARM处理控制模块的DAC接口连接、输出端与喇叭连接；所述ARM处理控制模块的USB/SD接口外接USB/SD介质。它能实现高低音控制、音量控制，以及多种音效的播放，且整机电路结构简单，抗干扰能力强。

Description

一种车载数字音乐播放器
技术领域
本发明涉及车载音频播放技术领域，具体涉及一种车载数字音乐播放器。
背景技术
目前，公知的车载数字音乐播放器，主要有汽车MP3、汽车收音机、汽车CD机等用途，其实现方法通常包括音源控制和音频处理两部分。工作原理是MCU（微控制器）通过总线对解码器、收音机、AUX线路输入等音源进行控制；ASP（音频处理器）对上述音源进行处理，然后由功放电路实现播放。其中ASP（音频处理器）是实现高低音控制，音量控制，音效处理的关键部件。现有技术音频处理通常采用模拟电路增益控制或高速数字处理器DSP。模拟电路增益控制存在电路结构复杂，控制范围小，温度漂移大等问题。而高速数字处理器DSP工作时需要连接ROM和RAM等外围电路，结构复杂，对外界的抗干扰能力相对较弱，运行环境相对较高；同时车载数字音乐播放器整机还需要额外的MCU进行控制。例如专利号为：“201010138575.1”，名称为：“采用纯数字音频处理的车载DVD导航影音装置”的发明专利就公开了ARM+DVD+AudioDSP+DigitalAMP（如图1所示）的结构来实现全数字播放功能；其外围电路要求复杂，对外界的抗干扰能力相对较弱，容易出现错误，并且需要额外的MCU。
发明内容
本发明的目的是提供一种车载数字音乐播放器，它能实现高低音控制、音量控制，以及多种音效的播放，且整机电路结构简单，抗干扰能力强。
本发明所述的车载数字音乐播放器，包括喇叭，还包括ARM处理控制模块、收音IC模块、按键/显示模块、音频功放模块；所述收音IC模块与ARM处理控制模块的ADC接口连接，所述按键/显示模块与ARM处理控制模块的GPIO接口连接，所述音频功放模块的输入端与ARM处理控制模块的DAC接口连接、输出端与喇叭连接；所述ARM处理控制模块的USB/SD接口外接USB/SD介质。
进一步，所述ARM处理控制模块的ARM核心芯片型号为FUJITSU公司的 MB9G711。
进一步，所述ARM核心芯片内部包括：
控制模块，用于执行从键盘获取的用户操作需求的控制任务；
解码模块，用于将USB/SD介质中的音乐数据进行解码和将从收音IC模块中输入的音源经ADC双声道采样后进行解码，形成标准的PCM音频数据流；
音频处理模块，用于将PCM音频数据流进行FFT变换和定点乘法运算，对需要的频率进行提升和衰减，实现音量和音效的控制；并将PCM音频数据流通过DAC还原成音频信号，输入音频功放模块。
本发明采用32位MCU ARM解码，通过对收音IC模块的收音机或AUX线路输入等音源进行数字化处理，通过软件实现高低音控制，音量控制，降噪处理等功能，使整机电路结构简单，抗干扰能力增强，降低传统模拟处理方式所引入的量化噪声和失真，实现高保真音质的还原等，同时还能降低成本和功耗并使寿命延长。
附图说明
图1为现有技术采用高速数字处理器DSP框图。
图2为车载数字音乐播放器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图2所示的车载数字音乐播放器，包括喇叭6、 ARM处理控制模块1、收音IC模块2、按键/显示模块4、音频功放模块5；收音IC模块2与ARM处理控制模块1的ADC接口连接，按键/显示模块4与ARM处理控制模块1的GPIO接口连接，音频功放模块5的输入端与ARM处理控制模块1的DAC接口连接、输出端与喇叭6连接； ARM处理控制模块1的USB/SD接口外接USB/SD介质3。
ARM处理控制模块1的ARM核心芯片型号为FUJITSU公司的 MB9G711。芯片MB9G711是基于 ARM9而开发的多功能SOC(Signal Operation Contro1)，具备一般嵌入式芯片所具有的总线外部控制器和3个串口等外设之外，还具有显示器控制器 、USBHost、I2C总线控制器、SPI控制器 、IIS音频接口、SD &MMC存储卡接口等丰富的扩展功能。它主要负责数据转输出通道的选择以及显示器的控制、解码，音频处理 ADC/DAC 实现模拟音频信号的输入、输出， 以及提供两个USB/SD接口，实现移动硬盘或 U盘的挂接。
ARM核心芯片MB9G711的内部包括：控制模块，用于执行从键盘获取的用户操作需求的控制任务；解码模块，用于将USB/SD介质3中的音乐数据进行解码和将从收音IC模块2中输入的音源经ADC双声道采样后进行解码，形成标准的PCM音频数据流；音频处理模块，用于将PCM音频数据流进行FFT变换和定点乘法运算，对需要的频率进行提升和衰减，实现音量和音效的控制；并将PCM音频数据流通过DAC还原成音频信号，输入音频功放模块5。
ARM核心芯片MB9G711内部通过软件实现音乐播放的流程如下： 
通过ARM核心芯片的GPIO口连接的键盘获取用户的操作需求，控制模块执行相关控制任务，当用户使用MP3、WMA等解码时，解码模块通过USB/SD接口将部分音乐数据读入内存。通过解码模块将比特流的数据缓冲区交给同步及差错检查模块，此模块包含两个功能，即头信息解码及帧边信息解码，根据它们的信息进行尺度因子解码及哈夫曼解码，得出的结果经过逆量化，立体声解码，混淆缩减，IMDCT，频率反转得出标准的PCM音频数据流；同样的当用户使用收音IC模块2的收音机、AUX线路输入音源时，通过16位/44kHz ADC双声道采样将音频信号变换，经解码得出标准的PCM音频数据流。
然后，通过对PCM音频数据流进行快速FFT变换，对其中所需要的频率进行提升和衰减，从而控制音效实现多段均衡器和效果器的功能；通过对PCM音频数据流进行定点乘法运算，从而控制音量和平衡。经过处理后的PCM音频数据流放入输出缓冲区，输出经过16位/44kHz DAC 还原成音频信号，通过音频功放模块5去推动喇叭6，实现车载数字音乐的播放。

Claims (3)

1.一种车载数字音乐播放器，包括喇叭（6），其特征是：还包括ARM处理控制模块（1）、收音IC模块（2）、按键/显示模块（4）、音频功放模块（5）；所述收音IC模块与ARM处理控制模块的ADC接口连接，所述按键/显示模块与ARM处理控制模块的GPIO接口连接，所述音频功放模块的输入端与ARM处理控制模块的DAC接口连接、输出端与喇叭连接；所述ARM处理控制模块的USB/SD接口外接USB/SD介质（3）。
2.根据权利要求1所述的车载数字音乐播放器，其特征是：所述ARM处理控制模块（1）的ARM核心芯片型号为FUJITSU公司的MB9G711。
3.根据权利要求2所述的车载数字音乐播放器，其特征是：所述ARM核心芯片内部包括：
控制模块，用于执行从键盘获取的用户操作需求的控制任务；
解码模块，用于将USB/SD介质（3）中的音乐数据进行解码和将从收音IC模块（2）中输入的音源经ADC双声道采样后进行解码，形成标准的PCM音频数据流；
音频处理模块，用于将PCM音频数据流进行FFT变换和定点乘法运算，对需要的频率进行提升和衰减，实现音量和音效的控制；并将PCM音频数据流通过DAC还原成音频信号，输入音频功放模块（5）。
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