CN1434571A - 车载式无线mp3接收播放机 - Google Patents

Abstract

一种车载式无线MP3接收播放机，主要由电源管理、FM高频头、DARC信号解码、MP3解码、存储、数/模转换、声音播放、液晶显示等电路所构成。电源电路可把汽车电源转换为本机所需的电压。FM高频头接收调频信号，通过DARC、MP3解码电路，可把无线传输的MP3数据解调出来，再由数/模转换电路转换为模拟音频信号，通过扬声器播放出来。无线接收的MP3数据还可存在存储器中，最多可存128首MP3音乐。具有串行通讯功能，可把无线接收的音乐传给外接设备。

Description

车载式无线MP3接收播放机

本发明涉及一种无线数据广播接收装置，特别是一种车载式无线MP3接收播放机。

随着现代信息技术的发展，一些与网络有关的新兴技术和新生事物正在开始走进我们的生活。这两年伴随着电脑网络的传播，MP3数据格式的音乐正迅速在网络世界中普及。虽然只有两年的历史，但今天人们走在街头，看到年轻人身上装备的已不再是传统的Walkman及CD随身听，而是小巧玲珑的MP3播放器。这种时尚的数字音乐娱乐设备正迅速增大其销售规模，开始向传统的Walkman及CD随身听市场发起挑战。根据IDC的调查，2001年MP3全球市场达到12亿美元。到2005年，全球手持MP3播放机的销量会从2001年的350万部增加到1570万部，增长率高达348％。

MP3播放机的市场前景很好，但比起在中国市场一年能销售3000万台的随身听的业绩，一年几十万台的MP3播放机的销售实在是小巫见大巫。MP3要达到可观的市场销售，还有待时日。目前制约人们消费MP3的瓶颈主要有两个方面：一是价格偏高；二是目前的MP3播放机只能从网上下载音乐，这是其最大的缺点。虽然网上下载有自由选曲的优点，但由于国内网络大环境的局限，使用者下载音乐的速度十分缓慢，加上普通的MP3只能存储8-16首歌，这就大大降低了人们的使用热情。而且由于只能从网上通过有线方式下载音乐，使得在汽车音响中很难增加MP3播放机。而汽车音响的用户量巨大，谁能解决这个难题，谁就将赢得巨大的用户群。

要使汽车音响中增加MP3播放机，关键是解决无线传输MP3音乐的难题。目前的无线数据传输网络主要有手机网和呼机网。但由于MP3音乐的数据量巨大，以手机网和呼机网来传输，价格昂贵，是普通用户所不能接受的。最理想的方式是采用数据广播技术，象听收音机一样方便。

数据广播是继声音广播、电视广播后的第三种广播类型。无线数据广播是在传统的声音广播基础上开发的新技术，在声音广播的同时，进行无线传输数据。主要有二种形式：一种是利用调幅(AM)广播，另一种是利用调频(FM)广播，也称调频多工数据广播。它是利用调频广播频谱的空余部分，也就是调频广播的副信道，增设数据信道进行点对点、点对面的数据广播方式。使得传统的只具有声音广播的调频广播，具有无线数据广播的能力，既有立体声信号，又有数据信号，适合于文字、图形和情报资料的传送。利用调频广播副信道进行数据广播的技术有几种，在发达的国家应用广泛。例如美国、德国、日本、瑞典等都已经开办调频多工数据广播业务，可以为用户提供各种信息，包括：新闻、天气预报、交通信息、体育比赛、金融行情、旅游购物等。

数据无线电信道(DAta Radio Channel，DARC)，简称DARC技术，是日本广播协会(NHK)开发的调频多工高速数据广播技术。DARC是日本广播协会(NHK)为该技术注册的商标，已于1995年经国际电信联盟推荐为国际标准：Rec.ITU-RBS.1194。DARC技术采用的调制方式和编码结构，在众多的数据广播技术中，属于既适合于固定接收、又适合于移动接收、传输容量大的一种数据广播方式。

本发明的目的在于：利用DARC技术，给现有的汽车音响中加装无线MP3接收播放机，使得在行驶的汽车中可无线收听MP3音乐。拓展了MP3播放机的应用领域，为汽车用户带来了更为丰富的音乐源。使其达到：

1、在FM副信道传送DARC信号的同时，不妨碍立体声信号的传输，实现MP3音乐数据的无线传输。

2、充分利用现有资源。在频道资源极为有限的今天，本系统不需要再申请单独的频点，不需交纳频率占用费，只是利用调频广播的副信道，完全不影响原有的播音作业。

3、覆盖面大，服务范围广。调频广播的覆盖范围就是本系统的服务范围，由于其传送的是数字信号，有很强的误码保护。

4、可以为移动接收者如汽车用户传送足够多的MP3音乐，每天可下载约120多首歌。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：车载式无线MP3接收播放机，主要由电源管理、调频(FM)高频头、DARC信号解码、MP3解码、存储、数/模转换、声音播放、液晶显示等电路所构成。电源电路可把来自汽车电源的12V电压，转换为本机所需的两路直流电压；FM高频头信号输入端与天线相连；中央处理单元(CPU)的数据线(DATA1)、读/写控制线(RD/WR1)、调谐控制输入端(TUNE)分别与高频头相连；在CPU的控制下，高频头能自动调谐电台频率，实现定频或扫频接收具有DARC信号的调频(FM)信号；中央处理单元(CPU)的数据总线(DATA BUS)、地址总线(ADDRESS BUS)、控制线(/INT)、片选线(/CS1)、外部输出控制线(/XOUTC)分别与DARC信号解码电路相连，控制DARC信号解码电路解调出包含在调频信号中的数据信号，本机接收的数据信号是MP3音乐数据。在CPU的控制下，解调出的MP3音乐数据，可以存储到存储器(RAM)中。CPU的数据线(DATA2)和请求控制线(REQ)与MP3信号解码电路相连，把无线接收的MP3音乐数据传输给MP3信号解码电路，由其合成出数字音频信号，再通过数据线(DATA3)，传给数/模转换电路，还原为人耳能听到的模拟声音信号，最后通过扬声器或耳机播放出来。通过液晶显示屏可显示MP3音乐的相关知识。CPU的数据发送(TXD)和数据接收(RXD)端连接到外接设备的串行接口，通过串行通讯方式可把无线接收的MP3数据传输给外接设备。

本发明的优点是：

1、传输速率大。普通速率为16Kbit/s，采用SuperDARC，有效数据速率为64Kbit/s。

2、接收范围大。由于采用的是调频广播副信道技术，凡是在调频广播能收到的地方，利用本接收机都可以收听MP3音乐。

4、支持移动接收。接收性能可靠，灵敏度高。DARC技术是专门针对移动接收开发的，采用本技术的接收机，可以在快速行驶的车辆中接收MP3音乐。

5、电路巧妙，功耗小。本接收播放机通过巧妙设计，采用低功耗的元器件，在接收时，可以采取分时接收的省电接收方式。在有MP3音乐数据信息时自动开机接收，当无信息时自动关机。

6、可定频或扫频接收。本接收播放机在接收时，如同调频收音机接收声音信号一样，而且不需要人工调谐电台频率，可自动进行电子调谐，找到具有DARC信号的电台频率。如果有多个电台发送DARC信号，用户可以设定自己喜爱的电台频率。本接收播放机可以记忆该频率，并在以后应用时自动锁定该频率，如果需要改变频率，只需要重新设定即可。

7、本接收播放机的电源采用汽车内部的电源供电。

8、由于采用了汽车电源，因而可采用大容量存储器，存储32首歌。

9、使用方便，易于操作。具有简单的功能键，便于选择收听的MP3音乐，便于选择性地存储音乐。具有大屏幕液晶显示功能，可显示正在接收或播放的MP3音乐的各种背景知识。

10、具有串行通讯功能，可通过串行通讯线与掌上电脑、笔记本电脑、台式PC相连，把无线接收的MP3音乐传输给其它外接设备。

下面结合附图和实施例进一步详细说明：

图1为本发明框图。

图2、图3为本发明电路原理图。

图中符号说明如下：

IC1-调频接收模块OM5610

IC2-中央处理单元(CPU)89C51

IC3-数据无线电信道(DARC)信号解码芯片MSM9563

IC4、IC5-2G比特快闪存储器芯片K9K2G08Q0M-YCB0

IC6-MP3解码芯片MAS3507D

IC7-数字/模拟转换芯片DAC3550A

IC8-12V稳压电路LM7812CT

IC9-5V稳压电路LM7805CT

IC10-电压转换芯片MAS9128

IC11-3-八译码器74LS138

如图1、图2和图3所示，电源管理、FM高频头、DARC信号解码、MP3解码、存储、数/模转换、声音播放、液晶显示等电路所构成。FM高频头通过天线接收来自空中的带有DARC信号的调频信号，FM高频头采用的是小型电调谐FM接收模块OM5610，它需要两种电源电压：一种是3.3V，作为模块的主要工作电压，一种是12V的电压，作为扫频时的调谐电压。OM5610的接收频率范围为87-108MHz。天线可直接采用汽车的收音机天线。数据线(DATA)与中央处理单元(CPU)89C51的P1.1口相连，自动调谐控制线(TUNE)与中央处理单元(CPU)的P1.2相连，时钟(CLK)与中央处理单元(CPU)的P1.0相连，写/读控制线(WR/RD)与中央处理单元(CPU)的P1.3相连。

中央处理单元(CPU)通过时钟(CLK)线产生读写OM5610内存寄存器所需的时钟信号，通过调谐控制(TUNE)线，判断OM5610进行自动找台时的状态；通过写/读控制线(WR/RD)对OM5610内部寄存器进行读或写的操作；通过数据线(DATA)，把命令字或数据写入OM5610，或把数据从OM5610读入中央处理单元(CPU)的内存。中央处理单元(CPU)通过这些方式，可以把所要找的电台频率所对应的数据信息写入OM5610内部寄存器，使高频头能进行电子自动找台，锁定中央处理单元(CPU)指定的电台，具有电子定频接收的功能；同时中央处理单元(CPU)可通过读取OM5610内部寄存器的数据来判断找到的电台是否是所要求的电台。如果不是，由中央处理单元(CPU)设置新的电台频率值，进行自动搜索，如此反复即可完成自动扫频的功能，无需人工干预。

中央处理单元(CPU)选用89C51，8位单片机。通过89C51的P1.0-P1.3四条输入/输出(I/O)口线，完成对高频头的控制，使其实现自动找台的功能。

89C51的P0.0-P0.7，八条输入/输出(I/O)口线与DARC解码芯片MSM9563的D0-D7相连，作为数据线。

89C51的P2.0-P2.5输入/输出(I/O)口线与MSM9563的A0-A5相连，作为MSM9563的地址线。

89C51的P1.5-P1.7输入/输出(I/O)口线与3-八译码器74LS138的输入端相连，产生六种输出控制信号。其中，输出信号Y0与MSM9563的外部输出控制线(/XOUTC)相连，控制MSM9563是否输出外部震荡信号，可供其他电路使用；输出Y1与MSM9563的清除控制端(CLR)相连，作为清除MSM9563内部寄存器数据的控制线；输出Y2与MSM9563的片选控制端(/CS)相连，作为MSM9563的片选信号控制线；输出Y3与快闪存储器K9K2G08Q0M-YCB0(IC4)的片选控制端(CS2)相连，作为快闪存储器K9K2G08Q0M-YCB0(IC4)的片选信号控制线；输出Y4与快闪存储器K9K2G08Q0M-YCB0(IC4)的片选控制端(CS3)相连，作为快闪存储器K9K2G08Q0M-YCB0(IC5)的片选信号控制线；输出Y5与液晶显示器(LCD)的片选控制信号线CS4相连。

89C51的INT0与MSM9563的中断控制线INT相连，当MSM9563完成了一定的功能，会自动产生中断信号，通过中断控制线通知中央处理单元(CPU)进行相应的程序处理。

89C51的读控制(RD)与MSM9563、K9K2G08Q0M-YCB0(IC4)和K9K2G08Q0M-YCB0(IC5)的读控制(RD)相连，通过数据线和地址线，分别读取这些芯片存储的数据信息。

89C51的写控制(WR)与MSM9563、K9K2G08Q0M-YCB0(IC4)和K9K2G08Q0M-YCB0(IC5)的写控制(RD)相连，通过数据线和地址线，分别对这些芯片进行数据信息的写入操作。

89C51的串行口接收线(RXD)、发送线(TXD)与外部设备的串行口相连，可完成本无线MP3接收播放机与外部设备之间的数据通讯，在用户需要时，可把无线MP3接收播放机内无线接收并存储的MP3音乐数据传输给外部设备，如笔记本电脑等。

DARC信号解码电路选用专用的DARC解码芯片MSM9563，通过电容耦合接收FM高频头电路输出的调频(FM)副信道信号，在中央处理单元(CPU)的控制下，完成DARC信号的解调和解码工作，并把解码出的数据信息，通过数据线传给中央处理单元(CPU)，由中央处理单元(CPU)传给快闪存储器K9K2G08Q0M-YCB0(IC4和IC5)，对数据信息进行存储。K9K2G08Q0M-YCB0具有256M×8字节的存储空间，两片K9K2G08Q0M-YCB0可存储128首MP3音乐数据。

MP3解码电路选用MAS3507D，通过地址线A0-A7，数据线D0-D7与中央处理单元(CPU)相连，在中央处理单元(CPU)的控制下，可把存储在快闪存储器里的MP3音乐数据传给MAS3507D，由MAS3507D完成MP3音乐的数据解码。

解码后的数字音乐信号通过SOC、SOI和SOD串行输出控制线传输给数字/模拟转换电路DAC3550A芯片，由DAC3550A完成数字信号到模拟信号的转换，产生模拟音乐信号，通过耳机(Headphone)和扬声器(SPEAKER)播放出来，可供用户收听。

89C51的T1和T0输出控制线分别与DAC3550A的SCL和SDA相连，完成对DAC3550A的内部工作状态的设置。

LCD的16位数据线(A0-A7D0-D7)与89C51的P2.0-P2.7P0.0-P0.7相连，在89C51的控制下完成对MP3音乐的背景信息(如名称、作者、演唱/演奏者等)的显示工作。

通过对三个按键K1、K2和K3的设置，可实现对MP3音乐的接收、选择、播放和删除等功能。

电源电路由LM7812CT、LM7805CT和MAS9128组成。其中LM7812CT是12V稳压电路，LM7805CT是5V稳压电路，通过与汽车里自带的电池电源相连，分别产生12V和5V的直流电压。MAS9128是电源转换电路，可把输入的5V直流电压，转换为3.3V直流电压，作为本无线MP3接收播放机的主要供电电压。12V直流电压主要用做FM高频头的调谐直流电压。

本发明无线MP3接收播放机的工作过程是：中央处理单元(CPU)控制FM高频头电路，实现电子自动调谐，通过天线自动接收包含有DARC信号的调频(FM)信号，同时把高频头输出的副信道信号送入DARC解码电路。经过解码芯片内部的解调和解码过程，解码出DARC信号中携带的MP3数据信号。接收到的MP3数据信号自动存储在快闪存储器中(可存128首歌曲)。通过MP3解码电路可把无线接收到的MP3数据，解码出数字音乐信号，再通过数字/模拟转换电路，恢复出可收听的模拟音乐信号，通过耳机或扬声器播放输出。

Claims (5)

1.一种名为车载式无线MP3接收播放机，主要由电源管理、调频(FM)高频头、DARC信号解码、MP3解码、存储、数/模转换、声音播放、液晶显示等电路所构成。其特征在于：安装在汽车音响中，电源电路可把来自汽车电源的电压，转换为本机所需的两路直流电压；FM高频头信号输入端与天线相连；中央处理单元(CPU)的数据线(DATA1)、读/写控制线(RD/WR1)、调谐控制输入端(TUNE)分别与高频头相连；在CPU的控制下，高频头能自动调谐电台频率，实现定频或扫频接收具有DARC信号的调频(FM)信号；中央处理单元(CPU)的数据总线(DATA BUS)、地址总线(ADDRESS BUS)、控制线(/INT)、片选线(/CS1)、外部输出控制线(/XOUTC)分别与DARC信号解码电路相连，控制DARC信号解码电路解调出包含在调频信号中的数据信号，本机接收的数据信号是MP3音乐数据。在CPU的控制下，解调出的MP3音乐数据，可以存储到存储器(RAM)中。CPU的数据总线(DATA BUS)、地址总线(ADDRESS BUS)与MP3信号解码电路相连，把无线接收的MP3音乐数据传输给MP3信号解码电路，由其合成出数字音频信号，再通过数据线(DATA2)，传给数/模转换电路，还原为人耳能听到的模拟声音信号，最后通过扬声器或耳机播放出来。通过液晶显示屏可显示MP3音乐的相关知识。CPU的数据发送(TXD)和数据接收(RXD)端连接到外接设备的串行接口，通过串行通讯方式可把无线接收的MP3数据传输给外接设备。

2.根据权利要求1所述的车载式无线MP3接收播放机，其特征在于：通过按键设置，可选择性存储128首完整的MP3音乐。

3.根据权利要求1所述的车载式无线MP3接收播放机，其特征在于：具有大屏幕的液晶显示，可显示正在播放的MP3音乐的名称、作者、演唱者及时间等相关内容。

4.根据权利要求1所述的车载式无线MP3接收播放机，其特征在于：本接收机的接收频率范围为87-108MHZ。

5.根据权利要求1所述的车载式无线MP3接收播放机，其特征在于：本接收机的外置天线可直接采用汽车收音机的外置天线。

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