CN1567282A - 多功能组合型便携式数字音频播放器 - Google Patents

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杨心怀
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Abstract

技术领域：本发明涉及一种多功能组合型便携式数字音频播放器，它属于一种消费类电子和计算机外设产品。拟解决的技术问题：本发明具有MP3等多种数字音频解码和数码录音功能，同时具备PC外置式声卡、移动存储、语言复读、电子表和万年历等功能，支持超重低音及环绕声等音效。固件可以升级。主要解决方案采用ARM+DSP双核结构音频处理器，ARM内核处理各种压缩音频文件的解码，实现移动存储和外置声卡功能，支持多国语言显示；DSP内核进行各种音效的处理；采用丁类功放和USB总线供电。主要用途：PC外置声卡和扬声器，数字音乐播放，语音录音，移动存储，FM收音机，语言复读机，电子表，电子万年历和功放等。

Description

多功能组合型便携式数字音频播放器
技术领域
本发明涉及一种多功能组合型便携式数字音频播放器，它属于一种消费类电子产品，也属于一种计算机外设产品。
背景技术
现在市场上已经有的便携式数字音频播放器通常具有MP3、WMA、AAC等数字音频解码播放功能和数码录音功能，有的也具有FM功能或计算机移动存储器功能；但还没有一款具备以上功能的同时，具备计算机USB接口外置式声卡功能和语言复读功能和耳机与扬声器重低音和超重低音处理功能及2D虚拟环绕声等音效。
发明内容
本发明涉及一种多功能组合型便携式数字音频播放器，它包括：带两个扬声器的座机、低功耗便携式数字播放器和红外遥控器，其系统框图如图1所示。其特征是具有MP3、WMA、AAC等数字音频解码播放功能和数码录音功能以及语言复读功能，同时又具有计算机移动存储器功能、计算机USB接口外置式声卡功能、FM收音机功能和电子表电子万年历的数字音频播放器。便携式数字音频播放器可以通过USB接口升级其固件，使之可以适应未来的数字音频压缩标准。便携式数字音频播放器可以支持对耳机和扬声器的重低音和超重低音处理，支持2D虚拟环绕声等音效。座机可以由USB总线供电或外部5V直流输入，座机具有音频输入和音频输出功能，具有高效率的丁类音频功放，可以接收红外遥控信号，当便携式播放器插入座机后可以对其锂电池进行充电。
附图说明
图1是本发明的总体原理框图
图2是携式数字播放器的原理框图
图3是座机的原理框图
图4是携式数字播放器和座机间的接口引脚定义
图5是红外遥控器的原理框图
具体实施方式
其系统框图如图1所示，具有MP3、WMA、AAC等数字音频解码播放功能和数码录音功能以及语言复读功能，同时又具有计算机移动存储器功能、计算机USB接口外置式声卡功能、FM收音机功能和电子表电子万年历的数字音频播放器。便携式数字音频播放器可以通过USB接口升级其固件，使之可以适应未来的数字音频压缩标准。便携式数字音频播放器可以支持对耳机和扬声器的接口外置式声卡功能和语言复读功能和耳机与扬声器重低音和超重低音处理。座机可以由USB总线供电或外部5V直流输入，座机具有音频输入和音频输出功能，具有高效率的丁类音频功放，可以接收红外遥控信号，当便携式播放器插入座机后可以对其锂电池进行充电。
图2所示的便携式数字音频播放器是本发明的核心部分，IC101(SAA7750)是一款基于ARM+DSP双核结构的多媒体音频处理器芯片。其内部集成有：32位ARM720T为处理器内核、24位EPICS结构DSP、384K字节Nor Flash、64K字节SRAM、24位192KHz采样音频编解码器(ADC+DAC)、实时时钟(RTC)和8路10位ADC等片上资源。本发明利用其ARM核进行包括MP3、WMA、AAC等数字音频文件的解码和语音ADPCM的编解码，利用其DSP进行包括重低音、超重低音和2D虚拟环绕声等音效的处理。
IC101内部集成的USB1.1接口控制器支持全部4种USB数据传送模式，本发明利用其支持USB等时传送的特点，在固件(Firmware)设计中加入支持USB音频的功能程序，使之成为一款具有计算机USB接口外置式声卡功能的编携式数字音频播放器。利用其USB的块传送模式设计移动存储器功能，当播放器通过US3连接到电脑后，在电脑上自动虚拟了一个移动盘符，用户可以通过标准的计算机复制操作将所需的音乐文件复制到播放器。
本发明利用IC 101的片上RTC设计支持电子表，编写了电子万年历计算程序使其具备电子万年历功能。
所有的固件和中英文字库放置在IC101的片上384K Flash中，固件支持Unicode多国语言标准，但其字库需存放在图2所示的板上存储器(NAND Flash)中；可以通过USB接口对播放器的固件进行升级，以便适应未来的数字音乐压缩标准和增加诸如G.723.1或CELP等标准的长时间语音录放。
耳机功放采用IC101内部音频编解码器的功率放大器，同时其内部音频编解码器也集成由驻极体话筒放大器。
本发明利用IC101的专用LCD接口和LCD模块进行数据传送，LCD模块为全点阵模块，可以中英文显示：播放器工作状态、功能设定、时间、日历、收音机频率、数字音乐文件名、歌名、歌词和播放进度等，同时可以显示电话本等部分PDA信息。
便携式数字音频播放器有一个开关SW101，用于锁定所有按键，当SW101拨到关位置时，所有按键操作无效，可以避免误操作；BT101-BT108为8个表面贴装的微型轻触按键，分别是：开/关机、播放/停止、音量加、音量减、前进、后退、模式选择、复读等。在关机状态下，当按住开/关机键2秒以上，播放器开机；在开机状态下，当按住开/关机键3秒以上，播放器关机。不连接USB线时开机后，播放器自动进入地功耗的电子表模式，显示当前的年月日时分秒和星期几，按模式选择键可以循环选择音乐播放、FM收音、语音录音、FM自动搜台；当便携式数字音频播放器单独通过USB线连接到电脑时，播放器将自动开机，并进入计算机移动存储器功能，通过模式选择键可以循环选择声卡功能、音乐播放、FM收音、语音录音、FM自动搜台、移动存储器功能；当便携式数字音频播放器放入座机通过座机的USB口连接到电脑时，播放器将自动开机，自动进入计算机USB接口外置式声卡功能，通过模式选择键可以循环选择移动存储器功能、音乐播放、FM收音、语音录音、FM自动搜台、声卡功能。播放/停止键为乒乓键，在播放和停止两种状态间转换。复读键操作只有在音乐播放状态下有效。
IC103为单片FM收音机芯片，采用Philips公司TEA5767单片FM集成电路制作的模块。通过I2C总线对其进行选台、设台等操作，FM模块的立体声音频输出连接到IC101的音频输入，放大后经过IC101内部耳机放大器输出，也可以经过IC101内部24位音频ADC将FM录音，存储到板上存储器中。
IC105和IC106直流直流变换芯片采用Philips公司的TEA1202和TEA1207组成，具有很高的转换效率和较低的电池启动电压，使便携式数字音频播放器具有较长的电池寿命。
本便携式数字音频播放器利用IC101的内部10位ADC对电池进行电量监测并显示在LCD上。
本便携式数字音频播放器的Firmware支持Nand Flash(IC104)和1.8英寸硬盘(CN105)两种板上存储器；同时可以支持SD、MMC或SMC卡等扩展存储器。对Flash采用FAT16的文件系统，对硬盘采用FAT32的文件系统。
USB接口采用微型USB插座，耳机插座也是微型插座，耳机线同时兼作FM收音机的天线，所以即使将便携式数字音频播放器放入座机后，只要需要听FM，也必须将耳机线插上。
便携式数字音频播放器通过图4所示的主从接口和座机相连接。图中采用多条地线(GND)连接是为了增强抗干扰能力，提高模拟音频的保真度。Vbat为电池的正极电源信号，D+和D-为USB总线的信号线，Vin-L和Vin-R为模拟音频输入，Vout-L和Vout-R为模拟音频输出，IRC为红外遥控器的接收信号，CON1和CON2分别为功放和电源控制信号。
座机功能如图3所示，主要由两个扬声器、丁类音频功率放大器、音频输出和音频输入、红外接收器、USB接口和电源管理系统组成。每个扬声器为2W，功率放大器IC201采用Yamaha半导体公司的YDA131高品质立体声丁类音频功率放大器芯片，红外接收器CN202可以为38KHz或40KHz的通用红外接收器模块。座机的电源管理电路由IC202(MAX1811)和IC203-IC205(3.3V，2.5V，1.8VLDO)芯片组成，可以通过USB总线电源对整个系统供电，也可以通过外接直流电源对整个系统供电，当便携式数字音频播放器放入座机后，电源管理电路自动监测播放器的电池电压，自动决定是否对其电池进行充电，此时如果有外接电源，将选择外部电源对系统供电和对电池充电，同时允许音频功率放大器输出到每声道2W的功率，如果此时没有外接电源，电源管理电路将转换到USB总线对系统供电，同时检测充电允许开关的状态，如果需要充电，将限制音频功率放大器的输出功率为每声道0.5W，并对电池提供100mA的充电电流，如果不需要充电，将限制音频功率放大器的输出功率为每声道1W。
座机与便携式数字音频播放器通过图4所示的主从接口连接。
红外遥控器如图5所示，主要由87LPC762单片机IC301、按键BT301-BT308、红外发射管D301、400KHz晶体Y301和LCD显示器IC302等组成。87LPC762是Philips公司生产的8位OTP型51兼容单片机，负责键盘的检测和LCD显示以及红外遥控信号的产生。按键有：开/关机、播放/停止、音量加、音量减、前进、后退、模式选择、复读等，操作方法与功能与便携式数字音频播放器上的按键完全一致，LCD驱动采用HT1621等低成本的芯片，液晶为数字图标混合型，可以显示一些基本的操作信息，音量大小和工作模式等，不能显示歌名和歌词等。
本发明采用自定义的特殊的红外信号编码方式，避免对电视机和空调机等家用电器造成误操作。

Claims (10)

1.一种多功能组合型便携式数字音频播放器，包括：带两个扬声器的座机、低功耗便携式数字播放器和红外遥控器。其特征是具有MP3、WMA、AAC等数字音频解码播放功能和数码录音功能以及语言复读功能，同时又具有计算机移动存储器功能、计算机USB接口外置式声卡功能、FM收音机功能和电子表电子万年历的数字音频播放器。便携式数字音频播放器可以通过USB接口升级其固件，使之可以适应未来的数字音频压缩标准。座机可以由USB总线供电或外部5V直流输入，座机具有音频输入和音频输出功能，具有高效率的丁类音频功放，可以接收红外遥控信号，当便携式播放器插入座机后可以对其锂电池进行充电。
2.一种如权力要求1的便携式数字音频播放器，其存储媒体为Nand型闪烁存储器，无扩展卡。
3.一种如权力要求1的便携式数字音频播放器，其存储媒体为Nand型闪烁存储器，可以扩展SMC卡。
4.一种如权力要求1的便携式数字音频播放器，其存储媒体为Nand型闪烁存储器，可以扩展MMC卡或SD卡。
5.一种如权力要求1的便携式数字音频播放器，其存储媒体为1.8英寸便携式硬盘。
6.一种如权力要求1的便携式数字音频播放器，座机具有低重音和超重低音功能。
7.一种如权力要求1的便携式数字音频播放器，座机具有2D虚拟环绕声功能。
8.一种如权力要求1-7的便携式数字音频播放器，没有红外遥控器。
9.一种如权力要求1-8的便携式数字音频播放器，没有电子表电子万年历功能。
10.一种如权力要求1-9的便携式数字音频播放器，不带电池充电功能。
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