CN2577402Y - 可播放数字卡拉ok音乐光盘的超级vcd播放机 - Google Patents

Abstract

本实用新型可播放数字卡拉OK音乐光盘的超级VCD播放机，包括：机芯部件、面板按键部件、话筒接口混响电路、遥控部件、以及控制电路；控制电路包括字库、程序存储器、数据存储器、主控制器、视频音频处理器、视频编码器、数模转换器、音源发生器、音色波表存储器、以及数据缓冲器；其特点是，所述的主控制器、视频音频处理器和视频编码器由一个信号控制芯片代替；以及，还包括一从控制器、一电子开关、一MP3解码器以及一分页切换器；信号控制芯片包括一主控制器、一视频解码器、一视频编码器以及一音频处理器；采用高集成度的控制芯片作为解码芯片，简化了电路结构；采用分页切换扩充了SDRAM的容量；并采用2倍速下载大容量的文件存储器，提高了下载速度，节省了成本。

Description

可播放数字卡拉OK音乐光盘的超级VCD播放机

技术领域

本实用新型涉及一种可播放数字卡拉OK音乐光盘的超级VCD播放机。

背景技术

家用大容量卡拉OK播放系统一般都采用数字压缩技术将音乐和图像分别先行压缩，并存放在硬盘、CDROM、DVDROM或掩膜ROM等介质中，音乐一般采用MIDI的标准，使一首音乐的容量减少到20K-40K左右，这样在技术上就有可能在一张碟片上存放近万首的歌曲。由于大容量系统采用了数字压缩技术，减少了存贮成本和传输失真，因此在市场上越来越受到欢迎。

现有的卡拉OK播放系统如图1所示，其包括：碟片与机芯部件11、与该碟片与机芯部件输出的信号连接的射频放大单元12；与射频放大单元的输出信号连接的伺服单元13、与伺服单元的输出信号连接并驱动机芯动作的马达驱动单元14、荧光显示驱动单元15、与荧光显示驱动单元的输出信号连接的面板按键显示部件16、遥控接收单元17a、控制遥控接收单元动作的遥控器17b、话筒接口混响单元18、以及控制单元19，该控制单元包括：存储单元191，该存储单元包括：字库存储器(ROM)1911、程序存储器(ROM)1912、数据存储器(DRAM)1913；主控制器192、视频音频处理器193、视频编码器194、D/A转换器195、音源发生器196、数模转换器197、波表存储器198、数据缓冲器199、以及混频器100；伺服单元13、荧光显示驱动单元15、存储单元191与控制单元中的主控制器192双向连接；遥控接收单元17a的输出信号与控制单元中的主控制器192的输入端连接；话筒接口混响单元18的输出信号与控制单元中主控制器的输入端连接；音源发生器196与主控制器192、波表存储器198、数据缓冲器199双向连接，其输出端还与数模转换器197连接；视频音频处理器193的输出与D/A转换器195连接，D/A转换器195的输出与数模转换器197的输出经混频器100后输出音频信号；视频编码器194输出一视频信号。

该播放机虽然是采用CDROM(或VCD)格式的大容量卡拉OK播放系统，因其低成本而在目前市场上占有较大的份额，但也存在如下的一些问题：

(1)系统比较复杂，系统所用芯片的集成度不高，导致系统的成本较高，可靠性不很高。

(2)不能播放人声演唱声部，这是MIDI标准固有的特点，因为它只定义了乐器的标准，不是一个声音压缩的标准。

(3)缺少中国民族乐器的音色，不能播放民歌或播放的民歌缺乏韵味。

(4)歌词的点阵字库存放在只读存储器ROM中，由于字库容量很大，若要存放中文简体、中文繁体、英文、法文、西班牙文、日文、韩文、俄文、泰文和越南文等多种文字，ROM的成本将很高。

发明内容

本实用新型是针对上述VCD机的不足，而提出的一种结构简单、功能多的全新的可播放数字卡拉OK音乐光盘的超级VCD播放机。

本实用新型的技术方案是：可播放数字卡拉OK音乐光盘的超级VCD播放机，该播放机包括：机芯部件、面板按键部件、话筒接口混响电路、遥控部件、以及控制电路；所述的控制电路包括字库、程序存储器、数据存储器、主控制器、视频音频处理器、视频编码器、数模转换器、音源发生器、音色波表存储器、以及数据缓冲器；其中：字库和程序存储器的输出端与主控制器连接；机芯部件和面板按键部件分别与主控制器双向连接；遥控部件和话筒接口混响电路的输出与主控制器连接；主控制器与音源发生器双向连接；主控制器的输出与视频音频处理器连接；视频音频处理器与数据存储器双向连接，视频音频处理器的输出与视频编码器连接；音源发生器与音色波表存储器、数据缓冲器双向连接；其特点是，所述的字库放在专用碟片上；所述的主控制器、视频音频处理器和视频编码器由一个信号控制芯片代替；以及，还包括用户数据存储器、一从控制器、一电子开关、一MP3解码器以及一分页切换器；所述的信号控制芯片包括一主控制器、一视频解码器、一视频编码器以及一音频解码器；所述的主控制器的输出与视频解码器连接，视频解码器的输出与视频编码器连接，视频编码器输出视频信号；所述的用户数据存储器与主控制器连接；所述的从控制器与主控制器、音频解码器双向连接，该从控制器的输入端与话筒接口混响电路连接，其输出端与音源发生器连接；所述的电子开关的输入端与音源发生器、音频解码器的输出端连接，电子开关的输出端与数模转换器连接；所述的MP3解码器与主控制器、数据存储器双向连接；MP3解码器的输出与数模转换器的输出经加法器后输出音频信号；所述的分页切换电路的输入端与主控制器连接，其输出端与数据存储器连接。

上述的可播放数字卡拉OK音乐光盘的超级VCD播放机，其中，所述的分页切换电路由三个与门构成，其连接在主控制器与数据存储器之间。

由于本实用新型采用了以上的技术方案，首先通过选用高集成度的芯片，将多项功能组合在主要的芯片中，并解决了C-8830存储器空间不足的问题；通过48倍高压缩率的方法解决人声演唱声部的存储和播放问题；采集和制作了50多个民族乐器的音色，能够播放不同类型的民乐和戏曲音乐；通过将字库存放在碟片上和快速下载的方法，取消了字库ROM。因此，具有以下的优点：

1)采用高集成度的控制芯片作为解码芯片，简化了电路结构；同时由于该控制芯片内含主控制器、视频解码器、视频编码器、音频解码器，因此可配合从控制器控制整个系统的音视频工作流程。

2)采用分页切换扩充了SDRAM的容量；控制芯片只支持两颗16M的数据存储器SDRAM，总的存储器空间为32M，而在本实用新型中需要64M的存储器空间。为简化系统、降低成本和提高可靠性，本实用新型采用逻辑电路与门作为分页切换电路，可将一颗64M的数据存储器SDRAM扩充成4个页面。

3)采用2倍速下载大容量的文件存储器，每秒可下载300KB的数据，提高了下载速度，使人声声部下载控制在10秒以内。

4)采用EPROM存储器，将字库存放在碟片上，省去了一颗存放字库的大容量ROM芯片，节省了成本。

5)控制电路中设计了一颗EEROM芯片，可以存放电视制式(PAL/NTSC)、中文或英文OSD屏幕显示、评分方式、锁碟密码、按键定义等内容，便于国内、外用户方便地使用。

附图说明

本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图进一步给出。

图1是现有技术VCD光盘播放机的电路结构方框图。

图2是本实用新型实施例的电路结构方框图。

图3是图2中控制芯片的分页切换电路示意图。

图4是本实用新型的工作原理流程图。

具体实施方式

本实用新型光盘播放机由一张专用的MIDI VCD碟片、播放机、话筒和遥控器组成。碟片存放大量歌曲，遥控器选择菜单和点歌，话筒用于演唱卡拉OK歌曲。在满足一台普通超级VCD光盘播放机功能的基础上，主要提供了大容量的卡拉OK歌曲，辅之于方便的操作功能和菜单，提供了极大的视听享受。

请参阅图2。本实用新型可播放数字卡拉OK音乐光盘的超级VCD播放机包括：机芯部件21、面板按键部件22、话筒接口混响电路23、遥控部件24、以及控制电路25；机芯部件21包括碟片与机芯211、射频放大212、伺服(DSP)单元213、马达驱动单元214；面板按键部件22包括荧光显示驱动单元221、面板按键显示222；话筒接口混响电路23包括话筒接口混响单元231、话筒232遥控部件24包括遥控接收单元241、遥控器242。

所述的字库放在专用碟片上。所述的控制电路25包括用户数据存储器251(EEROM(24C02))、程序存储器252(ROM)、数据存储器253(SDRAM)、信号控制芯片254、音源发生器255(SAM9733)、音色波表存储器256、数据缓冲器257、数模转换器258、以及一从控制器260(MD-01)、一电子开关261、一MP3解码器262和一分页切换器263。其中：信号控制芯片254包括主控制器2541、视频解码器2542、视频编码器2543以及音频解码器2544；

其中：用户数据存储器251和程序存储器253的输出端与主控制器2541连接；机芯部件21和面板按键部件22分别与主控制器2541双向连接；遥控部件23的输出与主控制器2541连接；主控制器2541的输出与视频解码器2542连接；视频解码器2542与数据存储器253双向连接，该视频解码器2542的输出与视频编码器2543连接，视频编码器2543输出一视频信号到下级；话筒接口混响电路23的输出与从控制器260连接；从控制器260与主控制器2541、音频解码器2544双向连接，音频解码器2544的输出到电子开关261；从控制器260的输出还与音源发生器255连接；音源发生器255与音色波表存储器256、数据缓冲器257双向连接，该音源发生器255的输出还与电子开关261连接；电子开关261的输出与数模转换器258连接；MP3解码器262(TLI7232)与主控制器、数据存储器双向连接；分页切换电路263的输入端与主控制器连接，其输出端与数据存储器连接。MP3解码器262的输出与数模转换器258的输出经加法器27后输出音频信号。

碟片上的信号经射频放大读取放大并整形后，送往伺服(DSP)单元进行RF解调成原始数据然后纠错，经纠错的数据送往主控制器，主控制器一方面对数据进行分析处理后，根据数据里所包含的光头误差信息，控制马达驱动不断地调整光头的位置，使光头始终对准光盘上数据轨迹，以确保所读取数据的准确性，另一方面，主控制器(在分页切换电路的支持下将数据放入经扩充具有64M存储器空间的数据存储器(SDRAM)并对数据进行判断和分类，主控制器将MPEG1的数据送入MPEG1；将MIDI包的数据送入从控制(MD-01)；将MP3的数据送入MP3解码器(TLI7232)；

MPEG1视频解码器将MPEG1数据进行MPEG1解码，解码得到的亮度和色度信号经由视频编码器组合成复合视频信号通过视频输出供电视机使用。

MPEG1视频解码器将MPEG1数据中的音频数据送往音频解码器进行音效处理，经音频解码后的音频数据通过电子开关的选择，再送往数模转换器109转换成模拟音频信号通过加法器送往下级功放。

从控制器(MD-01)将MIDI数据包解压成标准MIDI文件，然后送往音源发生器(SAM9733)，音源发生器SAM9733根据MIDI文件所包含的音色、音量、音高、音轨和控制码等乐音信息，从波表(Wave ROM)存储器提取相应的音色样本在数据缓冲器(SRAM)进行处理，处理后的数据通过电子开关的选择，再送往数模转换器转换成模拟音频信号由音频输出送往下级功放。

MP3解码器(TLI7232)将MP3的数据解码还原成模拟音频信号送往下级功放。

主控制器在EEROM(24C02)里保存了用户的设置，以供下一次开机时调用。

程序存储器(ROM)存放整机的操作系统程序，供主控制器随时调用。

数据存储器(SDRAM)在分页切换电路的控制下分别存放主控制器的程序代码和MPEG1视频解码器以及MP3解码器(TLI7232)工作时的临时数据。

面板按键显示一方面接受用户的按键操作信息，并通过荧光显示驱动单元将按键操作信息送往主控制器进行处理，另一方面荧光显示驱动单元在主控制器的控制下驱动面板按键显示，在面板按键显示上以图形的方式显示本机的工作状态。

遥控接收单元接收来自遥控器的用户操作信息送往主控制器进行处理。

话筒接口混响单元将话筒采集的歌声经过混响处理后送往从控制器(MD-01)进行后期处理。

请参见图3。为简化系统、降低成本和提高可靠性，本实用新型采用分页切换电路263，其可将一颗64M的数据存储器SDRAM扩充成4个页面，0页面存放程序代码，页面1、2、3存放数据并可通过主控制器CPU80C31的输出口加以切换，0页面则通过判断取指周期而跳转到其页面上。若采用4颗16M数据存储器SDRAM的方法，成本上将是一颗64M数据存储器SDRAM的一倍，并增加了系统的复杂度、降低了可靠性。

所述的分页切换电路263由三个与门电路74F08构成，其连接在主控制器与数据存储器之间。分页切换电路的工作原理如下：

主控制器的PIN26(A11)、PIN27(BA1)脚通过二个与门分别控制(数据存储器SDRAM)的高位地址线PIN35(A11)、PIN21(BA1)，将64M的SDRAM分成0、1、2、3四页，分别切换，逻辑关系见下表：

PIN35(A11)脚电平    PIN21(BA1)脚电平    SDRAM页数

       0                    0                0

       0                    1                1

       1                    0                2

       1                    1                3

并可在读程序时，IC101(CL8830A)的CS0＝0，强制切换到数据存储器SDRAM的第0页。

在读数据时，由IC101(CL8830A)的CS1选定其他页。

请参阅图4。本实用新型的工作原理是：

(1)键盘扫描/遥控按键查询和按键处理

上电后，主控制器对伺服(DSP)、从控制器(MD-01)、音源发生器(SAM9733)复位并对整个系统初始化：清零所有寄存器，分配I/O口并根据需要分别设置为输入、输出口，从EEROM(24C02)调用用户保存的设置或直接调用缺省值。

(2)键盘扫描/遥控按键查询和按键处理

主控制器按70次/秒左右的频率对键盘按键和遥控接受进行扫描和查询，如发现按键命令或遥控命令，就按命令进行下一步操作；如未发现按键命令或遥控命令，则按缺省值根据当时的工作状态决定进行下一步操作或保持上一步操作。

判别是否关仓键

(3)主控制器如发现按键命令或遥控命令，首先判别是否由关仓键产生的关仓命令，如是关仓命令则再由主控制器通过读取碟片托盘开关判别仓门是否关闭，如仓门未关闭则发控制命令给仓门开关电路关闭仓门，然后进入仓内有无碟片的判断程序；如当时仓门已关闭，则不执行关仓命令。

如不是关仓命令则进入下一步判别是否出仓键命令。

(4)判别是否出仓键

主控制器如发现该按键命令或遥控命令是由出仓键产生的出仓命令，就执行出仓处理程序；

如发现不是出仓命令则转入碟片判断程序，根据当时有无碟片或碟片的种类来执行下一步操作。

(5)出仓处理

主控制器执行出仓处理程序时，将停止其它当时正在运行的程序，发控制命令给仓门开关电路，打开仓门，同时返回到初始化状态。

(6)碟片判断

主控制器通过读取碟片托盘开关判别仓门已关闭，则发控制命令给伺服(DSP)，由伺服(DSP)控制马达驱动推动机芯，判断仓内有无碟片。如仓内没有碟片，则返回键盘扫描/遥控按键查询和按键处理，等待下一步操作指令，同时在面板显示屏上显示无碟片的信息；如仓内有碟片，则读取碟片TOC区域的信息，并作纠错校验后送往MPEG1视频解码器，经解码后的数据文件存放在数据存储器(SDRAM)中，主控制器再根据该文件的特征标识号判别该碟片是否是专用MIDI VCD碟片。

本实用新型专用MIDI VCD碟片单从格式上来讲可以算是VCD碟片的一种扩展形式。在MIDI超级VCD光盘播放机中，当该碟片被识别出是VCD碟片后，主控制器再继续寻找MIDI VCD碟的特征标识号和特征文件。如果碟片上所读的标识号与MIDI VCD碟片的特征标识号相符并且存在所需的特征文件，则将其判定为MIDI VCD碟片。

专用MIDI VCD碟片上主要存放以下内容：

特征标识号和特征文件；

半小时左右的MPEG1格式的VCD图象；

10000首歌曲的MIDI伴奏音乐文件；

300首人声声部的MP3文件；

各种文字的字库；

多幅菜单；

如果不是专用MIDI  VCD碟片，主控制器则按其他碟片(VCD、SVCD、CD、MP3等)的处理程序直接播放。播放完成后则返回到下次播放的准备状态。

(7)歌曲点播

如果经判别是MIDI VCD碟片，则进入MIDI播放程序：

当系统读碟并自动判断是MIDI VCD碟片后，马上自动初始化音乐发生器SAM9733，从碟片上下载曲目索引、字库，并输出视频“点歌画面”显示在外接的电视机上。

(8)预选歌曲

曲目索引中包含所选曲目的逻辑存储地址，在此状态下，用户输入一组5位数字的曲目号并按[播放键]确认，则主控制器会在曲目索引表中查找该曲目。

(9)下载歌曲文件到SDRAM

当主控制器在曲目索引表中查到该曲目，立即用总线方式将对应该曲目号的歌曲(MIDI文件和人声声部的MP3文件)从碟片上下载到数据存储器SDRAM中，下载的MIDI文件是一个按MMD方法预压缩的MIDI数据文件，人声声部则是一个MP3文件，数据准备完毕就开始播放歌曲。

播放卡拉OK歌曲(处理后送入OSD、从处理器(MD-01)、MP3解码器(TLI7232)分别播放)

MIDI卡拉OK歌曲的播放控制也可分为三部分。

MIDI伴奏音乐的播放

MP3人声声部的播放

(10)歌词字幕的同步变色

系统首先寻找需要播放的视频活动图象，活动图象是MPEG1格式的，它源自同一张MIDI VCD碟片，由机芯伺服芯片解调得到的MPEG1流数据，经音视频解码器解码后输出视频信号。活动图象的播放没有同步的问题，也没有时间上的限制。

歌词字幕、人声声部和伴奏音乐之间有一个需要同步的问题，它们播放的整个过程都由主控制器来控制。歌词字幕和MIDI伴奏音乐的音频数据使用同一的时间基准，交织在同一数据文件之中，下载后主控制器先将歌词字幕和伴奏音乐分离。人声声部的MP3音频文件也包含了同步的时间信息，但它是作为一个单独的文件存放的。为快速找到一首歌的所有文件，显然，它们是被放在相邻的位置上的，便于用总线方法下载，节省光头的移动时间。

播放时，主控制器分别将MIDI文件送入从控制器(MD-01)的内存；歌词编码经查表在字库中找出相应的点阵字符，送入MPEG1视频解码器的的屏幕显示区OSD中。

人声MP3文件由主控制器送往专用MP3解码器(TLI7232)解算后，并通过其片内的数模转换器，输出人声音频信号。

显然，整首歌的播放过程就是一个不断的控制过程。

送入从控制器(MD-01)的MIDI文件是压缩过的文件，在这里被实时解压缩，解压后的文件是标准的MIDI文件，随后送入音乐发生器(SAM9733)，产生16个通道、48发音数并具有混响效果的伴奏音乐。因为MIDI文件中包含有时间同步信号，主、从控制器需要建立起实时的通讯关系，校对和修正时间码，保证同步的正确性。

送入MPEG1视频解码器的屏幕显示区OSD中的点阵字符，采用BITMAP方法显示歌词，为保证歌词的清晰度，不和背景画面混淆，字符采用勾边的方法，并依据同步的时间码，对歌词中已唱过的部分作变色处理，方便演唱。

在主控制器和音频处理器DSP中解算的人声MP3文件，主要也是一个同步问题，主控制器根据包含其中的同步时间信息，控制播放的速度。人声演唱声部主要是给初学者使用的，也可以作为歌曲欣赏。用户通过话筒演唱时，可以自动关闭MP3的人声演唱声部，也可以调小音量作提示用。

(11)直接从碟片上播放活动图象

卡拉OK的背景活动图象采用标准的VCD文件，按标准的VCD播放程序播放。

(12)播放结束评分

从控制器(MD-01)在MIDI播放过程中会对用户通过话筒演唱的歌声与MIDI的主旋律作比较，以便在歌曲结束后对演唱者的水准作自动评分。

将歌号放入预选队列在一首歌曲的播放过程中，用户可以随意选择希望在随后希望播放的歌曲曲目，系统会自动将所选的曲目号依次放入预选队列中，当歌曲播放结束时，主控制器会在预选队列中将排在最前面的那首歌曲(MIDI文件和人声声部的MP3文件)从碟片上下载到数据存储器SDRAM中，继续播放，直到预选队列中的歌曲全部播放完毕，系统返回到歌曲点播，等待下一首歌曲的点播。

本实用新型的主要功能如下：

·支持MIDI VCD、CD、SVCD、MP3等碟片的播放

·输出解析度为320线的PAL或NTSC全电视视频活动图象

·一张MIDI VCD碟片可以存放：300多首有人声演唱声部的歌曲+10000多首MIDI伴奏音乐+半小时的活动图象；或：20000多首MIDI伴奏音乐+半小时的活动图象

·提供16通道、48发音数并具有混响、合唱、3D等效果的PCM伴奏音乐

·提供包括中国民乐在内的284种乐器，支持多种民歌和戏曲音乐

·提供人声演唱声部，便于学唱和跟唱

·歌曲预选和编辑功能

·提供自动评分功能

·支持中文简体、中文繁体、英文、法文、西班牙文、日文、韩文、俄文、泰文和越南文等多种文字的卡拉OK歌曲。

Claims (2)

1、可播放数字卡拉OK音乐光盘的超级VCD播放机，该播放机包括：机芯部件、面板按键部件、话筒接口混响电路、遥控部件、以及控制电路；

所述的控制电路包括字库、程序存储器、数据存储器、主控制器、视频音频处理器、视频编码器、数模转换器、音源发生器、音色波表存储器、以及数据缓冲器；其中：

字库和程序存储器的输出端与主控制器连接；

机芯部件和面板按键部件分别与主控制器双向连接；

遥控部件和话筒接口混响电路的输出与主控制器连接；

主控制器与音源发生器双向连接；

主控制器的输出与视频音频处理器连接；

视频音频处理器与数据存储器双向连接，视频音频处理器的输出与视频编码器连接；

音源发生器与音色波表存储器、数据缓冲器双向连接；

其特征在于，

所述的字库放在专用碟片上；

所述的主控制器、视频音频处理器和视频编码器由一个信号控制芯片代替；以及，还包括用户数据存储器、一从控制器、一电子开关、一MP3解码器以及一分页切换器；

所述的信号控制芯片包括一主控制器、一视频解码器、一视频编码器以及一音频解码器；所述的主控制器的输出与视频解码器连接，视频解码器的输出与视频编码器连接，视频编码器输出视频信号；

所述的用户数据存储器与主控制器连接；

所述的从控制器与主控制器、音频解码器双向连接，该从控制器的输入端与话筒接口混响电路连接，其输出端与音源发生器连接；

所述的电子开关的输入端与音源发生器、音频解码器的输出端连接，电子开关的输出端与数模转换器连接；

所述的MP3解码器与主控制器、数据存储器双向连接；MP3解码器的输出与数模转换器的输出经加法器后输出音频信号；

所述的分页切换电路的输入端与主控制器连接，其输出端与数据存储器连接。

2、根据权利要求1所述的可播放数字卡拉OK音乐光盘的超级VCD播放机，其特征在于，所述的分页切换电路由三个与门构成，其连接在主控制器与数据存储器之间。

Images