初学者
10 分钟

用VS1053和ATmega328体验前所未有的声音

释放你的音轨:终极MP3解决方案!

MP3 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

MP3 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328

告别格式兼容性问题,专注于最重要的事情 —— 享受您喜爱的音乐,无论文件类型如何。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

MP3 Click 基于 VLSI Solution 的 VS1053,这是一款支持 Ogg Vorbis、MP3、AAC、WMA、FLAC 和 MIDI 音频编解码的芯片。它是一款多功能的 MP3 解码器/编码器芯片,属于 VLSI Solution 广泛的音频处理器家族,并能解码更新的 AAC 文件。它能解码 MPEG 1 和 MPEG 2 音频层 III(CBR+VBR+ABR),MP1 和 MP2,MPEG 4,WAV,通用 MIDI 和 FLAC 无损音频,通过软件插件支持高达 24 位和 48KHz。立体声耳机驱动器能驱动 30Ω 负载,并具有零交叉检测以实现平滑的音量变化。支持 MP3 和 WAV 的流式传输,EarSpeaker 空间处理,低音和高音控制也包括在内。VS1053 可以

从麦克风连接器编码三种不同的格式,单声道或立体声。这些格式包括无损的 16 位 PCM,IMA ADPCM 和一种高度压缩的高质量 Ogg Vorbis,通过软件插件 实现。用户可以轻松实现微控制器软件,逐块读取 MP3 文件并以同样的方式发送到主 MCU。MP3 Click 通过串行输入总线接收输入比特流,作为系统外设监听。输入流被解码并通过数字音量控制传递给 18 位过采样、多位、Σ-Δ DAC。解码通过串行控制总线控制。除了基本解码,还可以在用户 RAM 中添加应用特定功能,如 DSP 效果。MP3 Click 使用 SPI 串行接口与主 MCU 通信。SPI 用于芯片的串行数据接口(SDI)和串行控制接口(SCI)。数据芯片选择

(DCS)引脚在芯片以低逻辑状态激活时强制串行接 口进入待机模式。此外,编解码芯片可以通过 RST 引脚复位。数据请求引脚(DREQ)信号 VS1503 的 2048 字节 FIFO 是否可以接收数据。它可能在任何时候变为低或高,即使在字节传输期间。它只应用于决定是否发送更多字节,而已经开始的传输不必中止。此 Click 板™ 只能在 3.3V 逻辑电压水平下操作。在使用具有不同逻辑水平的 MCU 之前,板必须执行适当的逻辑电压水平转换。此外,它配备了一个包含功能和示例代码的库,可以作为进一步开发的参考。

MP3 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

32

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

这些标准的小型立体声耳机采用顶级立体声电缆和连接器,提供高质量的听觉体验。设计上兼容性广泛,它们可以轻松连接到所有 MIKROE 的 mikromedia 和 multimedia 板,使其成为您电子项目的理想选择。耳机的额定功率为 100mW,提供从 20Hz 到 20kHz 的宽广频率范围内的清晰音频。它们的灵敏度为 100 ± 5dB,阻抗为 32Ω ± 15%,确保了最佳的声音质量。Φ15mm 的扬声器提供清晰而沉浸的音频。这些耳机成本效益高,多功能性强,非常适合测试您的原型设备,提供一种经济且可靠的音频解决方案,以补充您的项目。

MP3 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Data Request
PC0
AN
Reset
PD2
RST
SPI Chip Select
PB2
CS
SPI Clock
PB5
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB3
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Data Chip Select
PC3
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

MP3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

此库包含 MP3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • mp3_cmd_write - 此功能向 MP3 音频解码器写入一个字节(命令)

  • mp3_data_write - 此功能向 MP3 音频解码器写入一个字节(数据)

  • mp3_data_write_32 - 此功能向 MP3 音频解码器写入 32 字节(数据)

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file 
 * \brief Mp3 Click example
 * 
 * # Description
 * This app demonstrates the use of MP3 click by playing the specified sound
 * from the mp3_resources.h file.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and performs the default click configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 * Playing the specified sound form the mp3_resources.h file.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "mp3.h"
#include "mp3_resources.h"

static mp3_t mp3;
static log_t logger;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    mp3_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    mp3_cfg_setup( &cfg );
    MP3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    mp3_init( &mp3, &cfg );

    mp3_reset( &mp3 );

    mp3_cmd_write( &mp3, MP3_MODE_ADDR, 0x0800 );
    mp3_cmd_write( &mp3, MP3_BASS_ADDR, 0x7A00 );
    mp3_cmd_write( &mp3, MP3_CLOCKF_ADDR, 0x2000 );

    // MP3 set volume, maximum volume is 0x00 and total silence is 0xFE.
    mp3_set_volume( &mp3, 0x2F, 0x2F );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{   
    uint32_t file_size = sizeof ( gandalf_sax_mp3_compressed );
    uint32_t file_pos = 0;
    uint8_t data_buf[ 32 ] = { 0 };

    log_printf( &logger, " Playing audio..." );
    for ( file_pos = 0; ( file_pos + 32 ) <= file_size; file_pos += 32 )
    {
        memcpy ( data_buf, &gandalf_sax_mp3_compressed[ file_pos ], 32 );
        while ( MP3_OK != mp3_data_write_32( &mp3, data_buf ) );
    }

    for ( ; file_pos < file_size; file_pos++ )
    {
        while ( MP3_OK != mp3_data_write( &mp3, gandalf_sax_mp3_compressed[ file_pos ] ) );
    }
    log_printf( &logger, "Done\r\n\n" );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}


// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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