本次制作的主题是制作一款媲美山寨CD机的音乐播放器。 随着MP3、MP4、手机、PMP等便携式播放器的出现，市场上已经很少见到专门销售CD播放器的柜台了。 想想看，你很少看到有人在路上拿着巨大的CD播放器听音乐。 主要原因大概是CD碟片体积太大，携带不方便，所以现在越来越多的人听MP3。 不过CD的音质还是相当不错的。 还记得去年，我做了一个M8音乐播放器。 我朋友听完后，直接评价音质不好。 我解释说是8位播放器，但他还是鄙视。 这让我心碎。 于是，我就想着制作一款新的播放器，希望它的音质比普通的MP3播放器更好。 这次做完后，我给我朋友听了。 这次他评价说音质确实比普通MP3好。 下面我就给大家分享一下制作过程。
主芯片介绍
这次生产的音乐播放器采用了TI的PCM1770，它是一款24位低功耗立体声音频DAC。 由于它能够直接驱动耳机，因此选择它作为音频编解码器。 当耳机阻抗为16Ω时，其输出功率为13mW。 PCM1770使用的电源范围为1.6~3.6V，支持标准I2S音频接口。 DAC的操作是通过SPI接口实现的。 它的音量也是由软件控制的，音量控制分为64级。
该电路的处理器采用Atmel公司的AT91SAM7S64。 它具有 64KB 的 FLASH 程序存储器和 16KB 的内部 SRAM。 它是一款高性能32位RISC架构ARM7处理器，最高工作频率为55MHz。 它共有 64 个引脚。 PIO 控制的 I/O 驱动电流可达 8mA，PA0~PA3 可达 16mA，但所有 I/O 电流之和不能超过 150mA。 该处理器具有SSC同步串行控制器，支持I2S标准，还具有可设置8至16位数据长度的SPI接口。 每个 SPI 接口有 4 条片选线。 这样就可以通过硬件连接实现处理器与DAC解码器之间的数据传输以及控制命令的发送。
可实现的功能
制作完成后，将CD品质的WAV文件复制到SD卡上。 该文件必须存储在根目录中。 该程序通过AT91SAM7S64的SSC串行控制器将音频数据流通过SSC接口传输到TI的音频DAC。 这样耳机就会播放优美的音乐。 播放器由普通的微按钮控制。 一共5个按键，分别用于控制音量、选歌、播放、暂停等。
工作准则
整个产品由图 11.1 所示的 AT91SAM7 S64 最小系统（左）、穿孔板（中）和转换为 DIP 封装的 PCM1770 DAC（右）组成。
图11.1 生产所需的物理零件
这款音乐播放器的工作原理并不复杂。 主要由5部分组成：
(1)AT91SAM7S64的最小系统比51单片机的最小系统稍微复杂一些。
(2)PCM1770 I2S音频解码器，用于驱动耳机或扬声器播放音乐。
(3)SD卡存储卡，存储44.1kHz/16位WAV格式的音乐文件。
（4）5个普通微按键，功能为：控制音量、选择音乐快进、快退、播放/暂停音乐。
(5)只需使用稳压芯片将5V USB电源转换为3.3V电路工作电源即可。
音乐播放器原理图如图11.2所示，可分为五个部分：左上角的稳压电路、左下角的五个微按钮、右上角的SD卡、右下角是TI的音乐DAC芯片。 中间的是AT91SAM7S64最小的系统。
1、供电稳定
图11.2 电路原理图
它采用1117-3.3V稳压芯片将USB接口的5V电源转换为3.3V。 4个电容起滤波作用。 稳压芯片可选用SPX1117-3.3V、LM1117-3.3V或AMS1117-3.3V。 如果使用有极性的电解电容，请勿意外将正负极接反。
2. 5个微型按钮
这五个微按钮呈上下、左右、中间的经典十字结构排列。 其控制功能易于大家理解。 上下为音量控制，左右为切换歌曲，中间为暂停/继续播放控制。
3.SD卡
利用其SPI接口，直接与ATM7的SPI接口的NPCS0、MOSI、MISO、SPCK相连。 在程序中，我使用系统时钟16.9344MHz作为SPCK时钟，使其传输速率可以超过CD音乐格式标准。 数据流速度。
4.TI的DAC
这是这个系统中最关键的部分。 它需要SPI接口对其进行控制，同时需要I2S接口为其提供数据流。 其SPI控制接口连接到AT91SAM7S64的NPCS1、MOSI、MISO和SPCK引脚。 程序通过下拉NPCS0和NPCS1引脚来选择SD卡或DAC芯片。 传输数据时，可以将不同的片选信号拉低来指定传输方向。 DAC的LRCK、DATA、BCK接口分别连接到RAM7的TF、TD、TK。 但由于DAC芯片还需要系统时钟，可以是128fs、192fs、256fs或384fs（fs是音乐的采样率，比如44.1kHz采样率）。 所以，我通过ARM7的PCK0引脚输出一个384fs频率的时钟。 最后，还可以通过控制DAC的PD引脚为0来使DAC休眠，以降低其功耗。
5. AT91SAM7S64最小系统
正确连接处理器内部各个控制器的电源，如VDDFALSH、VDDIO、VDDCORE、VDDPLL等，并确认USB D+上拉电阻设置为3.3V。 播放44.1kHz音乐时，确认使用了16.9344MHz晶振（下载程序时使用了18.432MHz）。 最后，将用于PLL滤波的电容器连接到AT91SAM7S64的PLL RC引脚。 这样ARM7上电后就可以运行代码了。
AT91SAM7S64的供电系统比较复杂，但好在它只需要单一的3.3V电压就可以解决所有供电问题。 供电采用USB 5V电压，经过1117-3.3V稳压芯片稳压，然后给DAC、AT91SAM7S64、SD卡供电。 AT91SAM7S64也需要1.8V的电源电压。 幸运的是，它具有集成的电压调节功能，可以输出1.8V电压。
AT91SAM7S64处理器只要正确连接所需的两个电源电压（3.3V、1.8V），焊接18.432MHz外部晶振，连接简单的USB接口电路，就可以物理下载程序。 请注意，当使用 18.432MHz 外部晶振时，编程文件只能通过 USB 接口下载。 但由于音乐播放器需要外接16.9344MHz的晶振，所以可以正常速率播放CD采样率（44.1kHz）的音乐。 因此，下载程序后，需要切换晶振。 这一步比较麻烦。
程序首先初始化AT91SAM7S64的SPI接口和SSC接口，并使能PIOA引脚（连接按钮的引脚）和SSC接口（I2S接口）的中断。 接口初始化完成后，程序可以通过正确配置的接口来初始化音频DAC和SD卡设备。 这些操作完成后，程序会读取SD卡的特定扇区，识别文件系统类型，并在根目录中搜索第一个音乐文件。 最后通过按键控制实现音乐播放。
指示
首先，使用 FAT（FAT12 和 FAT16 的组合）或 FAT32 格式化 SD 卡。 然后，将44.1kHz、16位WAV音乐复制到SD卡（注意，请复制到根目录）。 插上USB电源后，按中间的播放/暂停键即可播放音乐（音乐播放器开机时无法自动播放，需要按播放/暂停键才能播放）。
刻录文件的下载和使用
1.启动代码介绍
AT91SAM7S64 内部包含一个名为 SAM-BA BOOT 的程序。 出厂时已固化，不会被擦除或改变。 在一定条件下，它会被复制到内部Flash中。 这个复制过程称为系统程序恢复。 系统程序恢复后，下次开机或手动复位时将运行SAM-BA BOOT代码。 它利用芯片上集成的USB或DEBUG串口与上位机通信，实现自编程。
2.恢复启动代码
当 PA0、PA1、PA2 和 TST 四个引脚保持高电平时，上电并等待 10 秒。 由于PA0、PA1、PA2上电时默认上拉电阻打开，因此这三个引脚可以悬空。 TST 引脚具有使能的内部下拉电阻，因此需要通过外部电路将 TST 引脚拉高。
10秒后芯片再次上电（记得将TST引脚恢复为低电平），SAM-BA BOOT程序就会运行。 此时，将芯片的USB接口连接到电脑，电脑就会发现新的硬件并自动安装驱动程序。 当然，前提是你的电脑上已经安装了SAM-BA ISP下载软件。
3. 关于ERASE引脚
上电期间ERASE引脚的上拉可用于擦除内部Flash的安全位，并且将在50ms内完成。 其作用是清除整个内部Flash存储器的内容。 当这些操作完成时，安全位被清除。
使用 SAM-BA 对器件进行编程并执行使能安全位操作（即编程 Flash 安全位）后，必须将 ERASE 引脚拉高，然后才能下次恢复系统编程。
4. SAM-BA软件的使用
首先，安装SAM-BA ISP软件，该软件将与驱动程序一起安装。 这样，当已经恢复启动代码的ARM7插入USB接口时，就会自动安装驱动程序，设备管理器中就会出现如图11.3所示的设备。
然后双击运行该软件，会出现如图11.4所示的运行界面。 选择如图11.4所示的连接方式“usbARM0”和开发环境“AT91SAM7S64-EK”后，按“Connect”进行连接。 然后弹出烧录软件主界面，如图11.5所示。
图11.3
图11.4
图11.5
然后，点击“发送文件”按钮，选择要刻录的BIN文件。 最后点击“发送”即可发送。 期间会弹出扇区解锁确认和扇区锁定确认对话框，单击“是”。
几秒钟后，程序将被烧录。 重新上电后，音乐播放器代码将成功运行。
生产介绍
其实整个制作对于刚学习ARM7处理器的人来说并不困难。 如果购买AT91SAM7S64的最小系统，通常会将其32个PIO口引出并用引脚连接。 您只需自己制作底板，焊接插座，然后就可以轻松合并它们。
我做的底板是用多用途板做的，尺寸约为10cm×10cm。 细心观察的朋友还会发现，这款底板的功能不仅仅只是作为音乐播放器使用，还可以用于ARM7上的很多小实验。
我使用绝缘线将接线连接到基板的背面，这是我目前更喜欢的方式（见图 11.6）。 如果觉得难看，也可以自己制作PCB底板，可以轻松焊接。
为了让我的制作更加美观，我在网上买了一块1.8mm厚的有机玻璃板。 用小锯锯成10cm×10cm的大小，然后用砂纸仔细打磨。 抛光后，在适当的位置钻孔，最后用2mm螺丝和相应的铜座固定。 外观制作完成（见图11.7）。
你会发现产品正面有一根飞线。 这是因为我买的最小系统的3.3V电源引脚没有向下出来，所以我必须拿一根杜邦线并将其连接到底板上。
图11.6 使用绝缘线连接基板背面的电路
图11.7 使用有机玻璃制作播放器的外壳
