[發明專利]嵌入式CD音質立體聲WAVE播放器

無效

• 申請號: 201010588252.2
• 申請日: 2010-12-15
• 公開（公告）號: CN102005227A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 馬潮;周萬程
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G11B20/12
• 分類號: G11B20/12
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

技術領域

本發明涉及數字音頻播放應用領域，尤其涉及一種嵌入式CD音質立體聲WAVE播放器。

背景技術

數字音頻是一種利用數字化手段對聲音進行錄制、存放、編輯、壓縮或播放的技術，它是隨著數字信號處理技術、計算機技術、多媒體技術的發展而形成的一種全新的聲音處理手段。隨著數字音頻技術在電視、廣播、手機、MP3中的廣泛應用，許多帶語音提示類的系統中也開始逐步采用數字音頻技術，例如電梯語音到站鐘，公交車語音自動報站器等帶語音提示的儀器、設備等產品。

目前在這類應用中實現數字音頻播放通常采用兩種技術手段：一種是采用專用的集成數字語音芯片，另外就是采用MP3播放器的技術。這兩種方法都存在一定的不足，其主要體現在實現播放高質量數字音頻和成本價格上的不平衡。MP3播放器的技術能夠達到高質量的數字音頻播放效果，但需要使用專門的MP3解碼器和16位的DAC轉換器，實現技術和算法都比較復雜，成本也就相對偏高；而專用的集成數字語音芯片相對比較便宜，但通常只能實現接近廣播級數字音頻的質量（采樣頻率22.1KHz，分辨率12位）。

本發明克服現有技術的以上缺陷，提供了一種嵌入式CD音質立體聲WAVE播放器，具有實現成本低，輸出達到CD音質的高質量音頻信號，易擴展使用以及方便地嵌入到需要使用語音、音樂播放的系統和設備中的有益效果。

發明內容

本發明提供了一種嵌入式CD音質立體聲WAVE播放器，包括MCU單片機、四運算放大器、音頻輸出口和SD/MMC卡座四部分。所述MCU單片機（1）配合電阻、電容與四運算放大器（2）連接；所述四運算放大器（2）配合電阻、電容與音頻輸出口（3）連接；所述MCU單片機（1）通過SD/MMC卡座（4）讀取SD/MMC卡上的數字音頻源文件，將數字音頻數據傳輸到四運算放大器（2），經過四運算放大器（2）與電阻、電容組成的電路變換成模擬音頻信號并濾除高頻噪聲，經由音頻輸出口（3）輸出。

其中，所述MCU單片機配合電阻、電容是與四運算放大器的兩個輸入端連接，所述四運算放大器的兩個輸出端配合電阻、電容與音頻輸出口連接。所述SD/MMC卡座通過SIP數據線與MCU單片機連接。

本發明中，所述MCU單片機為工作時鐘頻率大于24MHz、內部集成有SPI接口和四個8位PWM輸出端口的通用MCU單片機。

本發明中，四運算放大器內部集成四個獨立的運算放大器，共有四路輸入和四路輸出。

本發明中，所述MCU單片機的四個8位PWM輸出端口分別與所述四運算放大器通過電阻、電容組合連接，構成兩路加權電阻/PWM混合式16位DAC，實現左右聲道16位DA轉換。

本發明中，所述MCU單片機通過SPI數據線與SD/MMC卡座連接，用于讀取SD/MMC卡中的數字音頻文件。

本發明中，所述MCU單片機的四個8位PWM輸出端口分別與四運算放大器中的兩個運算放大器的輸入端通過電阻、電容組合連接，構成兩路加權電阻/PWM混合式16位DAC，實現左右聲道16位DA轉換。四運算放大器中的另外兩個運算放大器與電阻、電容組合，構成兩路低通濾波器，實現對模擬信號中的高頻噪聲的濾除，并輸出高質量模擬CD音質的立體聲模擬信號到音頻輸出口。

本發明中的MCU單片機通過SPI數據線連接的SD/MMC卡座讀取記錄在SD/MMC卡上的數字音頻源文件，然后將獲取的數字音頻數據通過四個PWM口輸出到四運算放大器，經過加權電阻/PWM混合式16位DAC轉換成模擬音頻信號，再經過低通濾波器濾除高頻噪聲后，經由音頻輸出口輸出。

本發明中，所述音頻輸出口（3）為耳機插座。

本發明還包括按鍵、LED指示燈，其中，所述按鍵與MCU單片機連接，用于對SD/MMC卡座（4）內的SD/MMC卡中的歌曲的選播和播放進行控制。所述LED指示燈與MCU單片機連接，用以指示播放器的工作狀態。

本發明還包括通信接口，所述通信接口與MCU單片機連接，用于連接所述嵌入式CD音質立體聲WAVE播放器與外部系統，構成帶語音播報功能的系統，實現控制和功能的擴展。

本發明中，所述“CD音質”是指采樣頻率44.1KHz,采樣精度16位，左右雙聲道立體聲的數字化音頻質量標準。

本發明中，所述“WAVE”是指數字音頻數據符合RIFF標準（RIFF是英文Resource?Interchange?File?Format的縮寫），以原始脈沖編碼調制（PCM）格式保存記錄的WEVE文件（缺省文件擴展名為wav）。