本科毕业设计论文--基于stm32的多功能mp3音乐播放器设计开题报告文献综述参考.doc

衡水学院毕业论文（设计）学生姓名:陈进进系 别:物理与电子信息系专 业:电子信息工程年 级:2012级指导教师:郭海丽归档日期:2016年6月10日衡水学院教务处印制毕业论文（设计）任务书（指导教师填写）论文题目基于STM32的多功能MP3音乐播放器设计姓 名陈进进学 号201240513205下达日期2015.12.25 陈进进 同学： 根据衡水学院毕业论文（设计）工作管理办法及我系毕业论文（设计）工作要求，现就你的毕业论文（设计）研究和写作提出以下要求，望按时保质保量完成本阶段的学习任务！ 指导教师：郭海丽一、毕业论文（设计）研究、写作、答辩的时间进程：1、确定选题、收集相关资料： 2015年12月25日2015年12月31日 2、文献调研与综述： 2016年01月01日2016年01月11日 3、撰写开题报告与开题： 2016年01月12日2016年01月18日 4、深入研究（调查研究、实验研究）： 2016年01月19日2016年04月01日 5、形成论文初稿（设计雏形）： 2016年04月02日2016年04月25日 6、论文（设计）修改、定稿、打印： 2016年04月26日2016年05月15日 7、提交论文（设计）与答辩准备： 2016年05月16日2016年05月25日 8、参加答辩： 2016年05月26日2016年05月31日 二、对论文（设计）内容的指导要求1、论文正文不少于6000字，摘要控制在300字左右；开题、文献综述及论文中参考文献均不少于15篇，至少参考1篇外文文献资料。文献综述和开题报告不少于1000字。2、要求毕业设计及开题报告、文献综述等相关内容论点明确，资料翔实、针对性强，论据丰富、准确、科学，论证充分、逻辑性强；论文条理清楚，结构合理；结论科学、具体。行文连贯流畅，无错别字，无语法错误，写作体例符合科研论文规范，满足学校毕业设计格式要求。3、严格按照指导教师要求完成各阶段任务，认真负责，避免拖延、拼凑、抄袭等不良现象出现。4、该设计要求学生具有编程能力，掌握STM32单片机技术、控制模块、电源模块、音频解码模块、SD卡模块、人机交互模块等知识，完成多功能MP3播放器相关电路的设计，综合应用所学知识和技能，拟定毕业设计方案。5、在指导教师指导下，制定包括毕业设计方案分阶段实施时间、任务等在内的进度表；认真按进度表开展毕业设计，完成硬件电路的设计和软件的编程；注意收集、整理资料。6、按期提交规范的毕业论文；充分准备并按指定的时间和地点参加答。毕业论文（设计）开题报告题目基于STM32的多功能MP3音乐播放器设计系别专业物理与电子信息系电子信息工程专业年 级2012级开题日期2016年1月14日学 号201240513205姓 名陈进进指导教师郭海丽一、 选题的目的及意义、本课题研究的基本内容、拟解决的主要问题：1选题的目的及意义随着信息科学与微电子技术的不断发展，新科技在不断地冲击着人们生活的方方面面，人们在享受新科技带来的众多舒适的同时，也在努力的想更好的目标看齐，MP3播放器以其短小的数据格式，方便的文件存储和美妙的音质，越来越多地被人们所接受。随着人们对便携式音乐播放器要求的提高，MP3播放器以其较小的体积和较好的音质受到广大音乐爱好者的青睐。起初，MP3文件由电脑来播放，后来互联网的发展促进了MP3播放器的产生，同时MP3播放器也发生了一系列的变化，其更加小巧精致，更人机化和情趣化。现在市场上MP3的款式越来越多，功能越来越丰富，但现有MP3播放器大多是将解码器与存储器一体化的。这种设计使MP3播放器方便携带，但也带来了问题：一是存储容量不易扩展；二是不利于MP3播放器在其他领域的应用。将播放器与存储器分离是MP3播放器目前发展的一个方向。2本课题研究的基本内容本课题主要以单片机STM32为控制核心，使用LCD、vs1003、摄像头等模块来实现多功能MP3音乐播放器。在本系统中，在硬件上运用到STM32F103ZET6作为主控芯片，VS1003作为MP3播放器的音频解码芯片与主控通过SPI协议进行通信，采用ILI9341为控制器的3.2寸液晶LCD，主控通过FSMC来控制液晶，采取带有FIFO的OV7725摄像头，与主控是I2C协议进行通信，SD卡采用的是SPI通信协议。在软件上本课题是在UCOSII的操作系统上，SD卡采用了文件系统进行文件的管理，UI界面是ucGUI搭建出来的。整套系统流程是通过从SD卡读出来的音频文件送到VS1003去解码，然后直接解码出模拟音频信号就可以驱动耳机了。照相机的功能是摄像头不停地采集图像在液晶上面刷新，当有按键按下的时候就截屏，这样就能生成一张照片了。以上的功能都是通过UI界面来达到人机交互，通过点击液晶上的图标可以看电子书相册还有万年历等功能。通过以上的各部分组合在一起就是一部多功能MP3播放器。3拟解决的主要问题本课题研究的主控芯片是CortexM3内核的STM32F103ZET6具有调试成本低，中断延时短，门数目少的特点，是一种低功耗处理器，主要应用于有快速中断响应能力的深度嵌入式设备中。音频解码芯片VS1003能解码音频文件；支持MP3和WAV，对话筒输入或线路输入的音频信号进行IMAADPCM编码；低功耗；单时钟操作1213 MHz；高低音控制；内含能驱动30 负载的耳机驱动器。主控通过SPI协议来控制VS1003分别去解码音频和控制歌曲的上一曲、下一曲、暂停等功能。整套系统编程全部采用C语言编写，所有任务是在UCOSII操作系统上面运行。本课题的UI界面硬件采取ILI9341为主控的液晶屏，该液晶屏是四点式电阻屏，触摸较灵敏，软件采取ucGUI图形界面移植设计，整个界面滑动灵活。ucGUI适合设计一些漂亮的界面。二、 课题研究步骤、方法及措施：第一步：进行STM32的系统学习，查阅与任务相关的资料，深入了解基于STM32的多功能MP3播放器设计的相关技术。第二步：硬件主体设计，电路图的设计，原理图的设计。第三步：系统软件设计，在整个实施过程中随时记录工作进程、收集并随时整理有关的资料、程序、电路图等，以便顺利进行论文工作。第四步：撰写论文和准备答辩。研究方法：1调查研究法：通过调查研究，有目的、有计划、系统地搜集基于STM32的多功能MP3播放器的资料。了解基于STM32的多功能MP3播放器的不足之处，找到相应的改进方法。通过问卷调查，了解人们对基于STM32的多功能MP3播放器的具体需求，获得符合人们现实需要的多功能MP3播放器的设计方案。2文献研究法：根据研究的课题，通过调查文献来获得与多功能MP3播放器相关的资料，从而全面地、正确地了解并掌握多功能MP3播放器的设计方法。3模拟仿真法：通过VC6.0软件进行多功能MP3播放器界面的仿真与设计。 4实验分析法：设计出的电路原理图并且绘制成印制电路板，做出PCB样板焊接出实物，调试出预定效果。研究措施： 1通过在图书馆、数字图书馆及网上等查阅多功能MP3播放器的相关知识，包括理论知识：C语言原理及应用、单片机原理及接口技术、模拟电子技术、数字电子技术，以及相关软件的学习，如：Keil、Altium Designer。2结合理论知识，利用各个模块通过开发板搭建出初步的电路，来确定出实用的设计方案。3与指导老师进行进一步的深入交流，在老师的指导下分析自己的设计方案的可行性，以确定最终的设计方案。 三、课题研究工作进度： （1）2015.12.25 2015.12.31 确定选题之后查阅基于STM32多功能MP3的资料，了解多功能MP3播放器。 （2）2016.01.01 2016.01.11 进行文献调研，了解研究内容的相关知识。（3）2016.01.12 2016.01.18 撰写开题报告并通过指导老师审阅，参加开题。 （4）2016.01.19 2016.04.01 阅读单片机原理及应用和多功能MP3播放器的相关资料，掌握相关的知识以及方法，重点掌握单片机的原理分析及应用。根据已掌握的相关知识及设计思想设计多功能MP3的基本框架、硬件电路图和软件流程图。整理思路，完成硬件电路图和软件的设计，得出结论。（5）2016.04.02 2016.04.25 整理好思路，着手论文初稿的撰写。（6）2016.04.26 2016.05.15 在老师的指导下，进行论文的修改、定稿、并打印。（7）2016.05.16 2016.05.25 提交规范的毕业论文与准备答辩。（8）2016.05.26 2016.05.31 按时参加答辩。四、主要参考文献：1 邹捷,唐荣年.基于嵌入式系统的 MP3 播放器设计J.中国水运,2013,(2):14-16.2 亓中瑞,高振明. MP3播放系统的设计与实现J.山东电子,2003,(3):18-20. 3 张志伟.基于STM32单片机的多功能媒体播放器设计J. 陕西理工学院学报,2015,31,(14):70-72.4 戴均,吴迎来,张祯.嵌入式MP3播放器的研究与实现J.杭州电子工业学院学报, 2002,22,(1):30-40.5 黄玉豪. STC89C58RD+单片机在MP3播放器设计中的应用J.消费电子,2013.6 向赛辉,陈盛云,任华.基于C/OS-II的MP3文件播放系统设计J.应用与设计,2015.7 王道乾,刘定智,文俊浩.基于ARM处理器的 MP3 播放器分析与实现J.2007,28,(7):12-13.8 张雷,刘小娜.基于 AT89 C51 SND1 C的MP3播放器设计J.河南机电高等专科学校学报,2005,13(6):56-57.9 颜锐,谭周文.基于STM32的多功能MP3设计J.湖南人文科技学院学报,2013,(4):9-10.10 马鹏阁,张松炜,陈恩庆.基于SOC芯片ATJ2135的MP3播放器设计J.电子工程师,2008(6) :5759.11 陈永降,朱维杰.基于SL811HS的U盘MP3播放器设计J.科技创新导报,2008,(14) :9.12 黄智伟. 全国大学生电子设计竞赛电路设计M.北京:北京航空航天大学出版社,2006:127140.13 先锋工作室.单片机程序设计实例M.北京:清华大学出版社,2002:4650.14 方安平,蔡俊宇. CortexM3的异常处理机制研究J.单片机与嵌入式系统应用,2009,(2):1518.15 SD Specifications Part 1 Physical Layer Simplified Specification Version 2.00S.September 25,2006.五、指导教师意见： 该同学选题结合了自己所学专业知识，深度广度适当，做到理论与实践相结合，具有一定的实际意义。选题目的意义明确，能清楚地阐述利用单片机设计多功能MP3播放器的基本内容，设计方案合理，拟解决的主要问题明确，研究步骤方法措施切实可行，同意开题。 指导教师（签名）：2016年1月13 日 六、开题审查小组审查意见： 审查结果： 1、通过； 2、完善后通过；3、未通过 组长签名： 2016年1月14日说明：开题报告应在教师指导下由学生独立撰写，开题报告一般不少于1000字，并交指导教师审阅。5毕业论文（设计）开题报告论证记录题目基于STM32的多功能MP3音乐播放器设计学生姓名陈进进学 号201240513205指导教师郭海丽论证小组组成组成姓名职称所在单位专业方向组长郭海丽讲师物理与电子信息系电路与系统成员樊迎光副教授物理与电子信息系计算机应用技术郑桂芳讲师物理与电子信息系电路与系统孟令辉讲师物理与电子信息系理论物理陈进进同学首先对基于STM32的多功能MP3播放器设计设计的目的、意义和国内外发展现状进行了简要论述，并阐述了其论文所要研究的主要问题、课题设计的思路和研究的步骤、方法及措施等。开题论证情况如下：1.为什么采取STM32单片机？答：本课题主控采取的是STM32F103ZET6单片机，选取该单片机原因有以下几点：（1）STM32主频是72MHz，刷新液晶和处理数据的速度很快。（2）STM32是低成本，低功耗，高性能的一款单片机。（3）STM32自带外设丰富，有5个串口，2个I2C，3个硬件SPI，两个12位16通道的AD转换等等。2.本课题MP3采取的什么解码方式？答：本多功能MP3播放器MP3采取的硬件解码，硬件解码大大缩短开发周期，并且可以得到更好的音质，软件解码开发周期长，并且占用CPU的大量内存，浪费CPU资源，所以采用硬件解码。3.本课题的软件设计采用什么语言？答：本课题采用C语言编程，C语言是一门高级语言，编程及调试的时间减少大大缩短开发周期。程序结构简洁、紧凑、规整，表达式简练、使用灵活。编写的程序可读性强，编译效率高。容易移植到人格处理器上。 记录员签名： 2016年01月14日毕业论文（设计）文献综述论文（设计）题目基于STM32的多功能MP3音乐播放器设计指导教师郭海丽研究方向电路与系统参考文献情况国内 14 篇，国外 1 篇，共计 15 篇收集参考文献时间2015年12月25日至2016年1月13日一、文献综述1MP3播放器的国内外现状：MP3全称是MPEG Layer 3，狭义的讲就是以MPEG Layer 3标准压缩编码的一种音频文件格式，采用MP3压缩的数据量可以缩小到1/12，音质却没有多少损失，近乎于CD的音质。是一种高质量音乐压缩标准，给音频产业带来了具大的冲击。随着电子技术的飞速发展，嵌入式设备在各领域的应用越来越广泛，复杂度也越来越高，对其开发方法也提出了更多的要求和更大的挑战。1995 年，MP3 格式的音乐文件刚在网络上传播时，主要用 Winamp 等播放软件进行播放，使 MP3 音乐无法脱离计算机进行播放，给音乐欣赏带来了不便。1998 年以来，随着 MP3 播放器的出现及其技术的发展，人们对 MP3 播放器的要求越来越高，制造商在 MP3播放器的选型、设计、开发、附加功能和适用领域等方面做了很多努力，设计了多种方案。目前消费类MP3播放器采用的是单芯片或双芯片方案，国内大多数的产品都是单芯片方案。2目前MP3播放器的主要研究成果：MP3音频产品受到消费者的青睐，而高质量的音效是当前MP3音频产品发展的重要趋势。目前消费类 MP3 播放器采用的是单芯片或双芯片方案，国内绝大多数产品都是单芯片方案，单芯片方案是指将微处理器，音频解码器以及一些可选外围如 USB，收音等集成在一块集成电路上，这样产品只需要一块芯片加上一点简单的元器件就可以构成一个 MP3播放器了，这降低了很多成本，使得产品的外形也更为小巧，但是，这种方案的 MP3 播放器在音质方面较为欠缺完美；而双芯片方案指的是使用两个芯片，一个作为主控制器，主要处理系统和各种外设功能，而另外一块则仅仅负责音频解码和音效处理，这类方案的播放器较单芯片方案在音质方面较为完美。MP3文件解码一般采用软件解码和硬件解码两种方法。硬件解码实现简单，但需增加硬件成本。软件解码需占用大量CPU时间，实现难度大，但成本低、处理灵活，只要CPU具有足够的处理速度则是一种很好选择。在现在的市场上硬件解码是最多见的，硬件解码在音质上要比软件解码上完美，并且硬件解码开发时间短，缩短产品的开发周期。现在市场上MP3播放器的主流配置都是以轻薄、小巧、时尚和装饰性为主，同时结合大容量、超长时间播放、功能多样化的特点，像七喜新发布的UL-108 256M升级版，就拥有轻薄、小巧、时尚的机身，同时拥有在闪存MP3播放器中算大容量的256M存储空间，长达7小时的播放时间，集FM收音、录音、复读等功能于一体的特点，基本上能够代表目前市场主流MP3播放器的发展趋势。3MP3播放器的发展趋势：随着科技发展，MP3播放器早已摆脱了单纯听音乐的时代，而朝着多功能一体化方向不断发展。MP3播放器从一个音乐播放载体逐渐演变为数码多功能产品。市场上现有的MP3播放器上面集成收音机、USB通信、录音等功能。MP3播放器是将数据放到SD卡或者是Flash芯片中，MP3播放器日后的发展方向是大容量，MP3播放器的内存容量会越来越大可以存放更多的文件，并且在容量提升的基础上MP3播放器的读取和写入的速度也会大大提升。MP3播放器日后发展解码会多样化，会采取更新的解码芯片去解读更多的音频文件例如MP3、WAV等格式。现在便携是人们追求，MP3播放器在之后体积会更小，MP3播放器会向微型化发展，可以做成耳机一样大小可以通过蓝牙或者无线用手机去连接自己的MP3播放器通过手机APP来控制自己的MP3播放器。MP3播放器不断地发展当然也不会忽略现在所有电子的一个热点问题，那就是低功耗，MP3播放器以后会采取一些机械生电或者利用太阳能充电，这样MP3播放器电池使用时间会更长，让客户拥有更长时间的音乐享受。4存在问题：现在MP3播放器大多是将解码器和存储器一体化的。这种设计使MP3播放器方便携带，但是也带来了问题，一是存储容量不容易扩展，二是不利于MP3播放器在其他领域的运用。MP3播放器不能连接到互联网上，不能享受网络播放音乐，只能播放存储器里面的文件。现有MP3播放器人机交互做的不是很好，界面也不够绚丽，功耗太高MP3播放器电池使用时间太短。综上所述，MP3播放器在当今发展速度越来越快，也逐渐影响着我们对美好音乐的追求。也是当今电子科技发展的一个标志，在我国现在MP3播放器基本达到瓶颈阶段，MP3播放器上现有功能很成熟，但是在科学的道路上我们应该追求更加完美，我们应该对MP3播放器不断地研究和创新。二、主要参考文献：1 邹捷,唐荣年.基于嵌入式系统的 MP3 播放器设计J.中国水运,2013,(2):14-16.2 亓中瑞,高振明. MP3播放系统的设计与实现J.山东电子,2003,(3):18-20. 3 张志伟.基于STM32单片机的多功能媒体播放器设计J. 陕西理工学院学报,2015,31,(14):70-72.4 戴均,吴迎来,张祯.嵌入式MP3播放器的研究与实现J.杭州电子工业学院学报, 2002,22,(1):30-40.5 黄玉豪. STC89C58RD+单片机在MP3播放器设计中的应用J.消费电子,2013.6 向赛辉,陈盛云,任华.基于C/OS-II的MP3文件播放系统设计J.应用与设计,2015.7 王道乾,刘定智,文俊浩.基于ARM处理器的 MP3 播放器分析与实现J.2007,28,(7):12-13.8 张雷,刘小娜.基于 AT89 C51 SND1 C的MP3播放器设计J.河南机电高等专科学校学报,2005,13(6):56-57.9 颜锐,谭周文.基于STM32的多功能MP3设计J.湖南人文科技学院学报,2013,(4):9-10.10 马鹏阁,张松炜,陈恩庆.基于SOC芯片ATJ2135的MP3播放器设计J.电子工程师,2008(6) :5759.11 陈永降,朱维杰.基于SL811HS的U盘MP3播放器设计J.科技创新导报,2008,(14) :9.12 黄智伟. 全国大学生电子设计竞赛电路设计M.北京:北京航空航天大学出版社,2006:127140.13 先锋工作室.单片机程序设计实例M.北京:清华大学出版社,2002:4650.14 方安平,蔡俊宇. CortexM3的异常处理机制研究J.单片机与嵌入式系统应用,2009,(2):1518.15 SD Specifications Part 1 Physical Layer Simplified Specification Version 2.00S.September 25,2006.说明：查阅文献资料篇数，按衡水学院毕业论文（设计）撰写规范执行。文献综述一般不少于1000字。可增加页数，遵循整页布满 第 I 页 共 18 页