实现MP3播放器的快进快退.doc

实现MP3播放器的快进快退

　　专业班级： XXXXX
设计者　： XXXXXXXX
　　指导老师： XXXXXXX
　　设计时间： XXXXXXX

一、设计题目：实现MP3播放器的快进快退。

二、主要指标和要求：
1) 指标：open函数，write函数，read函数，设备控制函数ioctl，结构体struct wav_fmt，以及fd1、fd2文件描述符。
2) 要求：在linux环境下，将/home/asdf/mp3player/nuannuan.wav文件读出并写入声卡设备文件/dev/dsp中。实验结果通过三步实现：第一步，实现声卡的发声，其现象为产生噪声；第二步，实现MP3音乐文件的播放，其现象为nuannuan.wav文件的正常播放；第三步，实现快进快退功能，其现象为按下设定的按键时，音乐能快进或快退5秒。

三、方案选择及其工作原理：
1） 方案选择：首先在计算机上安装的虚拟机中编程实现MP3文件的快进快退功能，然后通过arm-linux-gcc rc.c,arm-linux-gcc a./.out等一系列语句将文件连接到超级终端，最后由超级终端将文件发送到实验开发板，观察现象完成实验。
2） 工作原理：程序开始需先定义一个音频控制的结构体struct wav_fmt和一个异步端口控制函数fun（）。然后通过open函数将/home/asdf/mp3player/nuannuan.wav文件和声卡设备文件/dev/dsp打开，分别赋给fd1和fd2(称其为文件描述符)，紧接着用read函数读fd1，通过声卡设备ioctl(fd2,SNDCTL_DSP_SETFMT,&f)，ioctl(fd2,SNDCTL_DSP_CHANNELS,&a)，ioctl(fd2,SNDCTL_DSP_SPEED,&b)对其进行处理，这3个语句是程序的关键，对&f、&a、&b的处理不当将会引起MP3播放时声音的失真。最后，在以上两步都实现后，我们开始进行文件的读写，分别用read函数和write函数实现，其中read函数完成将fd1内容读入buf[]的功能，write实现将buf[]内容写入fd2的功能，在while 语句中完成快退快进程序的编写，值得注意的是在while语句执行时我们要先调用一步端口控制函数fun()，其目的是将while中包含的getchar()同步函数转化为异步执行，最终实现快进快退功能。

四、 各模块及顶层文件的设计：
#include <sys/types.h> // 头文件；
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/soundcard.h>
#include <strings.h>
#include <termios.h>
struct stat st; // 音频文件结构体定义；
struct wav_fmt
{ char fiffid[4];
int riffsize;
char rifffmt[4];
char fmtid[4];
int fmttag;
short fmttype;
short nchannels;
int speed;
int bpsecond;
short align;
short bitspersample;
};
struct wav_fmt fmt;
int fun() // 异步端口控制；
{
int ret;
struct termios new_opts;
if(tcgetattr (0,&new_opts)<0)
{
printf("error:tcgetattr()");
return 1;
}
new_opts.c_lflag &=~(ICANON);
new_opts.c_cc[VMIN]=0;
new_opts.c_cc[VTIME]=0;
if(tcsetattr(0,TCSANOW,&new_opts)<0)
{
printf("error:tcsetattr()") return 1;
}
}
main() // 主函数；
{ int fd1,fd2,i,t,k,a,b,f;
char buf[4192];
int channel=2;
int speed=44100;
fd1=open("/home/asdf/mp3player/nuannuan.wav",O_RDONLY);
fd2=open("/dev/dsp",O_WRONLY,0666);
read(fd1,&fmt,sizeof(fmt));
if(fmt.bitspersample==16)
f=AFMT_S16_LE;
ioctl(fd2,SNDCTL_DSP_SETFMT,&f);
a=fmt.nchannels;
ioctl(fd2,SNDCTL_DSP_CHANNELS,&a);
b=fmt.speed;
ioctl(fd2,SNDCTL_DSP_SPEED,&b); printf("%d,%d,%d\n",fmt.nchannels,fmt.speed,fmt.bitspersample);
fun(); // 实现快进快退；
while((i=read(fd1,buf,4192))&&i>0) { write(fd2,buf,4192);
k=getchar();
if(k=='f')
lseek(fd1,44100*2*5,SEEK_CUR);
if(k=='l')
lseek(fd1,-44100*2*5,SEEK_CUR);
}
close(fd1); // 关闭文件；
close(fd2);
}

五、仿真、调试中遇到的问题，解决的方法以及实验效果：
1） 声音的失真：在程序编写完成并正常执行后，输出的声音不是设置的女声而是略带嘈杂的低沉的声音，经检查并在老师的指导下发现是ioctl()中第3各参数赋值的错误，他指出我们不能直接将CHANNELS、SPEED这样的参数赋给ioctl()，而需先将CHANNELS、SPEED分别赋给变量a、b，再由&a、&b赋给ioctl()，这是与linux下的存储结构有关的。更改后能正常发声。
2） 无法快进快退：在程序中我们用getchar()语句来实现输入外来控制字符（我的程序中用‘ f’、‘l’分别实现快进快退），但我们知道getchar()语句为同步执行 ，当我执行‘f’或‘l’,程序进入等待状态，并不执行快进快退功能，为解决这个问题老师给我们提供了异步端口控制函数fun(),在执行getchar()之前我们先调用这个函数，这样使得getchar()能异步执行，运行程序后，按下‘f’、‘l’能正常实现快进快退。

六、设计体会：
这次的课程设计的实现方式是独特的，由专门的科技人员对我们进行理论知识的灌输和上机的指导，这种理论与实践相结合的方式让我从这次设计中受益匪浅。尽管在设计中我们遇到很多棘手的问题，但在错误中学到的知识和总结的经验无疑让我们更加铭记于心。作为大学生，我们在更多时候都是接受理论知识的教育，以至于在更多时候我们只能纸上谈兵，无法将理论与实践相结合。这次课程设计无疑给了我们一次很好的动手机会，我们把它当做一次学习和检验学习成果的机会，设计中我深刻的认识到了自己知识的不足和动手能力的薄弱，这让我懂得今后的学习得更加扎实与努力，这样才能提升自己的能力。这次设计的唯一遗憾是没能在开发板上展示设计效果，但瑕不掩瑜，总体说来，这是一次理论与实践相结合的完美的课程设计，让我们都满载而归！