可攜式無線mp3接收播放機的製作方法

2023-05-16 22:15:56 2

專利名稱：可攜式無線mp3接收播放機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無線數據廣播接收裝置，特別是一種可攜式無線MP3接收播放機。
隨著現代信息技術的發展，一些與網絡有關的新興技術和新生事物正在開始走進我們的生活。這兩年伴隨著電腦網路的傳播，MP3數據格式的音樂正迅速在網絡世界中普及。雖然只有兩年的歷史，但今天人們走在街頭，看到年輕人身上裝備的已不再是傳統的Walkman及CD隨身聽，而是小巧玲瓏的MP3播放器。這種時尚的數位音樂娛樂設備正迅速增大其銷售規模，開始向傳統的Walkman及CD隨身聽市場發起挑戰。根據IDC的調查，2001年MP3全球市場達到12億美元。到2005年，全球手持MP3播放機的銷量會從2001年的350萬部增加到1570萬部，增長率高達348％。
MP3播放機的市場前景很好，但比起在中國市場一年能銷售3000萬臺的隨身聽的業績，一年幾十萬臺的MP3播放機的銷售實在是小巫見大巫。MP3要達到可觀的市場銷售，還有待時日。目前制約人們消費MP3的瓶頸主要有兩個方面一是價格偏高；二是目前的MP3播放機只能從網上下載音樂，這是其最大的缺點。雖然網上下載有自由選曲的優點，但由於國內網絡大環境的局限，使用者下載音樂的速度十分緩慢，加上普通的MP3隻能存儲8-16首歌，這就大大降低了人們的使用熱情。
要擴大MP3播放機的消費群，關鍵是解決無線傳輸MP3音樂的難題。目前的無線數據傳輸網絡主要有手機網和呼機網。但由於MP3音樂的數據量巨大，以手機網和呼機網來傳輸，價格昂貴，是普通用戶所不能接受的。最理想的方式是採用數據廣播技術，象聽收音機一樣方便。
數據廣播是繼聲音廣播、電視廣播後的第三種廣播類型。無線數據廣播是在傳統的聲音廣播基礎上開發的新技術，在聲音廣播的同時，進行無線傳輸數據。主要有二種形式一種是利用調幅(AM)廣播，另一種是利用調頻(FM)廣播，也稱調頻多工數據廣播。它是利用調頻廣播頻譜的空餘部分，也就是調頻廣播的副信道，增設數據信道進行點對點、點對面的數據廣播方式。使得傳統的只具有聲音廣播的調頻廣播，具有無線數據廣播的能力，既有立體聲信號，又有數據信號，適合於文字、圖形和情報資料的傳送。利用調頻廣播副信道進行數據廣播的技術有幾種，在發達的國家應用廣泛。例如美國、德國、日本、瑞典等都已經開辦調頻多工數據廣播業務，可以為用戶提供各種信息，包括新聞、天氣預報、交通信息、體育比賽、金融行情、旅遊購物等。
數據無線電信道(DAta Radio Channel，DARC)，簡稱DARC技術，是日本廣播協會(NHK)開發的調頻多工高速數據廣播技術。DARC是日本廣播協會(NHK)為該技術註冊的商標，已於1995年經國際電信聯盟推薦為國際標準Rec.ITU-RBS.1194。DARC技術採用的調製方式和編碼結構，在眾多的數據廣播技術中，屬於既適合於固定接收、又適合於移動接收、傳輸容量大的一種數據廣播方式。
本發明的目的在於利用DARC技術，實現MP3播放機無線接收MP3音樂的功能，使得MP3播放機不局限於用電腦通過有線的方式下載音樂，便於用戶的使用，像聽收音機一樣無線接收MP3音樂並播放。在行駛的汽車中也可無線收聽MP3音樂。使其達到1、在FM副信道傳送DARC信號的同時，不妨礙立體聲信號的傳輸，實現MP3音樂數據的傳輸。
2、充分利用現有資源。在頻道資源極為有限的今天，本系統不需要再申請單獨的頻點，不需交納頻率佔用費，只是利用調頻廣播的副信道，完全不影響原有的播音作業。
3、覆蓋面大，服務範圍廣。調頻廣播的覆蓋範圍就是本系統的服務範圍，由於其傳送的是數位訊號，有很強的誤碼保護。
4、可以為移動接收者傳送足夠多的MP3音樂，每天可下載120多首歌。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的可攜式無線MP3接收播放機，主要由電源管理、調頻(FM)高頻頭、DARC信號解碼、MP3解碼、存儲、數/模轉換、聲音播放、液晶顯示等電路所構成。電源電路可把來自電池的1.5-3v電壓，轉換為本機所需的兩路直流電壓；FM高頻頭信號輸入端與天線相連；中央處理單元(CPU)的數據線(DATA1)、寫/讀控制線(WR/RD)、調諧控制輸入端(TUNE)分別與高頻頭相連；在CPU的控制下，高頻頭能自動調諧電臺頻率，實現定頻或掃頻接收具有DARC信號的調頻(FM)信號；中央處理單元(CPU)的數據總線(DATA BUS)、地址總線(ADDRESS BUS)、控制線(/INT)、片選線(/CS1)、外部輸出控制線(/XOUTC)分別與DARC信號解碼電路相連，控制DARC信號解碼電路解調出包含在調頻信號中的數據信號，本機接收的數據信號是MP3音樂數據。在CPU的控制下，解調出的MP3音樂數據，可以存儲到存儲器(RAM)中。CPU的數據線(DATA2)和請求控制線(REQ)與MP3信號解碼電路相連，把無線接收的MP3音樂數據傳輸給MP3信號解碼電路，由其合成出數字音頻信號，再通過數據線(DATA3)，傳給數/模轉換電路，還原為人耳能聽到的模擬聲音信號，最後通過揚聲器或耳機播放出來。通過液晶顯示屏可顯示MP3音樂的相關知識。CPU的數據發送(TXD)和數據接收(RXD)端連接到外接設備的串行接口，通過串行通訊方式可把無線接收的MP3數據傳輸給外接設備。
本發明的優點是1、傳輸速率大。普通速率為16Kbit/s，採用SuperDARC，有效數據速率為64Kbit/s。
2、接收範圍大。由於採用的是調頻廣播副信道技術，凡是在調頻廣播能收到的地方，利用本接收機都可以收聽MP3音樂。
4、支持移動接收。接收性能可靠，靈敏度高。DARC技術是專門針對移動接收開發的，採用本技術的接收機，可以在行駛的車輛中接收MP3音樂。
5、電路巧妙，功耗小。本接收播放機通過巧妙設計，採用低功耗的元器件，在接收時，可以採取分時接收的省電接收方式。在有MP3音樂數據信息時自動開機接收，當無信息時自動關機。
6、可定頻或掃頻接收。本接收播放機在接收時，如同調頻收音機接收聲音信號一樣，而且不需要人工調諧電臺頻率，可自動進行電子調諧，找到具有DARC信號的電臺頻率。如果有多個電臺發送DARC信號，用戶可以設定自己喜愛的電臺頻率。本接收播放機可以記憶該頻率，並在以後應用時自動鎖定該頻率，如果需要改變頻率，只需要重新設定即可。
7、本接收播放機的電源採用一節或二節1.5v的電池供電。
8.可存儲64首歌。
9、使用方便，易於操作。具有簡單的功能鍵，便於選擇收聽的MP3音樂，便於選擇性地存儲音樂。具有液晶顯示功能，可顯示正在接收或播放的MP3音樂的各種背景知識。
10、具有串行通訊功能，可通過串行通訊線與掌上電腦、筆記本電腦、桌上型電腦相連，把無線接收的MP3音樂傳輸給其它外接設備。
下面結合附圖和實施例進一步詳細說明

圖1為本發明原理框圖。
圖2、圖3為本發明電路原理圖。
圖中符號說明如下IC1-調頻接收模塊OM5610IC2-中央處理單元(CPU)89C51IC3-數據無線電信道(DARC)信號解碼晶片MSM9563IC4-2G比特快閃記憶體晶片K9K2G08Q0M-YCB0IC5-電源管理晶片MAX1677IC6-MP3解碼晶片MAS3507DIC7-數字/模擬轉換晶片DAC3550AIC8-3-八解碼器74LS138如圖1、圖2和圖3所示，電源管理、FM高頻頭、DARC信號解碼、MP3解碼、存儲、數/模轉換、聲音播放、液晶顯示等電路所構成。FM高頻頭通過天線接收來自空中的帶有DARC信號的調頻信號，FM高頻頭採用的是小型電調諧FM接收模塊OM5610，它需要兩種電源電壓一種是3.3V，作為模塊的主要工作電壓，一種是12V的電壓，作為掃頻時的調諧電壓。OM5610的接收頻率範圍為87-108MHz。天線可採用內置天線。數據線(DATA)與中央處理單元(CPU)89C51的P1.1口相連，自動調諧控制線(TUNE)與中央處理單元(CPU)的P1.2相連，時鐘(CLK)與中央處理單元(CPU)的P1.0相連，寫/讀控制線(WR/RD)與中央處理單元(CPU)的P1.3相連。
中央處理單元(CPU)通過時鐘(CLK)線產生讀寫OM5610內存寄存器所需的時鐘信號，通過調諧控制(TUNE)線，判斷OM5610進行自動找臺時的狀態；通過寫/讀控制線(WR/RD)對OM5610內部寄存器進行讀或寫的操作；通過數據線(DATA)，把命令字或數據寫入OM5610，或把數據從OM5610讀入中央處理單元(CPU)的內存。中央處理單元(CPU)通過這些方式，可以把所要找的電臺頻率所對應的數據信息寫入OM5610內部寄存器，使高頻頭能進行電子自動找臺，鎖定中央處理單元(CPU)指定的電臺，具有電子定頻接收的功能；同時中央處理單元(CPU)可通過讀取OM5610內部寄存器的數據來判斷找到的電臺是否是所要求的電臺。如果不是，由中央處理單元(CPU)設置新的電臺頻率值，進行自動搜索，如此反覆即可完成自動掃頻的功能，無需人工幹預。
中央處理單元(CPU)選用89C51，8位單片機。通過89C51的P1.0-P1.3四條輸入/輸出(I/O)口線，完成對高頻頭的控制，使其實現自動找臺的功能。
89C51的P0.0-P0.7，八條輸入/輸出(I/O)口線與DARC解碼晶片MSM9563的D0-D7相連，作為數據線。
89C51的P2.0-P2.5輸入/輸出(I/O)口線與MSM9563的A0-A5相連，作為MSM9563的地址線。
89C51的P1.5-P1.7輸入/輸出(I/O)口線與3-八解碼器74LS138的輸入端相連，產生六種輸出控制信號。其中，輸出信號Y0與MSM9563的外部輸出控制線(/XOUTC)相連，控制MSM9563是否輸出外部震蕩信號，可供其他電路使用；輸出Y1與MSM9563的清除控制端(CLR)相連，作為清除MSM9563內部寄存器數據的控制線；輸出Y2與MSM9563的片選控制端(/CS)相連，作為MSM9563的片選信號控制線；輸出Y3與快閃記憶體K9K2G08Q0M-YCB0(IC4)的片選控制端(CS2)相連，作為快閃記憶體K9K2G08Q0M-YCB0的片選信號控制線；輸出Y4與液晶顯示器(LCD)的片選控制信號線CS3相連。
89C51的INT0與MSM9563的中斷控制線INT相連，當MSM9563完成了一定的功能，會自動產生中斷信號，通過中斷控制線通知中央處理單元(CPU)進行相應的程序處理。
89C51的讀控制(RD)與MSM9563、K9K2G08Q0M-YCB0(IC4)的讀控制(RD)相連，通過數據線和地址線，分別讀取這些晶片存儲的數據信息。
89C51的寫控制(WR)與MSM9563、K9K2G08Q0M-YCB0(IC4)的寫控制(WR)相連，通過數據線和地址線，分別對這些晶片進行數據信息的寫入操作。
89C51的串行口接收線(RXD)、發送線(TXD)與外部設備的串行口相連，可完成本無線MP3接收播放機與外部設備之間的數據通訊，在用戶需要時，可把無線MP3接收播放機內無線接收並存儲的MP3音樂數據傳輸給外部設備，如筆記本電腦等。
DARC信號解碼電路選用專用的DARC解碼晶片MSM9563，通過電容耦合接收FM高頻頭電路輸出的調頻(FM)副信道信號，在中央處理單元(CPU)的控制下，完成DARC信號的解調和解碼工作，並把解碼出的數據信息，通過數據線傳給中央處理單元(CPU)，由中央處理單元(CPU)傳給快閃記憶體K9K2G08Q0M-YCB0(IC4)，對數據信息進行存儲。K9K2G08Q0M-YCB0具有256M×8位元組的存儲空間，一片K9K2G08Q0M-YCB0可存儲64首MP3音樂數據。
MP3解碼電路選用MAS3507D，通過地址線A0-A7，數據線D0-D7與中央處理單元(CPU)相連，在中央處理單元(CPU)的控制下，可把存儲在快閃記憶體裡的MP3音樂數據傳給MAS3507D，由MAS3507D完成MP3音樂的數據解碼。
解碼後的數位音樂信號通過SOC、SOI和SOD串行輸出控制線傳輸給數字/模擬轉換電路DAC3550A晶片，由DAC3550A完成數位訊號到模擬信號的轉換，產生模擬音樂信號，通過耳機(Headphone)播放出來。
89C51的T1和T0輸出控制線分別與DAC3550A的SCL和SDA相連，完成對DAC3550A的內部工作狀態的設置。
LCD的16位數據線(A0-A7D0-D7)與89C51的P2.0-P2.7P0.0-P0.7相連，在89C51的控制下完成對MP3音樂的背景信息的顯示工作。
通過對三個按鍵K1、K2和K3的設置，可實現對MP3音樂的接收、選擇、播放和刪除等功能。
電源管理電路選用晶片MAX1677，從外部1.5-3v的電池中，產生出兩路電源電壓一路是3.3v，作為本無線MP3接收播放機的主要供電電壓；另一路12v，主要用做FM高頻頭的調諧直流電壓。除了電池供電外，還可通過插座JP2接受外接1.5-4.5v的電源電壓，以節省電池的使用。
本發明可攜式無線MP3接收播放機的工作過程是中央處理單元(CPU)控制FM高頻頭電路，實現電子自動調諧，通過天線自動接收包含有DARC信號的調頻(FM)信號，同時把高頻頭輸出的副信道信號送入DARC解碼電路。經過解碼晶片內部的解調和解碼過程，解碼出DARC信號中攜帶的MP3數據信號。接收到的MP3數據信號自動存儲在快閃記憶體中(可存64首歌曲)。通過MP3解碼電路可把無線接收到的MP3數據，解碼出數位音樂信號，再通過數字/模擬轉換電路，恢復出可收聽的模擬音樂信號，通過耳機播放輸出。
權利要求
1.一種名為可攜式無線MP3接收播放機，主要由電源管理、調頻(FM)高頻頭、DARC信號解碼、MP3解碼、存儲、數/模轉換、聲音播放、液晶顯示等電路所構成。其特徵在於電源電路可把來自電池的1.5--3V電壓，轉換為本機所需的兩路直流電壓；FM高頻頭信號輸入端與天線相連；中央處理單元(CPU)的數據線(DATA1)、寫/讀控制線(WR/RD)、調諧控制輸入端(TUNE)分別與高頻頭相連；在CPU的控制下，高頻頭能自動調諧電臺頻率，實現定頻或掃頻接收具有DARC信號的調頻(FM)信號；中央處理單元(CPU)的數據總線(DATA BUS)、地址總線(ADDRE8S BUS)、控制線(/INT)、片選線(/CS1)、外部輸出控制線(/XOUTC)分別與DARC信號解碼電路相連，控制DARC信號解碼電路解調出包含在調頻信號中的數據信號，本機接收的數據信號是MP3音樂數據。在CPU的控制下，解調出的MP3音樂數據，可以存儲到存儲器(RAM)中。CPU的數據總線(DATA BUS)、地址總線(ADDRESS BUS)與MP3信號解碼電路相連，把無線接收的MP3音樂數據傳輸給MP3信號解碼電路，由其合成出數字音頻信號，再通過數據線(DATA2)，傳給數/模轉換電路，還原為人耳能聽到的模擬聲音信號，最後通過耳機播放出來。通過液晶顯示屏可顯示MP3音樂的相關知識。CPU的數據發送(TXD)和數據接收(RXD)端連接到外接設備的串行接口，通過串行通訊方式可把無線接收的MP3數據傳輸給外接設備。
2.根據權利要求1所述的可攜式無線MP3接收播放機，其特徵在於通過按鍵設置，可選擇性存儲64首MP3音樂。
3.根據權利要求1所述的可攜式無線MP3接收播放機，其特徵在於具有液晶顯示，可顯示正在播放的MP3音樂的名稱、時間等相關內容。
4.根據權利要求1所述的可攜式無線MP3接收播放機，其特徵在於本接收機的接收頻率範圍為87-108MHZ。
5.根據權利要求1所述的可攜式無線MP3接收播放機，其特徵在於本接收機的天線為內置天線。
全文摘要
一種可攜式無線MP3接收播放機，主要由電源管理、FM高頻頭、DARC信號解碼、MP3解碼、存儲、數/模轉換、聲音播放、液晶顯示等電路所構成。電源電路可把電池電源轉換為本機所需的電壓。FM高頻頭接收調頻信號，通過DARC、MP3解碼電路，可把無線傳輸的MP3數據解調出來，再由數/模轉換電路轉換為模擬音頻信號，通過耳機播放出來。無線接收的MP3數據還可存在存儲器中，最多可存64首MP3音樂。具有串行通訊功能，可把無線接收的音樂傳給外接設備。
文檔編號H04M11/10GK1434572SQ02100748
公開日2003年8月6日 申請日期2002年1月23日 優先權日2002年1月23日
發明者楊曙輝, 汪小明, 嚴繼芳 申請人:楊曙輝, 汪小明, 嚴繼芳