广西大学行健文理学院嵌入式课程设计报告题目：基于ARM平台实现音乐播放学部：电气信息学部专业：电子科学与技术班级： 2011级(1)班学号： **********学生姓名：***指导教师：**2014年10月随着社会的发展，科学的进步，人们的生活水平在逐步的提高。
微电子技术的快速发展，使得电子产品无处不在，ARM的应用也越来越贴近人们的生活，用ARM来实现一些电子设计也变得越来越容易。
脉宽控制技术（PWM）简称脉宽调制，是非常重要的电力电子控制技术，利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，对提高电力电子装置的性能，促进电力电子技术的发展有着巨大的推动作用。
本系统主要介绍了基于LPC2132的PWM信号发生器制作系统，主要功能是对PWM输出波形的频率、占空比的连续调节，并能对运行信号参数用示波器进行实时显示。
电路主要分为三个模块，核心模块采用LPC2138中央控制单元，通道选择模块，键盘控制模块采用了五个按键控制，分别调节PWM信号的占空比加和减、频率的加和减、输出PWM通道选择。
经测试验证，该信号发生器便于观察和调节，控制精确误差小。
本课题的CPU核心芯片采用的是 ARM7 的LPC2138，实现了采用LPC2138的一个I/O口控制speaker发声，实现音乐播放。
实验主要通过程序将歌曲简谱和节拍数各自放在一数组中，依次从简谱数组中得到相应频率后放到PWMMR0中，然后进行所存，改变PWM输出频率，并从节拍数组中获得相应的延时参数，两者配合得到音乐输出。
改变PWMMR0的值，来改变PWM输出的频率。
实验设定PWM输出单边沿PWM方波，控制蜂鸣器BEEP发出声音，以此实现音乐的播放。
设计的关键所在，必须熟悉ARM的原理与结构，同时还要对整个设计流程有很好的把握，衔接好各个模块。
关键词：LPC2138；PWM的频率；蜂鸣器；占空比；频率Pulse width control technology (PWM) referred to pulse width modulation, is very important power electronic control technology, the use of the microprocessor digital output to to the analog circuit to control a very effective technology, to improve the performance of the power electronic devices, and promote the development of the power electronic technology has a great push forward.This system mainly introduces the LPC2132 PWM signal generator based on the production system, the main function is to the output waveform, the frequency PWM occupies emptiescompared to continuous adjustment, and can run with an oscilloscope to signal parameter real-time display. Circuit can be divided into three modules, the core module LPC2138 central control unit, channel selection module, the keyboard control module adopted five key control,, regulate PWM signal occupies emptiescompared to add and subtract, frequency of addition and subtraction, output PWM channel selection. The results of experiment, this signal generator for observation and regulation, control precise small error.Key words: LPC2132; PWM; Button; Occupies emptiescompared; frequency目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 本文主要工作及论文组织结构 (1)1.3 方案的论证及比较 (2)第二章电路模块设计原理 (3)2.1 系统设计 (3)2.2 系统电路的主要器件及原理 (3)第三章 LPC2138实现音乐播放的硬件电路设计 (9)3.1 整体硬件电路设计 (9)3.2 各模块电路设计 (10)第四章软件设计与仿真 (11)4.1 程序设计 (11)4.2 系统的仿真与调试 (12)参考文献 (18)附录 (19)第一章绪论1.1 选题背景及意义未来对多媒体的研究，主要有以下几个研究方面：数据压缩、多媒体信息特性与建模、多媒体信息的组织与管理、多媒体信息表现与交互、多媒体通信与分布处理、多媒体的软硬件平台、虚拟现实技术、多媒体应用开发。
展望未来，网络和计算机技术相交融的交互式多媒体将成为21世纪多媒体发展方向。
所谓交互式多媒体是指不仅可以从网络上接受信息、选择信息，还可以发送信息，其信息是以多媒体的形式传输。
利用这一技术，人们能够在家里购物、点播自己喜欢的电视节目。
21世纪的交互式多媒体技术的实现将会极大的改变我们的生活。
嵌入式系统具有处理速度快、低功耗、体积小、功能强大且易于移植等优点而得到广泛的应用。
MP3(Moving Picture Experts Group Audio LayerⅢ)全称是动态影像专家压缩标准音频层面3。
它设计用来大幅度地压缩音频数据量，并实现重放的音质与原来不经压缩的音频相比没有明显的下降。
鉴于MP3编码方式的特点，将其作为音乐播放器的音频文件时，可以在有限的存储空间内存放更多的音频信息。
现在的数字音乐播放器市场，采用ARM主控+DSP音频解码芯片+SD存储卡所构成的数字音乐播放系统具有强大的播放能力和较好的性价比，在中、高端音频解码领域内有着较强的生命力。
本文针对嵌入式系统的开发特点，设计了基于嵌入式系统的MP3播放器。
LPC2138是支持实时仿真和跟踪的16／32位ARM7TDMI-STM CPU，并带有64 KB RAM和512 KB的高速FLASH存储器。
128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最高时钟速率下运行。
ARM7体系为32位构架，它在处理数据时相对于8位单片机效率明显提高，在处理文件系统所需要的大量的长整形数据的乘除运算时这种优势更为明显。
同时它的硬件SPI，SSP总线控制器可以使控制器方便的与外部扩展设备进行连接。
而且它的性价比较高，很适合用来做数字音乐播放系统的主控制器。
1.2 本文主要工作及论文组织结构1.2.1本文主要工作本次设计——基于嵌入式ARM的PWM信号发生器。
通过I/O口控制speaker实现音乐播放。
实验主要通过改变PWMMR0的值，来改变PWM输出的频率。
实验设定PWM 输出单边沿PWM方波，控制蜂鸣器BEEP发出声音，改变，发出不同频率的声音，以此实现音乐的播放。
1.2.2论文组织结构本论文首先进行方案的论证和比较。
通过对方案的论证和比较后，具体突出本论文设计的亮点及优势。
经过了进一步的论证和比较确定了本次设计具体实施方案的可行性和优越性；然后对本设计进行系统框图的设计以及对各模块的原理介绍；最后进行硬件电路的设计及调试。
具体的各个硬件电路主要工作原理如下：电源电路为单片机以及其模块提供标准5V电源；使系统各部分能工作正常；LPC2138作为主控制器，根据输入信号对系统进行相应的控制最后从蜂鸣器发出原先设定好的音乐。
完成电路的设计并调试好了后进入论文的收尾阶段，其中有本论文的结束语，附录及致谢等。
1.3 本设计的优势随着人们的生活水平不断提高，精神资料的需求逐渐提高，多媒体已经成为生活中必不可少的一部分。
各式各样的多媒体迅速充斥了我们的生活，现在，多媒体正在向便携个人多媒体发展。
我们生活中数字信息的数量在今后几十年中将急剧增加,质量上也将大大地改善。
多媒体正在迅速的、意想不到的方式进入人们生活的多个方面，大的趋势是各个方面都将朝着当今新技术综合的方向发展。
他们可以归结为两大类：音频，视频。
但是现在多媒体的格式越来越多，比较流行的多媒体格式就有十多种，他们音质画质参差不齐，便携式设备上可用的媒体播放器较PC上的应用还有不小的差距。
那些在电脑上运行的播放器经常因为操作环境等原因而不能在我们的机器上运行。
这就凸显处软件移植的必要性，现在的手机大部分都带有嵌入式操作系统，这为我们软件的移植提供了一定程度的方便，我们完全可以把一款优秀的多媒体播放器软件如Mplayer移植到手机上，它几乎支持几乎所有的音频视频文件，方便我们享受多媒体的乐趣。
第二章电路模块设计及原理2.1 系统设计本次实验的硬件系统主要包括：LPC2138控制模块，扬声器SPEAKER，三极管，电阻等。
大体的设计思路如下图2-1所示。
图2-1 基于在ARM平台上的实现音乐播放系统框图2.2 系统电路的主要器件及原理2.2.1 LPC2138基本原理本设计作为一个简单的音乐播放器，只需给出合适的晶振频率以及歌曲乐谱，本设计以Arm芯片作为信息处理中心，通过对LPC2138进行编程，完成信号输入检测、信息分析处理及信息显示。
Arm芯片具有结构简单，处理功能强大，相当于小型计算机的特点，有较强的位处理功能，比单片机更容易简单快速实现音乐播放。
所以，无论是实用性还是功能上都具有更大的优势，所以本设计采用的是ARM即LPC2138。
（1）LPC2138主要特性采用小型64封装。
32KB的RAM,512KB的FLASH，16个10位通道，1个10位通道。
LPC2138是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的32/16 位ARM7TDMI-STM CPU 的微控制器，并带有32kB、64kB、512 kB 的嵌入的高速Flash 存储器。
128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。
对代码规模有严格控制的应用可使用16位Thumb?模式将代码规模降低超过30%，而性能的损失却很小。