基于EVK1105和UC/OS-II操作系统的自主能量开发(三)

.3V双电源供电

外部设备和接口：

高保真音频接口

该音频接口作为本播放器的耳机的插口。

电压选择接口

为硬件平台提供强大的能量支持。

USB接口

与PC通信，作为下载音乐文件的接口。无线模块接口

该接口支持IEE802.15.4™/Zigbee® 和蓝牙，作为无线收听音乐和控制播放器的接口。利用该接口用户可以随时对播放器的播放状态进行调整，并且该无线通信是双向的，因此，用户可以不用去寻找播放器，而只在耳机上就可以对播放器进行控制。

五向触摸按键

按键直接对音乐播放器进行控制

LED灯

显示音乐播放器当前的用户数目，使用户可以实时的了解当前的用户数量。

2寸QVGA液晶显示器

用于显示播放器的播放状态，如歌曲、音量和歌词等信息，使用户可以实时了解到系统的状态，并根据自己的喜好和需要对系统状态进行调整。

数模转换

为实现高品质音乐享受提供保证。

综上所述，基于EVK1105强大的音频处理功能，丰富的外部结构，较低的功耗以及良好的外部存储器扩展，该系统采用这个平台进行相关的开发和制作。

3.3系统软件架构

结合UC/OS-II实时操作系统的特点，该音乐播放器的软件架构采用分层设计，整个软件体系突出系统裁剪便捷化、软件平台重用性最大化的特点。该音乐播放器的软件架构总共有四层：系统引导层、UC/OS操作系统层、动态加载专用驱动层和多任务应用层。

图7 音乐播放器软件架构

系统引导层

系统引导层是系统加电之后运行的第一段目标码。首先完成基本硬件的初始化，然后初初始化关键外围硬件，最后为内核设置启动参数并加载内核。

(2)UC/OS-II操作系统层

UC/OS-II操作系统层是UC/OS-II操作系统内核，通过裁剪，实现最小功能集。本层主要包括硬件驱动、进程控制管理、内存管理、文件系统和系统调用接口。其中，进程控制管理包括进程通信和进程调度。

(3)动态加载专用驱动层

动态加载式专用驱动层围绕该音乐播放器专用硬件，采用加载方式实现驱动设计，并构成音乐播放器专用硬件加载式驱动层，该层主要包括无线接口驱动、LCD 驱动、键盘驱动、麦克风驱动、音频接口驱动、USB驱动和外部存储接口驱动。

(4)多任务应用层

多任务应用层是该音乐播放器专用功能的应用层实现。该层采用1个进程运行多个线程的机制实现多任务操作进程之间采用消息队列通信机制。与专用硬件加载驱动层呼应，该层主要包括无线接口任务、界面显示任务、按键输入任务、麦克风处理任务、音频接口任务、USB数据拷贝任务和电源管理任务。多线程与消息队列通信机制不仅实现了多任务处理。同时方便了该音乐播放器功能扩充,为设备演进打下了良好基础。

3.4系统软件流程

系统的软件流程图如下：

图8 程序运行流程图

EVK1105上电后，开始初始化，然后初始化UC/OS-II操作系统，完成初始化后系统创建各项任务，并创建一个优先级最高的监视任务，最后启动操作系统，系统按照优先级调度运行各项任务，并一直监视各项任务的运行情况，直到关机键被按下。

3.4 系统预计实现结果

1、太阳能和振动能可以提供整个系统所需的绝大部分能量，实现真正意义上的环保和自主供能。

2、根据太阳能电池板的特性，实现太阳能的最大转换，提高太阳能供电比重。

3、多用户播放功能，在UC/OS-II实时操作系统的控制下，可以随时增加或删减收听的用户的数目，最多可以同时为4个用户播放音乐，并将当前的用户数量用LED灯的方式显示出来。

4、借助EVK1105上的无线接口，是每个用户都可以无线收听音乐，摆脱耳机线的束缚，更加自由的享受音乐的美妙。同时，借助耳机上的按键实现音乐播放器的防丢失功能。

5、利用具有DSP指令的AT32UC3A系列CPU，实现高品质的音乐播放。

6、借助AT32UC3A上的USB等高速接口，实现音乐文件的海量存储。

四、创新点

该系统在功能上和系统设计上主要有以下几点创新：

振动能量采集

虽然如今已有一些振动能量采集的方案，但是大多局限于微型传感器的使用，该系统将采集到的振动能量用于音乐播放器，使得能量的采集手段更加丰富。

辅助寻找功能

针对便携式产品不易寻找的特点，该系统加入辅助寻找，系统各部分可以进行声音应答，为用户提供的方便。

多用户播放功能

该功能使得单个音乐播放器不再局限于只为单个用户播放歌曲的现状，而是可以同时为多个用户提供不同的音乐。