基于便携式DAB接收机的MP3播放器设计

线，需要在获取卡信息后关闭，然后打开LCD的SPI接口；在MP3节目播放时，需要关闭LCD的SPI，打开STA013的SPI总线。

STA013解码芯片有3个重要的接口，分别是串行输入接口、I2C接口以及PCM输出接口。串行输入接口的SDI、SCKR分别与MCU的SPI总线中的SIMO、SPICLK相连，由DATA_REQ向MCU提供中断信号。PCM输出接口与DAC的I2S接口相连，MCU通过I2C总线接口对MCU和DAC进行控制。在初始化STA013芯片时，必须先通过I2C总线接口写入由ST公司提供的配置文件。

该文件中，奇数项数据是I2C寄存器地址，偶数项数据是相对应的I2C寄存器缺省数值。STA013配置文件解析如图4所示。STA013和DAC的I2C地址分别为1000011和0010011，所以复用MCU的I2C总线接口时不存在设备冲突的问题。

图4 STA013配置文件解析

I2C总线接口读写数据时序如图5所示。

图5 I2C总线读写数据时序示意图

采用Mentor公司的PADS软件绘制电路图。基于STA013解码芯片和DAB系统各部分的连接电路如图6所示。

图6 STA013解码芯片与DAB系统连接电路

MP3解码的工作流程：

① 解码芯片的初始化。初始化STA013包括如下几个步骤：硬件复位STA013；SPI初始化；将由ST公司提供的配置文件通过I2C接口写入解码芯片；对解码后的PCM数据、PLL、解码器工作模式以及输入比特流时钟极性等进行配置。

② 音频数据的传送。由于STA013具有较强的解码功能，因此当STA013需要数据（DATA_REQ为高）时，须立即通过SDI接口以尽可能快的速度（但要低于20 Mbps）传送给它。可以通过设置SPI总线的SPICLK来实现，这里将SPI时钟设置为4 MHz。数据以扇区为单位从MCU发向解码芯片的缓冲器，注意在用SPI传送数据时，需将BIT_EN端口置高才能进行有效的传送。STA013会自动决定数据输入与输出传输率的大小，当其缓冲存储器饱和时，它会终止数据请求。对于易变的比特流的MP3数据，STA013也能自动处理。另外，它还能根据自动探测到的MP3的采样频率合理调整DAC的时钟。

③ 对音频数据的解码。通过获取MP3文件帧头来获取一些解码参数，从而自动适应不同MP3音频流的解码。例如，可以通过解码参数中的采样频率来自动调整音频的输出时钟频率等。

④ 解码后音频流的输出。可将STA013的 SDO（PCM串行数据输出）、SCKT（PCM串行时钟输出）、OCLK（采样时钟）和LRCLK（左右声道时钟输出）引脚，分别与MAX9850的SDIN（串行数据输入）、BCLK（数字音频位时钟输入）、MCLK（主时钟输入）和LRCLK（左右声道时钟输入）相连。解码后音频流经过DAC转换为模拟音频信号后，再通过耳机功放，便可由耳机输出完整的PCM音频。

结语

该设计MP3解码方案是基于一种DAB接收机所提出的。由于该款DAB接收机采用的基带解码芯片ID200拥有极低功耗性（26 mW/128 kbps），所以MP3解码功能的加入首先要从整机功耗和成本考虑。而STA013解码芯片既满足低功耗的要求，又具备价格优势，且技术成熟度较高，故成为方案设计首选。但其体积相对较大，在PCB布板时应优化设计，以便符合便携要求。随着数字化广播在我国的迅速普及与DAB技术成熟度的提升，在DAB基带解码芯片中融入MP3解码功能，对于提高整机的便携性、开发简易性起到至关重要的作用，这将是今后优化设计方案的一个重要方向。