2051单片机+SD卡+3310LCD=音乐播放器(附全套制作资料)

   本作品是参考了51hei论坛上几位强人的帖子才完工，把他们的程序给整合了了一下为我所有呵呵，这个小玩意，采用 ATMEL 的传统51MCU作主控制芯片，加上SD卡和显示屏，就可以作简单的音乐播放器了，虽然音质不怎么样，不过作为DIY还是蛮有乐趣，希望大家喜欢。
没有采用FAT文件系统，只是按扇区读取SD卡，由于2051资源有限，改为4051有望可以操作FAT，但目前程序还在不断完善中。
128byte怎样读取512byte的扇区数据？可以采用边读边播放的方式，就能解决。音乐文件是32KHz取样率的WAV文件，所以和HIFI就沾不上边了。
程序是用C来编写，以方便交流，资料整理中，完善后再上传。



还是有就视频文件，顺便听听音质。

无法在线观看的话点击此处下载视频：http://www.51hei.com/f/bofangqi.avi


  下面是测试用的HEX文件，由于部分显示数据在SD卡中，所以SD卡需要存入一个特别的文件，然后把格式为32KHZ，8bit，单声的WAV文件存入即可。
点击此处下载： sdka.rar (2.45 KB, 下载次数: 544)

2013-7-10 02:15 上传

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添加内容：
播放器升级预告，增加FAT32文件系统，也就是可以随意增减音乐文件，不必按连续的储存空间存放文件，允许有文件碎片，同时也不再需要在SD卡内存放一个经特殊制作系统文件。
硬件没改变，只是软件升级，虽然增加了FAT32部分代码，但总代码量仍在2K以内，89C2051能装得下。
测试基本通过，上传升级版的整套工程文件，以及SD内的示范文件： 播放器源码 SD卡内示范文件.rar (429.28 KB, 下载次数: 889)

2013-7-10 02:15 上传

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  由于水平有限，程序可能还有很多不完善的地方，希望51hei论坛的坛友多提意见。特别是SD卡驱动和FAT32文件系统，本人理解并不深入，程序对各种SD卡的兼容性未作详细测试，有可能出现某些SD卡不能播放的情况。对SD卡的基本要求是 文件系统为FAT32格式，暂不支持FAT16；SDHC高速卡也不支持。

这确实很强悍，希望能解释一下电路

wangyin 发表于 2013-7-10 08:25
这确实很强悍，希望能解释一下电路

R1、C1 组成LCD的上电复位电路。
R2~R4是上拉电阻，虽然2051的IO有内部的弱上拉，但这三个IO是LCD接口与键盘接口复用，需要上拉强一点。
R5、R6、Q1组成OC输出的反相器，当SCE为高电平时，三极管导通，键盘使能，LCD通信中止；当SCE为低电平时，LCD通信使能，键盘断开。需要注意的是图中左右两键没加隔离二极管，不要同时按下，否则引起显示错乱。
R2~R6的参数不要大幅度改动，这些参数是经过计算得到一个比较合适的值。
晶振、C3、C5没什么好说，这些都单片机系统必需的。
R7、R8是P1.0和P1.1的上拉电阻，因为这两个口是开漏输出。
R9~R24组成R2R型DAC，选取50K/100K是因为2051输出高电平的带载能力差，电阻太小将导致DAC线性变差。这里的电阻最好用1%的金属膜电阻，以改善DAC的线性度。50K电阻是非标电阻，这里用51K和2.7M电阻并联代替。
C6是高频滤波电容，以减少DAC输出的高频噪声。
C7是输出耦合电容，连接LINE OUT输出端子，输出阻抗较高，50K，只能接功放机或有源音箱。如果接耳机，需加一级放大，可以用运放做跟随器，或用TDA2822功放IC，能带个小嗽叭。

//由于部分显示数据在sd卡中，所以sd卡需要存入一个特别的文件//
那个是特别文件还不明白你的意思

longdi 发表于 2013-7-10 08:35
//由于部分显示数据在sd卡中，所以sd卡需要存入一个特别的文件//
那个是特别文件还不明白你的意思

是一个存放歌曲名称、歌手名称、歌曲首址和长度的文件，2051只有2K ROM，不可能把整个中文字库存进ROM内，只能存在SD卡中，以图片形式存贮，需要时读入。哪位能用VB或VC做一个转换工具自动生成一个playlist.dat就方便了。

请问，老大，你这个屏多少钱买的啊？？？

longdi 发表于 2013-7-10 08:49
请问，老大，你这个屏多少钱买的啊？？？

这是旧手机上拆的，淘宝大约10元以下。

楼主，我想问一下你之前说的用电源线驱动595然后带3个数码管。
我现在已经知道如何用单线驱动595，然后用QH脚驱动三极管控制2个数码管，再用595的QH'脚控制第3个数码管（刚焊电路，还没验证，但原理是这样的吧？）。
我想知道的是如何把这些信号加到电源上，谢谢了。
还有，我现在是3个数码管，2个按键，能用1个IO实现吗？我用2个可以，1个想不出来。

楼主，用你提供的SD卡内示范文件也是一样，就是一开始时出现了一秒钟一约而过的杂音，
显示的时间在走。郁闷啊我搭了整天的电路白搞了

a119 发表于 2013-7-11 07:04
楼主，用你提供的SD卡内示范文件也是一样，就是一开始时出现了一秒钟一约而过的杂音，
显示的时间在走。

能走时能显示画面说明基本上访问文件OK了，是不是没接功放机？或功放输入阻抗不够高？由于DAC后没放大，因而输出信号很微弱。
可以连接到电脑的LINE IN输入端，用声卡放音。

已接了功放，情况如下：
SD卡是FAT32，将《SD卡内示范文件》全持拷入SD卡中，接上功放，打开播放器，可以显示“255.BMP”画面，按下播放键后，显示“001.BMP”-----001，绝恋，的画面，在此开始一刻发出“坑--坑”二声，频普有显示起伏，不到一秒，之后就没有声音，频普也静止了，只是时间地走，9秒后转入第二首时，进入“002.BMP”----002-陳慧嫻 - 逝去的諾言  画面，频普不动，时间在走，没有声音，进入第三首“003-張宇 - 用心良苦”时一样，画面仍能正常显示，时间也在走动，开始一刻发出“坑--坑”二声，频普有显示起伏，不到一秒，之后就有持续的“沙沙”声，频普也有起伏，直到歌曲结束。“沙沙”声也停止。
DAC电路严格按照一楼的电路。

按照你说的情况，很有可能是访问文件分区表时，链表计算出差错了，只有第一个簇地址计算正确。我检查了程序，没发现计算有什么问题。不我知道你的SD卡实际情况，如果你有WINHEX这个软件，可以打开SD卡的盘符查看其详细内容，对比着程序进行检查。

楼主，可能就是你说这个原因吧，我测试用的是2G的SD卡，我换用了另外一张512M的TF卡，同样是你那测试文件，效果却不一样，不过仍然放不出声音，只是三首歌都有“沙沙”声出现，再者就是我用2G的TF卡测试，先法读取TF卡，只显示“E1”的错误代码，看你的程序应该是初始化失败吧，不过我对FAT32未看懂，所以无从下手，希望楼主多换几张卡试下

LZ真的很强啊 上一个汇编写的VGA方块游戏 我已经搭出来了 并且小改一下 加了 红 黄 绿 黑 白 全屏测试图 一直懒得发帖
我自己也用洞洞板 C编程 做了个FM收音机 也懒得发帖...LZ强人 膜拜
不知道 LZ能不能用 摄像头 + 51 + SD 做出超轻录像装置?可以用在航模航拍上

回复a119：
我找来了一些SD卡测试，分别测试了 128M 3张，256M 张，512M 1张，1G 1张，4G 1张，8G 1张，16G 2张。
其中 1G 以下的都能正常放音；
1G 的一张出现 E1 错误代码，原因未明；
1G 以上的都是 SDHC，由于程序尚未支持，均显示 E1。

按照你测试512M情况，有沙沙声，能正确走时，能显示画面，很可能已是正常放音状态，仔细检测一下硬件，DAC电阻网络是否有错，阻值是否正确，音频输出是否与其它控制线短路。

不知道你下载程序后有没有重新编译？偿试重新下载，不要编译，直接烧录 SD_player.hex 试试。
由于不同版本编译器，不同的优化级别，可能产生大于2K代码，大于2051的容量，可能会导致程序跑飞。

终于搞定了 爽啊 谢谢楼主热心回复我这种菜鸟.

楼主：


与你讨论一个问题：你的播放器应该是播放8位精度的WAV吧。


现在PC上的音乐一般都是16位精度的，使用商业软件将16位的数字音频转换成8位精度后，效果都不是太好，主要是转换成8位后，有比较大的背静噪声，大大影响播放的质量（这个已经不是播放器本身的问题了，各位可以直接在PC上做测试）。


图1：16bit提示音的WAVE波形图




图2：转换成8BIT的WAVE图，可以看出，在16BIT图中前面静音部分，转换成8位后变粗了，产生了噪声




下面是这2个WAV文件，各位可以下载测试。
提示音8bit.rar (38.51 KB, 下载次数: 31)

2013-7-11 09:43 上传

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提示音16bit.rar (137.25 KB, 下载次数: 18)

2013-7-11 09:44 上传

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LZ是否考虑这个问题，如何解决？


其它各位有好的算法或处理方法吗？

你好，对于你所提及的问题，在我转换过的声音文件中也有同样体现。究其原因，主要是8BIT取样深度不够，声音电平在接近零点时，由于随机噪声的影响，导致取样值在0x80,0x79,0x81这间变化，以产生噪声。我认为这种噪声一直都存在，只是其它声音较大时掩蔽了而矣。
    解决方法，可参考类似杜比动态降噪技术，作这样的处理：检测当前声音幅度，如果在持续的一段时间内（比如0.2秒）声音幅度小于一定值（比如0x80 正负1），那么都过滤为0x80，即可解决此问题。
    我记得有些音频处理软件可以进行这种变换，我回去找找。即使没有，编个小程序转一下也不难。

听过你所提供的8BIT声音样本，发现其噪声很大，估计所用的商业软件在转换算法上有问题。我用WINDOWS XP附件自带的录音机，打开原始16BIT声音文件，然后另存为44KHz 8BIT，效果也比你的好得多。

谢谢！

我使用过几个商业软件，如上图中的AUDITION、天天静听等，都是如此。自己写了一个转换程序，就是直接简单的采用除256的方法，直接把16位降成8位，这样处理后，静音部分可以完全转换为静音，而且总的噪声比这些商业软件小了许多（-3db左右），但是还有，还是可以比较清晰的听到，尤其是当调节音量输出比较大的时候。

我会试一下WINDOWNS的附件，听听效果。

现在手头的项目，需要语音提示。考虑到存储容量，使用8K、8位的WAV数据，应该可以达到电话的语音质量，对于一般应用够了。其它都可以，成本也不高，就是转换数据本声的噪声。想找一种简单的处理办法。

后面我还会继续提供一些我使用过的处理办法。

另外是否其它的朋友有这方面的经验，软件或算法，只要提供一个思路就可以了，先表示感谢。

点击此处下载:http://www.51hei.com/f/goldwave v5.23.rar 汉化版
用这个转换成8Bit单声道PCM文件，效果很好。16Bit转8Bit不会改变采样频率，故需先转成32KHz的其它格式再转成PCM

hkccd：我提个建议吧。我做过类似的项目，是用PWM直接接一功放驱动喇叭。没有加低通滤波，当使用20K以下的采样频率WAV文件时有啸声，使用20K以上时人就听不到了。这里应该是由PWM的高低电平跳动引起的，使用DA应该没有类似问题。
所以我就没有采用8K的采样，而是使用24K采样，8：2的ADPCM编码方式。对比下文件大小：8KHz 8Bit的PCM格式64Kbps, 24KHz 8Bit ADPCM为 24*8/4 = 48Kbps,只有8K的3/4大小。而音质上压缩的肯定比降低采样频率更好一些。
这里也有一个小问题，我使用这个软件编8：4 ADPCM再解码时有很大噪音，这里是因为其码表可能与我用的不同。网上8bit的ADPCM基本上没有，我是将16位的改成8位的，所以码表是可能不同。我的解决办法是自己编码再自己解码，8：2也能达到较好的效果，听歌尚可，语音更不用说，用DA的话效果肯定更好，而加滤波的话有些音色会变。

播放BUF和读取BUF我是分开的，开辟了两个数据区A,B，这样就不用读一个播放一个。播放完BUF_A再播放BUF_B,同时BUF_A从FLASH中读取相应数据，依此循环。

谢谢您了，我会用你建议的goldwave v5.23.rar试一下的。

压缩编码的方式我知道，做过图象的压缩，JPEG，H26x等。在这个项目上，不想使用这么复杂的东西。我设计是提供一个DS卡，和规定的文件名，然后给的PC程序给用户。用户自己需要什么语音自己在PC上做，然后转换成8位的，考入SD卡就可以了。

另外，系统使用8位MCU，时钟也就10M左右，还要做其它的事情，ADPCM解码，还是不做的好。

另外，你的解释是不对的。我提供的两个文件与系统播放无关，就是在PC上转换，然后在PC上播放，采样率为44.1k。仅用PC转换，在PC播放，沙沙的噪声非常明显。与什么PWM没有关系。

嗯，我所说的是针对用单片机PWM来驱动喇叭的，而你所说的沙沙楼主说的很对

网上有个软件，叫WAVclean。

用它可以把8BIT带沙沙声的WAVE转换成无沙沙声的WAVE，但是又回到16bit了，但是，的确沙沙声没有了（其它软件将8BIT沙沙的WAV转换成16bit，沙沙声是去不掉的）。

但用它转换成8BIT的，不管原来是16位的，还是8位的，都没有用，沙沙声仍然存在。
所以我就没有采用8K的采样，而是使用24K采样，8：2的ADPCM编码方式。对比下文件大小：8KHz 8Bit的PCM格式64Kbps, 24KHz 8Bit ADPCM为 24*8/4 = 48Kbps,只有8K的3/4大小。而音质上压缩的肯定比降低采样频率更好一些。
这里也有一个小问题，我使用这个软件编8：4 ADPCM再解码时有很大噪音，这里是因为其码表可能与我用的不同。网上8bit的ADPCM基本上没有，我是将16位的改成8位的，所以码表是可能不同。我的解决办法是自己编码再自己解码，8：2也能达到较好的效果，听歌尚可，语音更不用说，用DA的话效果肯定更好，而加滤波的话有些音色会变。
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我都是使用44.1K做测试的，所以应该与采样频率关系不大了。
WAVE的PCM是最原始的编码，然后在此基础上再进行ADPCM压缩。如果16位PCM转到8位PCM后，已经有沙沙声了，ADPCM压缩好象是去不掉的。不知道你的方法是如何处理的。

看来51hei论坛的交流气氛还是不错的.
  三个工具软件转换后的效果基本一致，都比18楼的效果好，但背景沙沙声还是有，这可能已是8BIT取样深度的极限，不是通过降噪软件可以处理的。
    下面是我对降噪的一些见解，不一定正确，马老师看看是否能用得上：
    为了提高信噪比，既然噪声没法减弱，我们可以采用增强信号的方法，即把原来的声音放大。我用工具软件可以检测到，原始的声音文件录电电平只是-5dB左右，还没有达到最大幅度，因而可以把声音规格化到0dB后再作8BIT变换，这样处理可以使转换后的声音文件信噪比提高5dB.
    另外，硬件上的低通滤波器也很重要。背景噪声的频率绝大部分都是1/2取样频率以上，可以通过高阶低通滤波器滤除。常规的RC滤波器滚降率太小，一般不能满足要求，用运放构成的二阶滤波器效果较好，适当调节阻容参数，使Q值稍高，可以达到较陡峭的滤波特征，高频衰减滚降较快。电脑声卡为了兼容各种不同取样率的音频，输出级的低通滤波器不一定做得很好。

小弟不才,
请问楼主
void timer0 (void) interrupt 1 using 1
{
    if (TL0 & 1) _nop_(); //消除中断响应时间不一致，造成的频率抖动
    P1  = pbuf[++p & 63]; //输出一个声音数据
}

这其中的" & 63"的作用是什么呢?

lizi 发表于 2013-7-11 17:58
小弟不才,
请问楼主
void timer0 (void) interrupt 1 using 1

p & 63 是取8位“p”中的低6位，舍弃高2位，由于缓冲区只有64字节，“++p & 63”正好循环指向pbuf[0]至pbuf[63]。

楼主，我也在做这个，前一个程序下载进去是只显示00：00 ||按下播放再按下暂停，声音也没有，图片也没显示，要怎么弄呢？示范文件跟你的一样，要怎么改程序、原理图?

留名备用。。。。。

不错

请问你那个分时间片显示时间或标志是怎么回事啊？我看你的视频中，他不是同时显示的吗？

看看学习学习。。

楼主在么？请问我要做一个这种播放器，不要显示屏，该怎么处理啊？另外你能不能把你的程序改下，发给我，我着急做一个送人，谢谢，请看到了尽快和我联系，632033558这是我的QQ号码。

想问一句，楼主还在么

谢谢楼主分享！！！！！！！！！！！！！

顶，学习一下

感谢楼主了! 已下载,作个参考资料很不错的. 请多多提供这方面的东西, 以吸引更多初学无经验的爱好者们/