Thiết kế, thi công máy nghe nhạc MP3 trên STM32

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÁY NGHE NHẠC MP3 GVHD:NGUYỄN TRƯỜNG DUY SVTH:ĐỖ TRỌNG TIẾN MSSV: 14141419 STTH:NGUYỄN HỮU TÀI MSSV: 14141518 SKL006552 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2018 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Họ tên sinh viên: Đỗ Trọng Tiến Nguyễn Hữu Tài Ngành: Công nghệ kỹ thuật ĐTử - Truyền Thông Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Trường Duy Ngày nhận đề tài: 22/2/2018 MSSV: 14141419 MSSV: 14141518 Lớp: 14141CLDT2 ĐT: 0937933298 Ngày nộp đề tài: 11/7/2018 Tên đề tài: Thiết kế thi công máy nghe nhạc MP3 Các số liệu, tài liệu ban đầu: Giáo trình vi xử lý: vi điều khiển ARM STMF103; Giáo trình thực hành vi điều khiển ARM; Đồ án môn học 2: Thiết kế thi công máy nghe nhạc MP3 Nội dung thực đề tài: Thiết kế máy nghe nhạc vi điều khiển ARM có chức điều khiển ứng TFT.Thiết kế giao diện người sử dụng: giao diện hiển thị danh sách hát, điều chỉnh tùy chọn âm thanh, âm lượng.Có mạch sạc pin không phụ thuộc vào nguồn vào cố định Sản phẩm: máy nghe nhạc MP3 VXL ARM STM32F103VET6 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Đỗ Trọng Tiến Nguyễn Hữu Tài Ngành: Công nghệ kỹ thuật Đtử - Truyền thông Tên đề tài: Thiết kế thi công máy nghe nhạc MP3 Họ tên Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Trường Duy NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 Giáo viên hướng dẫn ii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Đỗ Trọng Tiến MSSV: 14141419 Nguyễn Hữu Tài MSSV: 14141518 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Đtử - Truyền thông Tên đề tài: Thiết kế thi công máy nghe nhạc MP3 Họ tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 Giáo viên phản biện iii LỜI CẢM ƠN Để hồn thành đề tài này, nhóm sinh viên thực xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy/Cô khoa Đào tạo Chất lượng cao, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, người truyền đạt cho em kiến thức quý báu thông qua môn học ghế nhà trường kinh nghiệm sống, học tập làm việc Đây tiền đề để nhóm hồn thành đề tài nghiệp sau Đặc biệt, nhóm xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Trường Duy tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm suốt thời gian thực đồ án tốt nghiệp Nhóm xin phép gửi đến thầy lịng biết ơn lời cảm ơn chân thành sâu sắc Kiến thức, kinh nghiệm tâm nghề nghiệp thầy khơng giúp đỡ nhóm hồn thành tốt đề tài mà gương để nhóm học tập noi theo đường sau Trong thời gian qua, nhóm em cịn nhiều thiếu sót, kiến thức chưa nắm vững, hay thắc mắc thầy tận tình giải đáp Vì nhóm em hiểu rõ vấn đề đề hồn thành đồ án Cuối cùng, cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đề tài đặt đảm bảo thời hạn kiến thức hạn hẹp chắn sẽ khơng tránh khỏi thiếu sót, mong Thầy/Cơ bạn sinh viên thơng cảm Nhóm mong nhận ý kiến góp ý Thầy/Cơ Nhóm xin chân thành cảm ơn! iv LỜI NĨI ĐẦU Hiện nay, việc phát triển giới điện tử số phát triển cách nhanh chóng mạnh mẽ, điện tử số cụ thể vi xử lí ngày trở nên đa dạng ứng dụng gần gũi với Cùng với phát triển đa dạng ngành cơng nghiệp vi xử lí nên tài nguyên vi xử lý nâng cao để đáp ứng ứng dụng khác thực tế Sự đời Kỹ thuật số Vi điều khiển bước tiến lớn khoa học công nghệ cuối kỉ 20 đầu kỷ 21.Và thiết bị từ điện tử áp dụng Theo dòng chảy phát triển học Vi xử lý biết cách lập trình Vi điều khiển điều cần thiết để thể hòa nhập với thời đại cơng nghệ số Lĩnh vực nghe nhìn ngày phát triển, thiết bị nghe nhìn nhỏ gọn, tiện lợi quan tâm nhiều Thấy nhu cầu đó, nhóm định lựa chọn đề tài: Thiết kế thi công mạch máy nghe nhạc MP3 VXL ARM STM32F103VET6 Thiết kế máy nghe nhạc vi điều khiển ARM STM32F103VET6 có chức điều khiển ứng TFT: đọc file âm từ thẻ nhớ, phát nhạc, chuyển dừng Thiết kế giao diện người sử dụng: giao diện hiển thị danh sách hát, điều chỉnh tùy chọn âm thanh, âm lượng Bên cạnh có thiết kế thêm mạch sạc có pin theo máy để mang theo,đảm bảo nhu cầu di động v MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN .iii LỜI CẢM ƠN iv LỜI NÓI ĐẦU .v DANH MỤC HÌNH ẢNH: ix DANH MỤC BẢNG BIỂU xi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .xii CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN NAY .1 1.1.1 Đặt vấn đề .1 1.1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.5 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1.6 BỐ CỤC ĐỒ ÁN .3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .4 2.1 GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN ARM STM32F103VET6 2.1.1 Sơ lược ARM STM32F103VET6 2.1.2 Sơ lược sơ đồ chân VXL ARM STM32F103VET6 2.1.3 Các chân cấp nguồn ARM STM32F103VET6 .8 2.1.4 ADC ARM STM32F103VET6 .8 2.1.5 Giới thiệu chuẩn truyền ARM STM32F103VET6 10 2.1.6 Ngắt ARM STM32F103VET6 14 2.2 CHUẨN TRUYỀN SPI VỚI THẺ NHỚ SD 15 vi 2.2.1 Cấu trúc chung thẻ nhớ SD 15 2.2.2 Giao tiếp SPI với thẻ nhớ SD 18 Hình 2.17 Kết nối thẻ nhớ SD với VXL 20 2.3 GIAO TIẾP SPI VỚI MÀN HÌNH CẢM ỨNG 20 2.3.1 Giới thiệu LCD TFT ILI9325 20 2.3.2 Sử dụng ngắt cho hình cảm ứng 21 2.3.3 Chức chân LCD TFT ILI9325 22 2.3.4 Kết nối SPI LCD TFT ILI9325 24 2.4 GIAO TIẾP SPI VỚI MODULE GIẢI MÃ ÂM THANH 24 2.4.1 Giới thiệu module VS1003 25 2.4.2 Chức chân module VS1003 25 2.4.3 Kết nối VS1003 với VXL 27 2.5 MỘT SỐ MODULE LINH KIỆN KHÁC 27 2.5.1 Mạch sạc 27 2.5.2 Mạch giảm áp LM1117~3,3Vdc 31 2.5.5 Mạch nạp 32 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG 38 3.1 YÊU CẦU VÀ SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG 38 3.1.1 Yêu cầu hệ thống 38 3.1.2 Sơ đồ khối chức khối 38 3.1.3 Hoạt động hệ thống 39 3.2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHẦN CỨNG 40 3.2.1 Khối xử lý trung tâm 40 3.2.2 Khối lưu trữ 41 3.2.3 Khối giao tiếp giải mã âm 42 3.2.4 Khối hiển thị điều khiển 43 3.2.5 Khối âm ngõ 45 vii 3.2.6 Khối nguồn 46 3.3 LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 47 3.4 THIẾT KẾ MẠCH TRÊN PHẦN MỀM 49 3.5 THIẾT KẾ VỎ HỘP 51 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC HIỆN 53 4.1 KẾT QUẢ PHẦN CỨNG 53 4.1.1 Mạch in sau thiết kế 53 4.1.2 Kết nối phần cứng 54 4.2 THIẾT KẾ GIAO DIỆN NGƯỜI DÙNG 54 4.3 SẢN PHẨM HOÀN CHỈNH 57 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG 59 5.1 KẾT LUẬN 59 5.2 HẠN CHẾ VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 59 5.2.1 Hạn chế 59 5.2.2 Hướng phát triển 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 62 viii DANH MỤC HÌNH ẢNH: Hình 1.1: Mơ hình máy nghe nhạc thực tế Hình 2.1 Kiến trúc ARM Hình 2.2 VXL ARM STM32F103VET6 Hình 2.3 Sơ đồ chân ARM STM32F103VET6 Hình 2.4 Cấu trúc I/O ARM STM32F103VET6 Hình 2.5 Sơ đồ khối ADC ARM STM32F103VET6 .9 Hình 2.6 SPI ARM STM32F103VET6 10 Hình 2.7 Chuẩn truyền SPI 11 Hình 2.8 thiết bị chủ thiết bị tớ 12 Hình 2.9 thiết bị chủ thiết bị tớ 12 Hình 2.10: Thiết bị chủ chọn thiết bị có địa “00” 13 Hình 2.11 Truyền nhận kí tự chuẩn SPI 14 Hình 2.12 Các bước thực ngắt 15 Hình 2.13 Thẻ nhớ SD 16 Hình 2.14 Cấu trúc Ổ đĩa 16 Hình 2.15 Cấu trúc phân thẻ nhớ 18 Hình 2.16: Đáp ứng thẻ nhớ SD 18 Hình 2.17 Kết nối thẻ nhớ SD với VXL 20 Hình 2.18 LCD TFT ILI9325 20 Hình 2.19 kết nối chân LCD đến chân ARM 24 Hình 2.20 Module VS1003 25 Hình 2.21 Sơ đồ nguyên lý module VS1003 26 Hình 2.22 Sơ đồ kết nối VS1003-VXL 27 Hình 2.23 Op-Amp 28 Hình 2.24 Op-Amp LM741 28 Hình 2.25 Pin 18650 Case đựng Pin 30 Hình 2.26 Sơ đồ kết nối mạch sạc pin 30 Hình 2.27 IC giảm áp LM1117 31 Hình 2.28 Kết nối mạch giảm áp 32 Hình 2.29 Mạch nạp ST-Link V2 33 Hình 2.30 Sơ đồ chân mạch nạp ST-Link V2 33 Hình 2.31 Biều tượng chương trình Keil Uvision5 v5.22 33 Hình 2.32 Giao diện phần mềm Keil C 34 Hình 2.33 Gợi ý cho người sử dụng 34 Hình 2.34 Tạo file chương trình 35 Hình 2.35 Chọn thơng số cho chip 35 Hình 2.36 Thêm thư viện 36 ix { GetCurrentSong(8); } / Reset all void ResetAll() { ClearAll(); iRun = 0; iStatus = 0; GroupSize = 0; Frame = 1; datasize = 0; LoopMode = 0; flag = 0; cCurrentSong = 0; cPlaySong = 0; } / Play song void PlaySong(char mode, char index) { cPlaySong = 1; } 123 / Pause song void PauseSong() { cPlaySong = 0; } / Stop song void StopSong() { cPlaySong = 0; datasize = 0; OpenSong(cCurrentSong); } / Find songs of SD card void FindAllSongInSD() { cTotalOfSongInSD = Scanfile(cListOfSongSD,0,"MP3"); } / Find songs of USB void FindAllSongInUSB() { } 124 // Process show list of songs void ProcessShowOneSong(char index, short x, short y) { unsigned char n = 0; char tam[50]; while(cListOfSongSD[index][n]) { tam[n] = cListOfSongSD[index][n]; n++; } for(; n= cTotalOfSongInSD) { cCurrentSong = 0; } } else if(LoopMode == 1) { // Do nothing } else 134 { int number = rand()%cTotalOfSongInSD; // The rand function generates a pseudo-random number between and 32767 cCurrentSong = number; } OpenSong(cCurrentSong); ShowOneSongOnTft(cCurrentSong); } if(cPlaySong == 1) { datasize += 512; if(datasize >= GroupSize) { UpdateTimeSlider(); Frame++; GroupSize = fsrc.fsize / 64 * Frame; } f_read(&fsrc, buffer, 512, &br); for(i = 0; iIDR & MP3_DREQ)); Vs1003_DATA_Write(buffer+i*32); } 135 } if(iRun == 0) { goto Restart; } } } } } } 136 ... vực nghe nhìn ngày phát triển, thi? ??t bị nghe nhìn nhỏ gọn, tiện lợi quan tâm nhiều Thấy nhu cầu đó, nhóm định lựa chọn đề tài: Thi? ??t kế thi công mạch máy nghe nhạc MP3 VXL ARM STM32F103VET6 Thi? ??t. .. Thi? ??t kế thi công máy nghe nhạc MP3 Các số liệu, tài liệu ban đầu: Giáo trình vi xử lý: vi điều khiển ARM STMF103; Giáo trình thực hành vi điều khiển ARM; Đồ án môn học 2: Thi? ??t kế thi công máy. .. thi? ??t bị chủ thi? ??t bị tớ - Kết nối thi? ??t bị chủ (master) nhiều thi? ??t bị tớ (slave): Hình 2.9 thi? ??t bị chủ thi? ??t bị tớ 12 2.1.5.2 Nguyên lý hoạt động chuẩn truyền SPI Trong giao tiếp SPI thi? ??t bị