基于STM32音频解码MP3——vs1053

基于正点原子教程

VS1053简介：
1.该模块采用VS1053B 作为主芯片
2.支持：MP3/WMA/OGG/WAV/FLAC/MIDI/AAC 等音频格式的解码
3.支持：OGG/WAV 音频格式的录音，支持高低音调节以及 EarSpeaker 空间效果设置
模块如图所示正点原子

ALIENTEK ATK-VS1053 MP3 模块板载资源如下：
◆ 高性能编解码芯片：VS1053B
◆ 1 个 LINE IN/MIC 选择接口
◆ 1 个咪头
◆ 1 个电源指示灯（蓝色） ◆ 1 个 1.8V 稳压芯片
◆ 1 个 3.3V 稳压芯片
◆ 1 路 IIS 输出接口
◆ 1 路电源及 SPI 控制接口
◆ 1 路 3.5mm LINE IN 接口，支持双声道输入录音
◆ 1 路 3.5mm 音频输出接口，可直接插耳机
 板载咪头（MIC），无需外部麦克风，即可实现录音；
P1 排针为模块的供电与通信接口，采用 1*10P 排针，各引脚详细描述如表 2.2.1 所示：



二.模块使用
1.模块通过SPI接口来接受输入的音频数据流
我们通过SPI口向VS1053不停的输入音频数据，它就会自动帮我解码了，然后从输出通道输出音乐，这时我们接上耳机就能听到所播放的歌曲了

2.模块（VS1053）通过7根信号线同主控芯片连接
RST是VS1053的复位信号线，低电平有效。
DREQ是一个数据 请求信号，用来通知主机，VS1053可以接收数据与否。
SCK、SI(MOSI)和SO(MISO)则是VS1053的SPI接口，他们
在XCS和XDCS的控制下面来执行不同的数据通信
如图所示

VS1053 的 SPI 数据传送，分为 SDI 和 SCI，SDI 用来传输数据，SCI 用于传输命令
SDI:
VS1053 的数据传输都是通过 DREQ 控制到 ，主机必须在判断 DREQ 有效（高电平有效）后，才可以发送数据，每次可以发送 32 字节
SCI:
SCI 串行总线命令接口包含了一个指令字节、一个地址字节和一个16 位的数据字
SCI 的字节数据总是高位在前低位在后的
指令字节：读指令为：0X03，写指令为：0X02
SCI读时序
指令，地址都是由主机即STM32发送，接着从机就自动发送数据给STM32，这就是32读数据过程

向VS1053读取数据，通过先拉低XCS，然后发送读指令（0X03），再发送一个地址，最后，我们在SO 线（MISO）上就可以读到输出的数据了

SCI写时序
指令，地址，数据都是由主机即STM32发送，接着从机就自动接收数据，这就是32写数据过程

在读时序和写时序中，DREQ 信号上都产生了一个短暂的低脉冲，也就是执行时间。这个不难理解，我们在写入和读出 VS1053 的数据之后，它需要一些时间来处理内部的事情，这段时间，是不允许外部打断的，所以，我们在 SCI 操作之前，最好判断下 DREQ 是否为高电平，如果不是，则等待 DREQ 变为高

SCI 寄存器：
总共有 16 个 SCI 寄存器
如图所示：

a.MODE 寄存器


SM_RESET，可以提供一次软复位，建议在每播放一首歌曲之后，软复位一次
SM_SDINEW 为模式设置位，这里我们选择的是新模式，所以设置该位为 1（默认的设置）。

b.BASS 寄存器
该寄存器可以用于设置 VS1053 的高低音效

c.CLOCKF 寄存器
这个寄存器用来设置时钟频率、倍频等相关

重点说明 SC_FREQ，SC_FREQ 是以 4Khz 为步进的一个时钟寄存器，当外部时钟不是 12.288M 的时候，其计算公式为：

										SC_FREQ=(XTALI-8000000)/4000

XTALI 的单位为 Hz,CLKI 是内部时钟频率，XTALI 是外部晶 振的时钟频率
我们使用的是 12.288M 的晶振，在这里设置此寄存器的值为 0X9800，也就是设置内部时钟频率为输入时钟频率的 3 倍，倍频增量为 1.0 倍

d.DECODE_TIME寄存器
用于存放解码时间，以秒钟为单位，我们通过读取该寄存器的值，就可以得到解码时间了
不过它是一个累计时间，所以我们需要在每首歌播放之前把它清空一下，以得到这首歌的准确解码时间

HDAT0 和 HDTA1 是两个数据流头寄存器，不同的音频文件，读出来的值意义不一样
通过这两个寄存器来获取音频文件的码率，从而可以计算音频文件的总长度

VOL 个寄存器
该寄存器用于控制 VS1053 的输出音量
比如设置为 0X0000 则音量最大，而设置为 0XFEFE 则音量最小。注意：如果设置 VOL 的值为 0XFFFF，将使芯片进入掉电模式！

三.硬件连接

四.软件实现
1）复位 VS1053
这里包括了硬复位和软复位，是为了让 VS1053 的状态回到原始状态，准备解码下一首
歌曲。这里建议大家在每首歌曲播放之前都执行一次硬件复位和软件复位，以便更好的播放音乐。

2）配置 VS1053 的相关寄存器
这里我们配置的寄存器包括 VS1053 的模式寄存器（MODE）、时钟寄存器（CLOCKF）、音调寄存器（BASS）、音量寄存器（VOL）等。

3）发送音频数据
当经过以上两步配置以后，我们剩下来要做的事情，就是往VS1053里面扔音频数据了，只要是 VS1053 支持的音频格式，直接往里面丢就可以了，VS1053 会自动识别，并进行播放。不过发送数据要在 DREQ 信号的控制下有序的进行，不能乱发。这个规则很简单：只要 DREQ 变高，就向 VS1053 发送 32 个字节。然后继续等待 DREQ 变高，直到音频数据
发送完。