|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
無線電子工学および電気工学の百科事典 MP3 プレーヤー - PC 用のセットトップ ボックス。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
読者の注意を引いた MP3 プレーヤーは、コンピューターのパラレル (LPT) ポートに接続された MP3 デコーダーであるデバイスです。 これは、据え置き型の音楽センターや自動車内で (マイクロコントローラー上のあらゆる種類のコンピューターまたはデバイスの情報を制御および保存するために使用する場合)、「遅い」コンピューターの機能を拡張するなどに使用できます。 MP3、MPEG-1* レイヤ 3、MPEG デジタル化されたオーディオ ストリームまたはファイルの圧縮技術のオーディオ名。 MPEG エンコードの基本的な機能は非可逆圧縮です。 MP3 方式を使用してオーディオ ファイルをパックおよび解凍した後の結果は、元の「ビット単位」と同一ではありません。 逆に、パッキングでは、パッキングされた信号から不要な成分を意図的に除外するため、圧縮率が大幅に向上します。 要求される音質に応じて、MP3 方式はデジタル オーディオ信号を 60 倍以上に圧縮できます。 このおかげで、許容可能な音質を備えた圧縮形式のオーディオ CD 70 枚の楽曲は、わずか XNUMX ～ XNUMX MB しか占有しません。 現在、この形式はますます人気が高まっています。 さまざまな企業の数十のデバイスが、メモリ カード、CD、ハード ドライブなどのさまざまな情報媒体を使用して大量生産されています。 ソフトウェア データ デコードを備えたコンピュータから、ハードウェア デコードを備え、複数の異なるメディアを同時に操作できる機能を備えたデバイスに至るまで、アマチュア向けのデバイスが多数あり、その説明はたとえばインターネット [1] で見つけることができます。 ただし、ラップトップ コンピュータでの MP3 プレーヤーの使用は、ラジオ市場で少額の料金で購入できる低パフォーマンスのプロセッサ (286、386、486) を搭載した場合でも、他のすべてのデバイスと比べて遜色ありません。 まず価格ですが、マイクロコントローラー、LCDディスプレイ、その他の部品のコストは古いラップトップよりも高くなっています。 第二に、機能の面で、高解像度およびグレースケール (またはカラー) の画面、多数のコントロール キー、コンピューターを他の目的 (時計として、さまざまなデバイスを制御するなど) に同時に使用する機能です。 ）。 第三に、柔軟性の点で、ソフトウェアは高級プログラミング言語で書かれており、プログラマーを使用せずにコンピューター自体を使用して簡単かつ迅速に変更できます。 MP3 プレーヤーのブロック図を図に示します。 1. ご覧のとおり、これはコンピュータのパラレル ポートに接続されており、信号レベル コンバータ U1、ハードウェア MP3 デコーダ U2、および電源 A1 で構成されています。
このデバイスのボトルネックは、コンピュータのパラレル ポートの帯域幅が低いことです。 Intel 486DX-33 プロセッサをベースとした SPP (Standard Parallel Port) ポートを備えたコンピュータでテストした場合、途切れなく楽曲を再生できる最大データ ストリームは 128 Kbps でした。 EPP パラレル ポート (改良されたパラレル ポート) を備えたコンピューターでは、交換速度は 0,5.. 2 MB/s に達します (データは信号線の 192 つでのみ交換されるため、デバイスとの交換速度ははるかに低くなります)。データストローブはソフトウェアにより行われます）XNUMXKbps以上のストリームが通常再生されます。 必要に応じて、デバイスをコンピュータに接続するために、[2] で説明されている ISA バスに接続するためのインターフェイスを、ソフトウェアに少し変更を加えて使用できます。 ただし、この場合、デバイスの範囲は狭くなります。ラップトップには通常そのようなバスがないため、デスクトップコンピュータにのみ接続できます。 装置の概略図を図に示します。 2. 論理レベルコンバータは、オープンコレクタを備えた NOT 要素 (マイクロ回路 DD1、DD2) に実装されており、TTL レベルを 3 V の高レベルの論理 XNUMX に変換し、その逆も同様です。
Chip DD3 (VS1001k フィンランドの会社 VLSI Oy) は、MPEG レイヤ 1、2、および 3 をハードウェア デコードするためのデジタル シグナル プロセッサ (デジタル シグナル プロセッサ - DSP) です [3、4]。 そのブロック図を図に示します。 3. このチップには、高性能低消費電力 DSP コア (VS_DSP)、作業メモリ、ユーザー アプリケーション用のプログラム (4K バイト) およびデータ (0,5K バイト) RAM、シリアル制御およびデータ インターフェイス、高品質 DAC、および 3-ヘッドフォン用の周波数増幅器。
VS1001k は、システム内のスレーブとして接続されているシリアル バス経由で入力データ ストリームを受け取ります。 入力ストリームはデコードされ、ハイブリッド A/D ボリューム コントロールを介して 18 ビット デルタ シグマ DAC に渡されます。 デコードはシリアル制御バス経由で制御されます。 単純なデコードに加えて、ユーザーの RAM に配置される特別なアプリケーション、DSP エフェクトを追加することもできます。 チップの制御と MP3 データ ストリームの転送には、制御用の SCI (シリアル コントロール インターフェイス) とデータ転送用の SDI (シリアル データ インターフェイス) の 1 つのバスが使用されます。 これらのタイヤのラインの目的を表 XNUMX に示します。
VS1001k には 15 個の SCI レジスタが含まれています (表 2)。 ハードウェアを「リセット」すると、それらはすべて 0 に設定されます。
MODE レジスタは、VS1001 の動作を制御するために使用されます。 ビットの名前、機能、説明を表に示します。 3.
STATUS レジスタには、チップの現在の状態に関する情報が含まれています。 ビット 1 と 0 はアナログ出力レベル (0 ～ 0 dB、1 = -6 dB、3 ～ -12 dB) を制御するために使用され、ビット 2 - マイクロ回路のアナログ部分の電源をオフにするために使用されます ( XNUMX に設定するとオフになります)。 VOL レジスタ (下記参照) に書き込むと、アナログ出力信号レベルが自動的に設定されるため、ユーザーはその状態を気にする必要はありません。 CLOCKF レジスタは、クロック周波数が 24,576 MHz 以外の場合に使用されます (2 kHz の倍数である必要があります)。 このレジスタの値は、CLOCKF = ХТ1/2000 (ХТ1 - クロック周波数 (ヘルツ)) という式で計算されます。 レジスタは 0 ～ 32767 の値を取ることができますが、これより大きな値はマイクロ回路の最大クロック周波数 (32 MHz) によって制限されます。 レジスタの MSB を 1 に設定すると、内部周波数 15 倍器が有効になります。 最大 3 MHz のクロック周波数を XNUMX 倍にすることができます。 CLOCKF レジスタは、MPXNUMX データがデコードされる前に設定する必要があります。そうしないと、正しく再生されません。 クロック周波数は、オーディオ データの最大サンプリング レートと入力 MP3 データ ストリームのレートを決定します。 たとえば、クロック周波数 12,288 MHz では、マイクロ回路は、サンプリング レート 24 kHz およびストリーム 96 Kbps のオーディオ データを、周波数 22,580 MHz の場合、サンプリング レート 44,1 kHz およびストリーム 160 Kbps でデコードします。最大 256 kbps、可変速度のストリームは 24,576 kbps を超えません。 クロック周波数が 48 MHz の場合、すべてのオーディオ データは、周波数 192 MHz、最大 28 kHz のサンプリング レート、最大 320 Kbps のビット レートでデコードされます。最大レートは XNUMX Kbps です。 register には、正しいストリームを処理する場合、デコードされた現在時刻が秒単位で含まれます。 AUDATA レジスタのビット 8 ～ 0 には、データ レートの値 (キロビット/秒) が含まれ (可変の場合、ストリームの現在のレートが含まれます)、ビット 12 ～ 9 にはサンプリング レート インデックスが含まれます (表 4)。 ビット 14 と 13 は使用されず、常に 0 に設定されます。ビット 15 はオーディオ データのタイプを特徴付けます (0 - モノラル、1 - ステレオ)。
WRAM WRAMADDR AIADDR レジスタを使用すると、チャネルのミキシング、モノラル信号再生時のステレオ効果の作成、デジタル イコライザーの導入など、ユーザーが作成したアプリケーションをチップ上にロードして実行できます。 このようなアプリケーションとそれを開発するためのツールの例は、チップ メーカーの Web サイトで見つけることができます。 ただし、これによりデジタル シグナル プロセッサの負荷が増大し、そのパフォーマンスが制限されることに注意してください。 たとえば、クロック速度が 24,576 MHz で、サンプリング レートが 128 kHz で 44,1 Kbps データ ストリームをデコードすると、プロセッサの空き時間は約 28% しかありません。 周波数応答エクスパンダが (MODE レジスタの SM_BASS ビットによって) 有効になると、DSP パフォーマンスのさらに 6,5% が消費されます。 HDAT0 および HDAT1 レジスタには、現在の MPEG データ ストリームから抽出される音楽のタイトルに関する情報が含まれています。 VOL レジスタはボリューム制御用です。 各チャネルで、値は 0 ～ 255 の範囲で変化します (0,5 dB ステップでの最大レベルからゼロまでの信号減衰に対応します)。 左チャンネルの場合、値は 256 倍され、右チャンネルの値に加算されます。 したがって、最大音量を取得するには、レジスタに 0 と完全な無音 - 65535 が含まれている必要があります。ハードウェアの「リセット」後、最大音量が設定され、ソフトウェアの「リセット」では設定音量は変更されません。 最小音量（両チャンネルとも255）に設定すると、クリック音とともにアナログ部の電源がオフになります。 両方のチャネルで最大値 254 (0xFEFE) を使用してサウンドをオフにすると、これを除外できます。 SHARP の PQ3VZ1 チップは、20 V 電源電圧レギュレータ (DA51) としてデバイスで使用されています。 出力電圧 Uout (最大 1,5 A の負荷電流で 20 ～ 0,5 V 以内) は、式 Uout = Uobr (1 + R3 / R4) (R4 = 1 kOhm)、および基準電圧 Uobr = によって計算されます。 1,25、3 V。この場合、R1,5 \u1,25d 1 kOhm、Uout \u1,5d 1 (3,125 + XNUMX / XNUMX) \uXNUMXd XNUMX V。 フィルタリングチョーク L1 ～ L3 とコンデンサ C3 ～ C6 は、アナログ部とデジタル部の電源回路を分離するために使用されます。 マイクロ回路には電源オン/オフ機能が組み込まれており、デバイスのポータブルバージョンで使用できます。 デバイス管理ソフトウェアは C で書かれており、コンパイルしてコンピュータに配置する必要があります。 著者は Borland C コンパイラを使用しました。 制御には、vs1001.h ファイルで定義されている次の関数が使用されます。 void SCIWrite(int aress, int data) - SCI に書き込みます。 int SCIRead（int aress）-SCIを読み取ります。 void SDIWrite（int data）-SDIに書き込みます。 void xReset（void）-ハードウェア「リセット」; int DREQ(void) - DREQ 信号の値を読み取ります。 プログラムは次のように機能します。
必要に応じて、残りのレジスタ（たとえば、VOL、MODE など）を設定します。その後、DREQ 出力の状態が DREQQ 機能によってチェックされます。 0 に設定すると (DREQQ 関数が 0 を返す)、MP3 ファイルからデータを送信できます。 * MPEG の略語は、Moving Picture Expert Group の略称です。ISO (国際標準化機構) の専門家グループの名前で、ビデオおよびオーディオ データの符号化と圧縮の標準開発を目指しています。 多くの場合、MPEG という略語は、このグループによって開発された標準を指すために使用されます。 最も単純なケースでは、プログラムは次のようになります (mp3play.cpp):
次のファイルを再生するときは、VS1001k チップのソフトウェア「リセット」を実行する必要があります (SCI MODE レジスタの SMRESET ビットを 1 に設定することによって)。 デバイスのパフォーマンスのチェックは、DD3 チップのアナログ部分から始まります。 すべての UDDA、UDDD ピン。 xRESET と TEST0 は約 +3 V、RCAP ピンは約 +1,3 V である必要があります。後者が 0 または UD DA の場合、VS1001 のアナログ部分に障害があります。 xRESET ピンに Low レベルを印加してデコーダが「ハード リセット」されると、次のことが起こります。xRESET の電圧がユニティ レベルに戻ってから 4096 クロック サイクル後に、DREQ ピンに Low レベルが表示されます。 6000 クロック ジェネレータ サイクルが経過するとハイ レベルに変化します。 このピンの信号レベルが示された順序で変化しない場合は、チップの内部ソフトウェアに欠陥があります。 次に、SCI バスの動作を確認します。 これを行うには、最大ボリューム値が VOL レジスタに書き込まれ、次に値 OxFFFF が書き込まれ、Vsl001k チップのアナログ部分がオフになります。 その結果、XS2 ソケットに接続されたヘッドフォンでカチッという音が聞こえるはずです。 次のプログラム スニペット (scitest.cpp) はこれを示しています。出力で 0,5 秒間隔で XNUMX 回のクリック音が聞こえます。
ここで、SCI レジスタの読み取りをチェックする必要があります。 これを行うには、VOL レジスタに値 (12345 など) を書き込み、このレジスタから情報を読み取って結果を比較します。 コンピュータのディスプレイには、テストが成功すると「SCI Read Test Passed」というメッセージが表示され、そうでない場合は「SCI Read Failed」(sciread.cpp) が表示されます。
次にSDIで記録を確認します。 アナログ出力で正弦波信号を生成するマイクロ回路に組み込まれた特別なテストを使用すると便利です。 テストを有効にするには、0 バイトのシーケンス 53x6 OxEF Ox0E n 0 0 0 48 (n = 119...5 (ユーザーが選択)) を SDI 経由で送信する必要があります。 信号パラメータはテーブルから決定されます。 ここで、サンプリングレートインデックスはFsldx = (n - 48)mod9であり、サンプル数インデックスはFSin = (n - 48)/9です。 たとえば、n = 62 (この場合は n - 48 = 14) では、Fsldx = 5 および FSin = 1 です。値 Fsldx = 5 は 16000 Hz のサンプリング レートに対応し、値 FSin = 1 ～ 16 サンプルに対応します。 したがって、出力では、周波数 16000/16 = 1000 Hz の正弦波信号が得られます。
テスト モードを終了するには、バイト シーケンス 0x45 0x78 0x69 0x74 0 0 0 0 が SDI 経由で送信されます。 次のプログラム スニペット (sinetest.cpp) は、このテストを示しています。アナログ出力では、周波数 1 kHz の信号を 5 秒間聞くことができます。
VS1001k チップのメモリをチェックするには、0 バイトのシーケンス 4x0D OxEA 6x0D 54x0 0 0 0 500 が SDI に送信されます。このコマンドの後、000 クロック サイクル待つ必要があります。 テスト結果は HDAT0 SCI レジスタから読み出すことができます。 受信したデータは次のように解釈されます。ビットが 1 に設定されている場合、メモリ テストは合格です (表 6)。
コンピュータのディスプレイには、テストが成功した場合は「メモリ テストが正常に完了しました」というメッセージが表示され、そうでない場合は「メモリ エラー xxxxx」が表示されます。xxxxx は HDATO レジスタから読み取られた値です。 これがメモリテストプログラム（memtest.cpp）の断片です：
SCI レジスタをチェックするには、0 バイトのシーケンス 53x0 70x0 0xEE n 0 0 0 0 を SDI に送信する必要があります。n はテスト用のレジスタ番号です。 指定されたレジスタの内容が読み取られ、HDAT0 レジスタにコピーされます。 HDAT1 レジスタをチェックする必要がある場合は、その値が HDATXNUMX レジスタにコピーされます。 このデバイスは、図に示す図面に従って作成されたプリント基板に取り付けられます。 4. 取り付け中、最小直径のコンタクト パッドで囲まれた穴に錫メッキ線を挿入し、基板の両側のプリント導体にはんだ付けします。 PQ20VZ51 の代わりに、出力で 3 V を得ることができる任意のマイクロ回路電圧レギュレータ (LM317 など) を使用できます。 インダクタ L1 ～ L3 はいずれも 10 μH のインダクタンスを持ちます。 オープンコレクタ出力のインバータ DD1.1 ～ DD1.6、DD2.1 ～ DD2.3 は、K155、KR531、K555、KR1533 シリーズになります。 VS1001k チップを他の文字インデックスを持つデバイス (以前のバージョン) に置き換えることは、多くの欠陥があるため、望ましくありません。 文学
著者：V。Kardapolov、村Tbilisskaya、クラスノダール地方
交通騒音がヒナの成長を遅らせる
06.05.2024 ワイヤレススピーカー Samsung ミュージックフレーム HW-LS60D
06.05.2024 光信号を制御および操作する新しい方法
05.05.2024
▪ 記事 最初のスラブ国家はいつ誕生しましたか? 詳細な回答 ▪ 位相シフタの周波数逓倍器に関する記事。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典 ▪ 記事アンテナアンプMV。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー
www.diagram.com.ua |
他の記事も見る セクション 
科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：
このページのすべての言語