基于ATmega128L的大容量MP3播放机

ga128L的PA、PC口与硬盘的16根数据线相连。IDE接口是基于寄存器结构的，所有对硬盘的控制操作均通过对相应寄存器操作来实现。IDE接口的硬盘驱动器有16个寄存器，分为2段，每段有8个寄存器，两段寄存器的选择由CS0、CS1来确定，通过DA0、DA1、DA2来选通每个段的8个寄存器。寄存器如表1所列。IDE接口有两种传输模式：PIO模式和DMA模式。在本系统的设计中，采用PIO传输模式。PIO传输模式由处理器负责信息的传输，硬盘以扇区为单位与处理器进行数据交换；在进行扇区读写时，一次通过端口的数据为16位。8G以上的硬盘支持CHS、LBA两种寻址方式，寻址方式的选择通过驱动器/磁头寄存器的第6位控制。通过LBA寻址方可以实现对硬盘的每一个物理地址的访问。

表1 

DA0 DA1 DA2 扇区读操作 扇区写操作 位 数 0 0 0 数据寄存器 数据寄存器 16 0 0 1 出错状态寄存器 写预补偿寄存器 8 0 1 0 扇计数器 扇区计数器 8 0 1 1 扇区号寄存器或LBA的A7～A0 扇区号寄存器或LBA的AD7～AD0 8 1 0 0 柱面号寄存器（高字节）或LBA的A15～A8 柱面号寄存器（高字节）或LBA的A15～A8 8 1 0 1 柱面号寄存器（高字节）或LBA的A23～A16 柱面号寄存器（高字节）或LBA的A23～A16 8 1 1 0 驱动器或磁头寄存器 驱动器或磁头寄存器 8 1 1 1 （LBA的A27～A24）状态寄存器 （LBA的A27～A24）命令寄存器 8

3.2 Flash接口

作为便携式产品的设计，功耗问题是一个要重点解决的问题。作业存储介质的硬盘，其工作电压为5V，最大功耗可达20W，硬盘工作时间的长短对系统功耗将产生直接的影响。由于硬盘提供了STANDBY、IDLE、SLEEP等几种低功耗运行模式，因此在系统设计过程中，考虑使用一片Flash存储器作业缓存，即首先将存储硬盘中的一部分音频压缩文件送入Flash中存储（文件数目由Flash的容量决定），然后控制硬盘进入SLEEP低功耗模式。存储在Flash中的数据进入解码芯片中进行解码。待Flash中所有音频文件播放完，则唤醒硬盘重新进入正常的工作模式，启动下一次的数据缓存任务。

图3 解码+D/A接口

    系统中采用Sumsung公司生产的KM29U128T Flash存储器作为缓存。KM29U128T是16M×8位NAND Flash存储器。该芯片支持块擦除、页读、页写的功能。它的寻址采用串行方式，即8根数据线既作地址线也作数据线。先输入地址，再传送数据。控制地址、命令锁存口和读写允许口实现对Flash的读写。

3.3 解码和D/A接口

压缩音频数据的解码和D/A转换采用Micronas Intermetall公司专为个人音频播放器设计的MAS3507D和DAC3550A芯片组。MAS3507D是单芯片解码器，数据的处理由内部嵌入的RISC DSP核来完成。单芯片上嵌入的还有电源管理器、程序存储器、时钟管理器、音频基带处理器以及I2S、I2C、PIO多种接口。采用集成I2S的音频输出方式，可方便地与DAC3550A连接。在芯片内集成了数字、音量、立体声、声道混合、低音、高音控制等功能。DAC3550A是与MAS3507D匹配的高质量的音频DAC，内部集成了耳机放大器；内置时钟振荡器并由CLKOUT端提供给MAS3507D；具有I2S总线音频输入和I2C控制总线；具有低功耗模式。它把MP3播放机中D/A转换和音频放大两部分集成在一起，非常适合于便携式MP3播放机的开发。

图3所示为MCU、MAS3507D和DAC3550A的接口示意图。ATmega128L通过SPI串行总线与解码器MAS3507D的I2S接口相连，实现音频压缩码流的传输。当解码芯片MAS3507D需要数据码流时，通过DEMAND口向MCU发出请求信号。解压缩后的音频码流通过MAS3507D的I2S的输出端口送入DAC3550A进行D/A转换和放大。MAS3507D和DAC3550A都具有I2C总线，Atmega128L通过I2C总线实

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