自己DIY一个mp3播放器

一口Linux 2021-02-23
实现目标
  • 实现播放指定歌曲文件
  • 利用组合播报功能,实现当前系统时间的播报

所需工具及环境

  • 所用模块

  • Keil 5
  • STM32F103RET6核心板(本平台自制专用核心板)

本文素材

视频中 获取素材获取途径。

本文素材包括本视频演示所用到的所有素材,包括STM32代码、Qt工程代码、mp3模块资料。

以后演示及教学视频都发布在视频号中,欢迎大家关注我的视频号嵌入式从0到1】。

原创不易,赏我一个小心心

模块简介

该模块是一个基于高音质MP3音乐芯片的MP3音乐播放器模块。支持采样率是8KHz ~ 48KHz的MP3、WAV格式文件。

板载Micro SD(TF:Trans-flash Card)卡座,可插上存了音乐文件的Micro SD卡。

单片机可以通过串口发送命令进行切换音乐、调节音量、播放模式等操作。

用户也可以通过USB转串口模块对该模块进行调试。模块与UNO/AVR/ARM/PIC等单片机系统兼容。

模块特点如下:
  1. 支持采样率(KHz):8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48
  2. 支持文件格式:MP3 / WAV
  3. 支持Micro SD卡、Micro SDHC卡
  4. 30 级音量可调
  5. UART TTL串口控制播放模式,串口波特率为 9600bps
  6. 供电电源可为3.2 ~ 5.2V

模块应用场景

模块支持组合播放功能,所以可以实现报时、报温度,在一定程度上可以替代一些昂贵的 TTS 方案,具体的应用场景如下:

  1. 车载导航语音播报
  2. 公路运输稽查、收费站语音提示
  3. 火车站、汽车站安全检查语音提示
  4. 电力、通信、金融营业厅语音提示
  5. 车辆进、出通道验证语音提示
  6. 公安边防检查通道语音提示
  7. 电动观光车安全行驶语音告示
  8. 机电设备故障自动报警
  9. 消防语音报警提示
  10. 娱乐性mp3播放

基本参数

  • UART接口,标准串口,TTL电平,波特率默认9600,用户不可更改
  • 输入电压:3.3V-5V
  • 主芯片型号:YX6300-24SS[SSOP24]
YX6300芯片

通讯协议

手动计算校验位

发送的指令,去掉起始和结束。将中间的 6 个字节进行累加,最后取反再+1 即得到校验码。

举例说明:

例如播放指定01文件夹001曲目,就需要发送:7E FF 06 0F 00 01 01 FE EA EF

数据长度为 6 ,这 6 个字节是[FF 06 0F 00 01 01] 。

不计算起始、结束、和校验。

校验字节为 FE EA。

校验码的计算过程:

checksum=0xFF+0x06+0x0F+0x00+0x01+0x01=0x0116=0b0000 0001 0001 0110

取反+1

0-checksum = 0b1111 1110 1110 1001 + 1 = 0xFEE9+1 = 0xFEEA

注意:发送数据包的时候其实是可以省略校验位的。

程序计算校验位

#include "stdafx.h"

#define unit8 unsigned char
#define unit unsigned int

unit8 Send_buf[8] = {};

void DoSum(unit8 *Str, unit8 len)
{
 unit xorsum = 0;
 unit8 i;
 for (i = 0; i<len; i++)
 {
  xorsum = xorsum + Str[i];
 }
 xorsum = 0 - xorsum;
 *(Str + i) = (unit8)(xorsum >> 8);   //得到高字节
 *(Str + i + 1) = (unit8)(xorsum & 0x00ff); //得到低字节
}

void Uart_SendCMD(unit8 CMD, unit8 feedback, unit dat)
{
 Send_buf[0] = 0xff;     //保留字节
 Send_buf[1] = 0x06;     //长度
 Send_buf[2] = CMD;     //控制指令
 Send_buf[3] = feedback;    //是否需要反馈
 Send_buf[4] = (unit8)(dat >> 8); //datah
 Send_buf[5] = (unit8)(dat);   //datal
 DoSum(&Send_buf[0], 6);    //校验
}

int main()
{
 Uart_SendCMD(0x0D0x000x0000);

 printf("Send_buf数组内容:");
 printf(" %02X "0x7E);
 for (int i = 0; i < 8; i++)
 {
  printf(" %02X ", Send_buf[i]);
 }
 printf(" %02X "0xEF);
 printf("\n");

    return 0;
}

常用指令表

控制指令

控制指令 对应的功能
0x01 下一曲
0x02 上一曲
0x04 音量+
0x05 音量-
0x06 指定音量
0x08 单曲循环指定曲目播放
0x0A 进入睡眠
0x0B 唤醒睡眠
0x0C 芯片复位 任何状态有效
0x0D 播放
0x0E 暂停
0x0F 指定文件夹文件名播放
0x16 停止
0x17 指定文件夹循环播放
0x18 指定根目录随机播放
0x19 对当前播放的曲目设置为循环播放
0x21 组合播放
0x22 指定音量同时指定文件播放

状态查询

查询指令 对应的功能 参数(16位)
0x3F 查询在线的设备 详见3.5.1
0x40 返回错误,请求重发
0x41 应答
0x42 查询当前状态 详见3.4.10
0x43 查询当前音量
0x44 查询当前 EQ 保留
0x47 查询 UDISK 文件总数 U 盘内部的总文件数[MP3/WAV 文件]
0x48 查询 TF 文件总数 TF 卡内部的总文件数[MP3/WAV 文件]
0x49 查询 FLASH 的总文件数 FLASH 内部总文件数[MP3/WAV 文件]
0x4B 查询 UDISK 的当前曲目 物理顺序
0x4C 查询 TF 的当前曲目 物理顺序
0x4D 查询 FLASH 的当前曲目 物理顺序
0x4E 查询指定文件夹的曲目总数
0x4F 查询当前设备的总文件夹数
0x47 查询 UDISK 文件总数 U 盘内部的总文件数[MP3/WAV 文件]

语音合成方式

  • 不同时间播放不同音,间隔一定时间,500ms?
  • 不断查询状态,没有音播放时,播放下一个音
  • 收到播放结束标志时,播放下一个音
  • 组合播报功能,使用组合播报功能实现连续播放语音,可以实现报时,报温度,在一定程度上可以替代一些昂贵的TTS方案。

TTS方案我们之前介绍过下面的网文:

让机器能够说话,语音播报功能的实现

组合播放功能指令

如果发送 7E FF 15 21 01 02 02 03 01 04 01 05 01 06 01 07 02 08 03 04 03 02 EF

这一帧数据,我们分析一下

CMD= 0x21 --- 组合播报指令码

Len = 0x15 = 21 个字节 ---FF 15 21 01 02 02 03 01 04 01 05 01 06 01 07 02 08 03 04 03 02[其中一段语音,由两个参数组成,即“文件夹编号”和“文件名编号”]

注意:观察一下这帧数据,可以发现这帧数据跟介绍的协议不一样,里面没有命令反馈校验位

资源文件命名规则

  • TF卡根目录文件夹以两位数字命名,最多支持99个文件夹,命名方式类似"01","11"等等;
  • 文件夹内的歌曲以" 数字+歌曲名.mp3"的格式命名,比如音频素材的文件名为:"001 Yesterday Once More","001 零"等等;
  • 文件夹下曲目的最多255首,即一个字节数字代表的范围0x01~0xFF。

组合播报功能

许多应用场景需要用到TTS的功能,比如报时、报温度、报金额等应用。

这种需求我们可以使用模块的组合播报功能来模拟TTS,此模块可以指定播报最多15个语音,按照串口发送的顺序依次播放。

比如:7E FF 15 21 01 02 02 03 01 04 01 05 01 06 01 07 02 08 03 04 03 02 EF

LEN=0x15=21个字节 

CMD=0x21

后面的 01 02 02 03 01 04 01 05 01 06 01 07 02 08 03 04 03 02

两两组成一个参数,两个数字分别代表"文件夹编号"和"文件名编号"。

我们TF卡中预置素材内容如下:

如果我们播放的内容为:“欢迎光临,现在时间是 21 年 2 月 8 日”,可以发送如下指令(23字节):

7E FF 15 21 02 21 02 16 02 03 02 02 02 10 02 03 02 11 02 09 02 12 EF

其他

还可以设置上一首、下一首、音量加减、随机播放、循环播放等工作模式,这些就由各位根据需要自己开发吧。

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一口Linux 15年嵌入式开发经验古董级老鸟.曾任职中兴通讯,某研究所,华清远见教学总监.Linux驱动入门可以一起交流.
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