2 MP3軟件設計

硬件是設計的基礎，軟件是設計的靈魂。MP3程序由兩大部分組成：MP3播放功能模塊和USB通訊功能模塊。此外，為了調試方便，還有調試功能模塊。此模塊在系統軟件調試中使用，當MP3系統正常工作時去除。

MP3播放功能模塊的工作分為兩個部分：

第一部分是循環播放MP3歌曲，該功能需要首先做一些初始化工作，MP3解碼器一旦開始工作，就會一直向CPU請求數據，直至歌曲結束，只有通過鍵盤操作才會使該功能提前結束。因為MP3文件的數據量較大，在flash存儲器內是以頁為單位進行存儲的，所以MP3的播放程序初始化就是要把該文件的首地址和頁數先讀出到CPU中，然后CPU可以根據如上數據進行取數據工作。

第二部分則一直在等待中斷發生，該程序是與鍵盤結合起來的，主要用于使用者對播放過程的控制。鍵盤操作對MP3播放過程的控制還包括后退、躍進、跳到下一首、音量控制等。因為整個播放過程的鍵盤控制功能比較單一，沒有鍵的復合操作，所以程序都很容易實現。當MP3播放器插入到USB接口時，系統執行USB通訊功能模塊，該模塊主要用于對flash存儲器內的文件數據進行管理。固件程序是該模塊開發的主要工作，由于AT89C5lSNDlC沒有外部中斷引腳，USB中斷沒有中斷向量地址入口，因此該固件程序的框架采用查詢工作方式。

3 FAT文件格式

因為該系統還要具有U盤的功能，所以存儲器中的文件還要能夠讓計算機讀寫和識別，也就是所有的文件還要嚴格滿足計算機文件系統格式的要求。在所有計算機文件系統中，FAT是比較常用的一種。

一個FAT文件系統卷由4個部分組成：保留區、FAT區、根目錄區、文件和目錄數據區。其中保留區中的第一個分區必須是BPB，也稱作“引導扇區”，因為它含有對文件系統進行識別的關鍵信息，計算機將以此信息識別存儲器文件格式，因此十分重要。

FAT區存放的是文件分配表。操作系統的存儲空間是按簇來分配的，簇是操作系統分配的最小存儲單元，每個簇在FAT表中占據一個16位的位置，稱為一個表項。同一個文件的數據并不一定存放在存儲區的一個連續的區域內，往往會分成若干段，像一條鏈子一樣的存放，這種存儲方式稱為文件的鏈式存儲。為了實現文件的鏈式存儲，必須準確地記錄哪些簇已經被占用，還必須為每一個已經占用的簇指明后繼內容的下一個簇的簇號，對于一個文件的最后一個簇，則要指明本簇沒有后繼簇，這些就是由FAT表來存儲的。

根目錄區存放的是目錄項，每個目錄項為32個字節，記錄一個文件或目錄的信息。目錄項所占的空間與目錄項的個數有關。

文件和目錄數據區是真正存放文件數據的位置，所有數據都是按照以上信息分配存儲的。

4 結束語

MP3為取得較好的壓縮效果而采用相對復雜的技術，寬帶音頻信號的取樣率也較高(一般為44．1kHz以上)，所以MP3編解碼的運算量和數據量都相當龐大。MPEGLayer III解碼算法在AT89C51SNDlC上驗證通過并獲得較好的效果，在通過優化后可流暢播放。由于51內核單片機的性能限制，在緩沖時可能會有停頓。以上內容敘述了由AT89C51SNDlC構成的最小系統的結構，具備了便攜式MP3播放器的基本功能。其實AT89C51SNDlC還支持LCD顯示和IDE接口，還可以通過對以上接口模塊進行擴展，構成更大更復雜的系統。