外接移动储存器式音乐播放装置
专利汇可以提供外接移动储存器式音乐播放装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及外接移动储存器的音乐播放装置，包括中央 控制器 和USB 接口 ，其结构特点是：中央控制器的I/O口通过USB接口外接闪存盘或移动 硬盘 、通过D/A转换器连接喇叭或扬声器、通过A/D转换器连接麦克 风 及连接显示器和控制按键；中央控制器内置控制 软件 ，通过USB接口读取外接闪存盘或移动硬盘的音乐数据并解码保存，通过D/A转换器把控制器解码的音乐文件转换成模拟的音频播出，通过A/D转换器把接收的音频模拟量转换为 数字量 储存。本实用新型是一种音乐MP3或WMA播放器，突出优点是充分利用目前广泛应用的外接的闪存盘或移动硬盘，支持USB host应用于音乐MP3或WMA播放器，能把外接闪存盘中预存的音乐播出，完成USB host处理。，下面是外接移动储存器式音乐播放装置专利的具体信息内容。
1、外接移动储存器的音乐播放装置，包括中央控制器和USB接 口，其特征是：中央控制器的I/O口通过USB接口外接闪存盘或移动 硬盘、通过D/A转换器连接喇叭或扬声器、通过A/D转换器连接麦克 风及连接显示器和控制按按键；中央控制器内置控制软件、通过USB 接口读取外接闪存盘或移动硬盘的音乐数据并解码保存，通过D/A转 换器把控制器解码的音乐文件转换成模拟的音频播出，通过A/D转换 器把接收的音频模拟量转换为数字量储存；中央控制器支持USB host 应用于音乐MP3或WMA播放器，能把外接闪存盘中预存的音乐播出， 完成USB host处理。
2、根据权利要求1所述的外接移动储存器的音乐播放装置，其 特征是：中央控制器包括开关电源电路(1)、主控制器(5)、USB处 理器(6)、USB接口(7)；主控制器(5)的I/O口之一通过USB处 理器(6)连接USB接口(7)，主控制器(5)的I/O口之二连接控制 按键(9)，主控制器(5)的I/O口之三连接显示器(10)，主控制器 (5)的I/O口之四连接A/D转换器(3)，主控制器(5)的信号输出 端口连接D/A转换器(2)的输入端，主控制器(5)的控制信号输出 端连接开关电源电路(1)的控制输入端，开关电源电路(1)的输出 端连接D/A转换器(2)、A/D转换器(3)、主控制器(5)、USB处理 器(6)、显示器(10)的电源输入端。
3、根据权利要求1或2所述的外接移动储存器的音乐播放装置， 其特征是：中央控制器还包括从USB接口(4)和电源电路(8)，所 述从USB接口(4)连接主控制器(5)的I/O口之五；电源电路(8) 由碱性DC/DC调整芯片U10及其外围电感L2、电阻R8、二极管D3连 接而成；主提供闪存盘或移动硬盘的工作电源，电源电路(8)的输 入端连接开关电源电路(1)的输出端、输出端连接外接存储器的5V 电源输入端。
4、根据权利要求3所述的外接移动储存器的音乐播放装置，其 特征是：主控制器(5)主要由包括单片机系列CPU结构和MP3解码 结构的电脑芯片U1构成，或由一片CPU芯片和一片MP3芯片搭配构 成。
5、根据权利要求3所述的外接移动储存器的音乐播放装置，其 特征是：开关电源电路(1)由电压转换芯片U4、U5及其外围的三极 管Q1、二极管、电阻、电容连接而成，由三极管Q1、电容C24、电 阻R24、电感L1、二极管D1连接成自锁电路，该自锁电路的输入端 连接主控制器(5)的控制输出端、输出端连接电压转换芯片U4、U5 的输入端，由主控制器(5)控制自锁电路的开通或关断。
6、根据权利要求3所述的外接移动储存器的音乐播放装置，其 特征是：D/A转换器(2)由D/A转换芯片U2、功放芯片U9及其外围 电阻、电容连接而成，D/A转换芯片U2的信号输入端连接主控制器 (5)的音频数字输出端、左右声道切换控制输入端连接主控制器(5) 的控制输出端、音频采样时钟输入端连接主控制器(5)的时钟信号 输出端，U5的信号输出端连接U9的信号输入端，U9的信号输出端连 接耳机接口或喇叭等音频信号输出器。
7、根据权利要求3所述的外接移动储存器的音乐播放装置，其 特征是：A/D转换器(3)主要由麦克风前置放大芯片U7及其外围的 电阻、电容连接而成，U7的信号输入端连接麦克风MK1的信号输出 端，U7的控制输入端连接主控制器(5)的控制信号输出端、控制A/D 转换器(3)开始录音或结束录音。
8、根据权利要求3所述的外接移动储存器的音乐播放装置，其 特征是：从USB接口(4)由开关三极管U6、插座J2及其外围的电 阻连接而成，J2的第二、第三脚分别通过电阻R11、R12连接主控制 器(5)的差分信号输出端，U6的输入端通过电阻R14连接主控制器 (5)的阻抗控制信号输出端、输出端通过电阻R13连接R12与主控 制器(5)的连接点。
9、根据权利要求3所述的外接移动储存器的音乐播放装置，其 特征是：主控制器(5)主要由包括单片机系列CPU结构和MP3解码 结构的电脑芯片U1构成，U1为51系列的单片机芯片、其型号为 AT89C51SND1C，所述U1的第1至第8号脚控制按键(9)、显示器(10)， U1的第55至60号脚连接USB处理器(6)的片选控制端、读写控制 端复位控制端、中断请求端，U1的数据总线连接USB处理器(6)的 数据总线，U1的第41至46号脚连接D/A转换器(2)，U1的第39至 40号脚连接A/D转换器(3)，U1的第38号脚连接开关电源电路(1)， U1的第21、22号脚连接从USB接口(4)，U1的第14、15号脚连接 时钟电路，U1的第47、51号脚跨接电容C22构成复位电路。
10、根据权利要求3所述的外接移动储存器的音乐播放装置，其 特征是：USB处理器(6)由潜入式USB Host/Slave控制芯片U8及 其外围的电容连接而成，U8的第1、第3至第7号脚连接U1的控制 总线，U8的第18至21、第23至26号脚连接U1的数据总线，U8的 第9、10号脚连接U1的差分信号端，第13、14号脚之间通过连接电 容C16、C17和晶振X2构成工作时钟电路；USB接口(7)由插座、 电阻R15、R16、R28、R29连接而成，主要是作为连接外接存储器的 一个USB host接口；支持USB协议，上拉电阻提供与各种闪存盘连 接时匹配阻抗。
所属技术领域
本实用新型涉及音乐播放装置，特别是外接移动储存器的音乐播 放装置。属于音乐播放设备技术领域。
背景技术
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题，即本实用新型的目的，是为了 克服现有技术的MP3播放器存在的无法通过扩容来升级、致使收听的 内容受到限制缺点，提供一种外接移动储存器的音乐播放装置。
本实用新型的技术问题可以通过采取如下措施解决：外接移动储 存器的音乐播放装置，包括中央控制器和USB接口，其结构特点是： 中央控制器的I/O口通过USB接口外接闪存盘或移动硬盘、通过D/A 转换器连接喇叭或扬声器、通过A/D转换器连接麦克风及连接显示器 和控制按按键；中央控制器内置控制软件、通过USB接口读取外接闪 存盘或移动硬盘的音乐数据并解码保存，通过D/A转换器把控制器解 码的音乐文件转换成模拟的音频播出，通过A/D转换器把接收的音频 模拟量转换为数字量储存；中央控制器支持USB host应用于音乐MP3 或WMA播放器，能把外接闪存盘中预存的音乐播出，完成USB host 处理。
本实用新型是一种音乐MP3或WMA播放器，突出优点是充分利用 目前广泛应用的外接的闪存盘或移动硬盘，支持USB host应用于音 乐MP3或WMA播放器，能把外接闪存盘中预存的音乐播出，完成USB host处理。其中：主控制器5用于控制整个播放器的运作，D/A转换 器2把通过控制器解码的音乐文件转换成模拟的音频播出，A/D转换 器3把接收的音频模拟量转换为数字量储存，控制按键9、LCD显示器 10分别选择和显示工作状态：通过键输入指令，结合LCD显示提供便 捷的人机界面。
本实用新型的技术问题还可通过采取如下措施解决：
中央控制器包括开关电源电路、主控制器、USB处理器、USB接口； 主控制器的I/O口之一通过US B处理器连接USB接口，主控制器的I/O 口之二连接控制按键，主控制器的I/O口之三连接显示器，主控制器 的I/O口之四连接A/D转换器，主控制器的信号输出端口连接D/A转 换器的输入端，主控制器的控制信号输出端连接开关电源电路的控制 输入端，开关电源电路的输出端连接D/A转换器、A/D转换器、主控 制器、USB处理器、显示器的电源输入端。
中央控制器还包括从USB接口和电源电路，所述从USB接口连接 主控制器的I/O口之五，电源电路的输入端连接开关电源电路的输出 端、输出端连接外接存储器的5V电源输入端。
开关电源电路由电压转换芯片U4、U5及其外围的三极管Q1、二 极管、电阻、电容连接而成，由三极管Q1、电容C24、电阻R24、电 感L1、二极管D1连接成自锁电路，该自锁电路的输入端连接主控制 器的控制输出端、输出端连接电压转换芯片U4、U5的输入端，由主控 制器控制自锁电路的开通或关断。
D/A转换器由D/A转换芯片U2、功放芯片U9及其外围电阻、电容 连接而成，D/A转换芯片U2的信号输入端连接主控制器的音频数字输 出端、左右声道切换控制输入端连接主控制器的控制输出端、音频采 样时钟输入端连接主控制器的时钟信号输出端，U5的信号输出端连接 U9的信号输入端，U9的信号输出端连接耳机接口或喇叭等音频信号输 出器。
A/D转换器主要由麦克风前置放大芯片U7及其外围的电阻、电容 连接而成，U7的信号输入端连接麦克风MK1的信号输出端，U7的控制 输入端连接主控制器的控制信号输出端、控制A/D转换器开始录音或 结束录音。
从USB接口由开关三极管U6、插座J2及其外围的电阻连接而成， J2的第二、第三脚分别通过电阻R11、R12连接主控制器的差分信号 输出端，U6的输入端通过电阻R14连接主控制器的阻抗控制信号输出 端、输出端通过电阻R13连接R12与主控制器的连接点。
主控制器主要由包括单片机系列CPU结构和MP3解码结构的电脑 芯片U1构成，或由一片CPU芯片和一片MP3芯片搭配构成；所述U1 的第1至第8号脚控制按键、显示器，U1的第55至60号脚连接USB 处理器的片选控制端、读写控制端复位控制端、中断请求端，U1的数 据总线连接USB处理器的数据总线，U1的第41至46号脚连接D/A转 换器，U1的第39至40号脚连接A/D转换器，U1的第38号脚连接开 关电源电路，U1的第21、22号脚连接从USB接口，U1的第14、15 号脚连接时钟电路，U1的第47、51号脚跨接电容C22构成复位电路。
USB处理器由潜入式USB Host/Slave控制芯片U8及其外围的电 容连接而成，U8的第1、第3至第7号脚连接U1的控制总线，U8的 第18至21、第23至26号脚连接U1的数据总线，U8的第9、10号脚 连接U1的差分信号端，第13、14号脚之间通过连接电容C16、C17 和晶振X2构成工作时钟电路。
USB接口由插座、电阻R15、R16、R28、R29连接而成，主要是作 为连接外接存储器的一个USB host接口；支持USB协议，上拉电阻 提供与各种闪存盘连接时匹配阻抗。
电源电路由碱性DC/DC调整芯片U10及其外围电感L2、电阻R8、 二极管D3连接而成；主提供闪存盘或移动硬盘的工作电源：
本实用新型具有如下突出效果：
1、本实用新型的突出效果是利用现有的大量的闪存盘用户或移动 硬盘用户自身拥有的不同型号和不同容量的闪存盘或移动硬盘，利用 高速的USB接口，读取和存储闪存盘或移动硬盘，完成音乐(MP3或WMA) 播放和录音等功能。如同市面上的Walkman(随身听)，Discman(CD 播放机)，但用的不是录音带、CD光碟，而是市面各种各样的闪存盘 和移动硬盘。
2、本实用新型通过内置于主控制器中的控制软件与USB host结 合，通过USB host应用于MP3、控制器、MP3解码、数/模转换器、 操作键、显示屏、电源控制器。应用范围包括MP3随身听、汽车音响、 家庭音响、数码复读机及其他播放音乐的设备与环境等。
3、本实用新型能支持A/B复读、人工智能电源控制，支持各种 闪存盘，不受闪存盘生产厂家和不同型号的限制。随着闪存盘和移动 硬盘普及，以及闪存盘容量的不断增大，闪存盘的利用率不断提高。 本实用新型开拓了闪存盘和移动硬盘的更广泛的应用，引导用户充分 利用闪存盘和移动硬盘。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的结构框图。
图2是本实用新型实施例1的开关电源电路图。
图3是本实用新型实施例1的D/A转换器电路图。
图4是本实用新型实施例1的A/D转换器电路图。
图5是本实用新型实施例1的从USB接口电路图。
图6是本实用新型实施例1的主控制器电路图。
图7是本实用新型实施例1的USB处理器电路图。
图8是本实用新型实施例1的USB接口电路图。
图9是本实用新型实施例1的电源电路图。
图10A、10B、10C是本发明实施例1的控制程序流程图。
图11是本实用新型实施例1的外形俯视图。
图12是本实用新型实施例1的LCD显示状态图。
具体实施方式
从图1中可知，本实施例由开关电源电路1、D/A转换器2、A/D 转换器3、从USB接口4、主控制器5、USB处理器6、USB接口7、电 源电路8、控制按键9、显示器10连接而成，D/A转换器2的输出端 连接喇叭11，A/D转换器3的输入端连接麦克风12。
从图2可知，开关电源电路1由电压转换芯片U4、U5、三极管Q1、 电阻R24、R26、R27、电容C4、C23～C26、二极管D1、D2、电感L1、 按钮开关SW2、插座J4连接而成。其中U4为电压输入转换芯片、型 号为SP6231，5V或3.3V输入，3.3V输出；U5为500mA的碱性DC/DC 调整器，输入电压0.9V～5V，输出为3.3V。
开关电源电路1的工作原理如下：当开关接通，U5有一个3.3V 的电压输出，三极管SI2312导通，开关电源电路正常工作，系统电源 正常工作，实现开机功能。主控制器5发出一个关断控制信号，此时 可关闭U5的3.3V的电压输出，三极管SI2312关闭，实现关机功能。
开关电源电路1的电池电量输出检测部分，通过CPU的模拟输入 接口的A/D转换功能，判断电源电池电量。
输入输出参数：
0.9V到5V电池电压输入；
输出3.3V工作电压；
输出最大电流150MA。
从图3可知，D/A转换器2由D/A转换芯片U2、功放芯片U9、电 阻R1、R2、R6、R7、R9、R19、电容C6、C7、C9、C10、耳机接口J1 连接而成。其中U2的型号为PT8211，采用COMS技术，支持16位的 数模转换，带有立体声功能，有两个语音通道处理，调节分配通道语 音及音量。
D/A转换器2的工作原理如下：主控制器5根据不同的MP3或WMA 音乐文件的压缩方式来选择输出采样时钟，MP3文件压缩方式通常有6 种不同的时钟采样(48、44。1、32、24、22。5或是16KHz)。主控 制器5通过判断MP3文件的不同采样模式、输出不同的声音流量控制 时钟。完成数字到模拟的转换及以及完成音量控制，还可以通过调节 电阻R9、R19来调节功放输出功率。
输入输出参数：
音频采样输入时钟，TTL电平。
左右声道切换信号，TTL电平。
数字音频，TTL电平。
左右声道模拟音频输出。
从图4可知，A/D转换器3由麦克风前置放大芯片U7、电阻R17～ R18、R20～R23、电容C12、C19～C21、麦克风口MK1连接而成。其中： U7的型号为MAX4468SEA，MK1的型号为CM4010T。
A/D转换器3的工作原理如下：主控制器5向U7发出控制指令， 控制A/D转换器3录音开始和结束，由主控制器5控制选择录音的压 缩模式，当前版本只支持WAV文件的压缩模式。
输入输出参数：
使能控制信号，CPU输出控制录音起始和结束信号，TTL电平。
麦克收集的模拟输出，给CPU作D/A转换用。
从图5可知，从USB接口4由开关三极管U6、插座J2电阻R11～ R14连接而成。
从USB接口4的工作原理如下：从USB接口4主要形成USB slave 接口，用于与个人电脑的USB接口连接，支持USB协议，通过个人电 脑完成程序的上载功能。此时可利用CPU的5V电源系统供电。
输入输出参数：
支持USB协议，在所有的PC上可实现软件上传。
标准的USB从接口，在生产时使用，产品中不包含此部分硬件。
从图6可知，主控制器5主要由电脑芯片U1构成。U1的型号为 AT89C51SND1C，带有一个微处理器、一个MP3解码器、多功能化的接 口芯片，主要功能有：支持标准MP3解码的硬件接口；可编程的音频 输出口，支持一般的D/A音频转换器；CPU应用的8位操作模式的C51 代码；2K字节片内RAM，64K字节片内程序存储空间，4K字节Boot 空间；2个在8KHz频率下的A/D转化接口；44个输入/输出的可编程 接口。
主控制器5构成本实用新型的系统控制中心，能完成如下工作：
1)数据总线和USB Host控制接口通过并行总线的模式操作USB host接口芯片，完成数据的读取和存储。
2)按纽控制通过键中断的模式，CPU响应用户的功能选择。
3)LCD通过串行总线控制。具体功能由软件完成。
4)主工作时钟部分，提供一个32的系统工作时钟。
5)从USB接口配合外围电路，完成程序上载功能。
6)电源控制和管理接口，实现模数转换功能，检测电量和控制电 源开关。
7)录音接口，完成音频的模数转换及控制。
8)数模转换控制接口，通过不同的频率输出和通道选择控制，完 成输出转换控制。
9)其他；还提供MP3解码。相互功能块之间的通信和协调各功能 块工作。
10)输入输出参数：
数据总线，USB Host控制接口，按纽，LCD，数模转换控制接口， 均为TTL电平。
从图7可知，USB处理器6由潜入式USB Host/Slave控制芯片U8、 晶振X2、电容C16、C17连接而成。U8的型号为SL811HS，支持传输 速率：12MBPs。
USB处理器6完成如下工作：通过并行总线和地址总线和CPU进 行数据交换，完成USB host物理层协议处理，用高速的USB通信模式 和闪存盘交换数据，在48M的工作时钟下提供一个高速的USB host接 口。具有一个20PPM的48M时钟源输入，配合外设的USB host接口信 号。
输入输出参数：
数据总线，地址总线，均为TTL电平。
USB host信号为差分信号。
从图8可知，USB接口7由插座、电阻R15、R16、R28、R29连接 而成，主要是作为连接外接存储器的一个USB host接口；支持USB 协议，上拉电阻提供与各种闪存盘连接时匹配阻抗。
从图9可知，电源电路8由碱性DC/DC调整芯片U10及其外围电 感L2、电阻R8、二极管D3连接而成；主提供闪存盘或移动硬盘的工 作电源：
其工作原理如下：一个DC/DC转换电路，由于3.3V输入受CPU 控制，5V输出也相应受到控制。
输入输出参数：
0.9V到5V电池电压输入；
输出5V工作电压；
输出最大电流120MA。
从图10可知，主控制器5中内置控制程序，该控制程序完成如下 工作：
1.CPU初始化
a)初始化CPU，
b)打开中断使能。
2.USB Host初始化
a)初始化USB Host芯片，
b)向外接闪存盘发出初始化命令，
c)检测是否已经外接USB Mass Storage and Bulk Ptotocol 设备，
d)读取闪存盘信息。包括：BPB表，文件、目录表，FAT表等。
3.播放MP3歌曲
a)根据文件列表找到需要播放MP3文件在闪存盘里的起始地 址，文件大小等，
b)读取MP3文件头，根据文件头决定MP3播放格式，
c)通过USB Host读取闪存盘MP3歌曲数据，
d)把歌曲数据放入MP3播放缓冲。
4、音频输出
5.USB Host读取闪存盘数据
a)向闪存盘发出CBW READ读数据命令，
b)等待闪存盘收到读命令确认，
c)向闪存盘发出PID IN命令，其中带有读取数据的长度，
d)收到闪存盘发出的数据。
6.文件读取过程
a)读取当前播放MP3文件的FAT表，
b)根据FAT表找到需要读取数据的Cluster ID和Section ID，
c)读取闪存盘数据，
d)判断文件是否读完，
e)如果没有读完，根据FAT表找到下一个Cluster ID，
f)返回第c)步骤。
7.录音功能
a)读取闪存盘FAT表，算出剩余空间容量，
b)找到闪存盘中首个空闲Cluster的地址，
c)初试化录音格式，
d)读取录音寄存器数据，保存数据到缓冲区，
e)将数据写入闪存盘，
f)找到下一个空闲Cluster的地址，
g)录音是否结束，如果没有，跳转到d)。如果已经结束，继续 下一步，
h)更新文件列表和FAT表。
8.USB Host写闪存盘过程
a)USB Host向闪存盘发出CBW WRITE命令，
b)等待闪存盘收到写命令确认，
c)向闪存盘发出PID OUT命令，其中带有读取数据的长度，
d)向闪存盘发出数据，写入闪存盘，
e)收到确认。
从图11、图12可知，本实施例外壳设有控制键1、控制键2、控 制键3、开机按钮、声量按钮、前进按钮、后退按钮、主USB接口、 耳机插座、麦克风输入口。其中：
键1功能包括：
1、按键1触发开机，在待机状态下30秒自动停机，提高电源使 用率。
2、在播放的状态下撤换正常、古典、流行、爵士、摇滚。
3、在待机状态下按键1分别可撤换播放歌曲、A-B复读、A-B复 读跟读、录音、播放录音等状态。
键2功能包括：
1、按一下播放、按一下暂停，再按一下播放…。
2、长按键1超过2秒则跳回待机状态。
说明：
a、撤换到录音状态下，按一下播放键，开始录音，按暂停则暂停 录音，再按一下播放便继续录音。长按键2超过2秒则跳回录音待机 状态，再按键1撤换其他功能状态。
b、撤换到播放录音状态下，液晶出现已录的录音文件，按一下播 放键，开始顺序播放录音。(播放前或播放其间你可按键3来决定顺序 播放录音、随机播放录音、单曲循环录音、循环播放录音)，长按键2 超过2秒则跳回播放录音待机状态，再按键1撤换其他功能状态。
键3功能包括：
1、播放歌曲及播放录音的状态下撤换循环、随机、单曲。
2、长按键3超过2秒，则出现删除功能，此功能在待机、播放歌 曲、播放录音，A-B复读、A-B复读跟读等状态下都可以运行。
播放器基本功能及状态：
请插闪盘、删除。
录音、播放录音、播放录音暂停、删除录音。
A-B复读、A-B复读跟读、A-B复读暂停、删除A-B复读。
顺序播放、随机播放、单曲循环、循环播放。
播放歌曲、暂停、正常、古典、流行、爵士、摇滚。
模式设置和EQ均衡器，它的EQ均衡器具有正常、古典、流行、 爵士、摇滚几种选择。
顺序播放、随机播放、单曲循环、循环播放四种循环方式。
循环A-B复读为连续不间断复读，单纯A-B复读为连续间断的跟读 (对比读)。
本实用新型其他实施例的特点是：主控制器5还可以由其他系列 的带有一个微处理器、一个MP3解码器单片机芯片构成，或由一个带 CPU的单片机芯片与一个MP3芯片连接而成。其余同实施例1。
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