【紫光同創(chuàng)國產(chǎn)FPGA教程】【第十二章】SD卡音樂播放例程

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適用于板卡型號：

PGL22G/PGL12G

1. 實(shí)驗(yàn)簡介

在其他實(shí)驗(yàn)中我們已經(jīng)完成了單獨(dú)的SD卡讀寫和音頻模塊的錄音播放，本實(shí)驗(yàn)通過搜索SD卡中WAV音樂文件，然后送到音頻模塊播放，完成一個(gè)簡單音樂播放器的功能。

2. 實(shí)驗(yàn)原理

本實(shí)驗(yàn)一個(gè)關(guān)鍵是在沒有文件系統(tǒng)的情況下，搜索SD卡每個(gè)扇區(qū)的內(nèi)容，匹配出WAV文件，這里有一個(gè)假設(shè)：假設(shè)每一個(gè)文件都是從一個(gè)扇區(qū)第一個(gè)字節(jié)開始而且文件是連續(xù)存儲(chǔ)的，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)FAT32文件格式中的文件確實(shí)如此。

WAV文件格式

大部分的文件都有文件頭，WAV也不例外，我們通過分析SD卡一個(gè)扇區(qū)的前幾個(gè)字節(jié)，判斷這個(gè)文件是否為WAV文件。

WAV文件作為多媒體中使用的聲波文件格式之一，它是以RIFF格式為標(biāo)準(zhǔn)的。RIFF是英文Resource Interchange File Format的縮寫，每個(gè)WAV文件的頭四個(gè)字節(jié)便是“RIFF”，所以本實(shí)驗(yàn)就簡單的以每個(gè)扇區(qū)的前4個(gè)字節(jié)是否為“RIFF”判斷該文件是否為WAV文件，緊接著4個(gè)字節(jié)表示文件的大小，這樣我們就可以確定要讀取的數(shù)據(jù)量。WAV文件頭大小是88字節(jié)，在播放時(shí)要把前88個(gè)字節(jié)的文件頭去掉。

3. 程序設(shè)計(jì)

例程中通過wav_read搜尋SD卡中的WAV文件，并將WAV文件讀取出來寫入FIFO，最后再從FIFO中將數(shù)據(jù)輸出并寫入音頻模塊。

由于在前面的例程中已經(jīng)講過其他模塊的原理及使用這里不再贅述，僅說明wav_read模塊。

wav_read模塊完成了從SD卡中搜索wav文件，讀取wav文件，狀態(tài)機(jī)如下，如果有搜索請求（按鍵按下），則進(jìn)入搜索狀態(tài)“S_FIND”,如果搜索到WAV文件，進(jìn)入“S_PLAY_WAIT”狀態(tài)，檢查FIFO的剩余空間是否夠512個(gè)字節(jié)，如果有512個(gè)字節(jié)空間，就進(jìn)入“S_PLAY”狀態(tài)讀取wav的一個(gè)扇區(qū)內(nèi)容。

在程序設(shè)計(jì)中，搜尋SD卡里圖片的文件頭是按每8個(gè)扇區(qū)地址（4K字節(jié)）搜尋一次的形式操作，所以在一次搜尋結(jié)束后，下一次搜尋時(shí)需要將地址左移3位對齊以保證下一次搜尋的地址和圖片在SD卡中存儲(chǔ)的地址一致。

說明：因?yàn)镾D卡格式化的時(shí)候按最小單元4K格式化，音樂文件的頭文件一般都是在SD卡的4K分區(qū)的起始位置開始放置。

wav_read模塊的管腳說明：

4. 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

1）格式化sd卡（fat32格式），sd卡必須是2.0以上的版本（容量大于4G）

2）我們已經(jīng)在demo的目錄下為大家準(zhǔn)備了一下的2個(gè)wav文件，把wav格式文件放到sd卡中，注意：這里的wav文件是立體聲雙聲道，48K采樣率，16bit的音頻文件。

3）將準(zhǔn)備好的sd卡注入開發(fā)板的sd卡槽（sd卡不能帶電插拔），音頻模塊接開發(fā)板J9擴(kuò)展口，上電，下載實(shí)驗(yàn)程序，等待LED1滅、LED2、LED3、LED4亮（4'b0001）時(shí)，按下KEY2，這個(gè)時(shí)候等待LED1亮、LED2滅、LED3、LED4亮（4'b0010），表示正在搜索wav文件，如果找到LED1、LED2滅、LED3、LED4亮，這時(shí)候就可以聽到音樂了。