原创 基于SAM3U + CooCox CoOS + UCGUI的MP3设计（4）

1. MP3的总体结构图

本MP3播放器是基于CooCox实时操作系统开发的，它能够播放Wave文件和MP3文件，其中MP3文件是通过软件解码之后进行播放的。另外，使用UCGUI来设计MP3的界面，通过触摸屏来进行相应的控制，这让用户使用更加方面。它主要由以下几个模块组成：SD卡模块、播放Wave文件模块、播放MP3文件模块、按键控制模块、触摸屏控制模块和LCD显示模块。设计中使用多任务来管理各个模块，并利用CooCox操作系统的调度机制，协调各个模块的执行。图1-1为MP3的总体结构图。

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图1-1 MP3总体结构图

各个模块的主要功能如下：

（1）SD卡模块

SD卡模块主要是管理SD卡中的音频文件，它读写SD卡里的文件，根据文件的类型（.wav或.mp3）分别选择Wav模块或MP3模块播放对应的音频文件。

（2）播放Wav模块

主要是用来播放SD卡里的Wav文件。

（3）播放MP3模块

先对SD卡里的MP3文件进行解码，然后播放解码后的PCM（Pulse Code Modulation，脉冲编码调制）数据。

（4）按键控制模块

使用开发板上的USR-LEFT和USR-RIGHT按钮在MP3的歌曲选择列表中选择歌曲。

（5）触摸屏控制模块

程序中通过触摸屏来对MP3播放器进行控制，可以通过触摸屏控制MP3播放、暂停、停止、切换到上一首、切换到下一首、打开歌曲选择列表、选择歌曲等等。

（6）LCD显示模块

LCD显示模块是基于UCGUI开发的，主要是用来显示MP3播放界面（包括停止、上一首、播放、暂停、下一首、打开等按钮）、歌曲选择界面、播放进度及时间。该图形用户界面的移植比较简单，只需要将开发板LCD的驱动程序添加进UCGUI，再经过一些配置修改就可完成，具体可见下面的UCGUI移植过程。LCD显示模块包括4个功能部分，即播放界面的显示、歌曲选择列表的显示、歌曲名的同步显示、播放进度以及播放时间的显示。图1-2为LCD显示模块结构图。

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图1-2 LCD模块图

2．MP3播放器的设计

2.1 任务创建

如前一节介绍所说，总共创建了8个任务，分别如下：

void SDCardTask(void)                // 从SD卡中读取文件，并判断文件的类型

void PlayWaveTask(void)             // 用于播放Wav文件

void DecodeTask(void)                // 用于解码及播放MP3文件

void ProgbarTask(void)                // 用于显示进度条及歌曲播放时间

void LRCShowTask(void)            // 用于显示当前播放歌曲的歌词

void ReadButtonTask(void)           // 读用户按钮，用于歌曲选择列表中

void TouchScreenTask(void)        // 读取触摸屏状态，对MP3播放器进行控制

void GUITask(void)                     // 用于在LCD屏上显示MP3播放界面

2.2 各任务的详细介绍

（1）SD卡任务

SD卡任务的详细流程如图2-1所示：

>>>图2-1 SD卡任务的流程图

本程序中SD卡任务很简单，它根据文件的下标MusicFileOffset从SD卡中读取对应文件的文件名，然后判断这个文件是不是Wav文件，如果是就发送一个事件标志PlayWaveTask_EvtFlag给PlayWaveTask任务，让它播放Wav文件；相应的如果是MP3文件，就发送事件标志DecodeTask_EvtFlag给DecodeTask任务，让它播放MP3文件。

（2）播放Wav任务

播放Wav文件的任务主要流程如图2-2所示：

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图2-2 播放Wav文件的流程图

PlayWaveTask任务中使用CoWaitForSingleFlag(PlayWaveTask_EvtFlag, 0);语句来等待事件标志PlayWaveTask_EvtFlag，在PlayWaveTask_EvtFlag标志没有发送过来的情况下，该任务一直处于等待状态。当SD卡任务发送PlayWaveTask_EvtFlag标志过来时，该任务就处于就绪状态了，然后它就按照上述流程开始播放Wav文件。

（3）播放MP3任务

播放MP3任务的详细流程如图2-3所示：

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图2-3 播放MP3文件的流程图

开始时DecodeTask任务处于等待状态，直到SD卡任务发送DecodeTask_EvtFlag事件标志过来时，它就处于就绪状态了，接下来就可以解码和播放MP3文件了。

DecodeTask与PlayWaveTask的执行流程差不多，唯一的区别是PlayWaveTask任务可以直接播放SD卡里的Wav文件，而DecodeTask任务则需要先把SD卡里的MP3数据经过解码之后转换成PCM数据，然后直接播放PCM数据。

（4）按键任务

按键控制任务的详细流程如图2-4所示：

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图2-4 读取按键任务的流程图

从流程图中可以看出，开发板上的USR-LEFT或USR-RIGHT按钮只有在MP3处于歌曲选择界面的时候才可用，其他时候按下没有效果。

（5）触摸屏任务

触摸屏任务的详细流程如图2-5所示：

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图2-5 触摸屏任务的流程图

触摸屏任务是整个MP3设计的关键，因为所有MP3的控制都是通过触摸屏来进行的。在MP3显示不同界面时，按下触摸屏上同一个地方所执行的功能是不一样的。

当MP3处于播放界面的时候，在界面的最下方会出现5个按钮图标，功能从左到右分别为停止、上一首、播放、下一首、打开，当按下播放按钮后，那么MP3开始播放音乐，这时播放按钮图标变成了暂停按钮图标，这时就可以按下暂停按钮了。

当按下MP3播放界面的Open按钮后，LCD屏上就会显示当前的歌曲选择列表，这时就可以使用开发板上的USR-LEFT或USR-RIGHT按键来进行歌曲的选择了。此时LCD屏的左下角和右下角分别有OK和Back两个图标，按下OK就会回到MP3播放界面，并播放所选择的歌曲，按下Back也会返回到MP3播放界面，但这时播放的是进入歌曲选择界面之前的音乐。

按下触摸屏上不同的按钮之后，具体所执行的动作如下：

① 按下停止按钮

·挂起进度条任务，让进度条回到最开始

·停止Wav文件或MP3文件的播放，挂起SD卡任务

·如果之前界面上显示的是暂停按钮，就让它显示为播放按钮

② 按下切换到上一首按钮

·文件偏移标志MusicFileOffset减1，停止当前音乐的播放，激活SD卡任务

③ 按下播放按钮

·播放按钮图标变为暂停按钮图标

·唤醒进度条任务，让它显示当前播放进度和时间

·如果之前音乐没有播放完就继续播放，否则激活SD卡任务，重新开始播放

④ 按下暂停按钮

·暂停按钮图标变为播放按钮图标

·挂起进度条任务

·暂停Wav文件或MP3文件的播放

⑤ 按下切换到下一首按钮

·文件偏移标志MusicFileOffset加1，停止当前音乐的播放，激活SD卡任务

⑥ 按下打开按钮

·停止Wav文件或MP3文件的播放的播放，记录当前文件偏移标志，挂起SD卡任务

·删除MP3播放界面上的控件

·显示歌曲选择列表界面

⑦ 按下OK按钮

·删除歌曲选择列表界面上的控件

·显示MP3播放界面

·改变文件偏移标志MusicFileOffset，唤醒SD卡任务

⑧ 按下Back按钮

·删除歌曲选择列表界面上的控件

·显示MP3播放界面

·唤醒SD卡任务，播放进入歌曲选择界面之前的音乐

（6）进度条任务

歌曲的播放进度与歌曲的播放也是同步的，需要一个单独的任务来实现。该任务的实现比较简单，每延时1s，设置一次播放进度条的值，这个值是每次增加1的，这样就可以实现播放进度的显示。

在该任务中还实现了播放时间的显示，歌曲播放的总时间在PlayWavTask任务或DecodeTask任务中获取，播放时间也是同步显示的，跟播放进度的处理一样，每延时1s，时间值加1。

（7）歌词显示任务

这里只能显示LRC格式的歌词，而且歌词名必须与歌曲名完全一致才可识别。

LRC 歌词是一种包含着“[*:*]”形式的“标签(tag)”的、基于纯文本的歌词专用格式。最早由郭祥祥先生(Djohan)提出并在其程序中得到应用。这种歌词文件既可以用来实现卡拉OK功能（需要专门程序），又能以普通的文字处理软件查看、编辑。当然，实际操作时通常是用专门的LRC歌词编辑软件进行高效编辑的。LRC格式的歌词文件读取起来比较简单，这里就不详细介绍了。程序中大致处理流程是这样的：

在播放音乐之前，先把歌词文件的每个时间标签标示的一行存储到一个链表中。然后在歌词显示任务中，在LCD屏上显示一行歌词之后，等待一段时间（这个时间差与前后两行歌词的时间标签有关），然后再显示下一行歌词，直到显示结束。

（8）GUI任务

GUI任务中主要初始化UCGUI，以及显示MP3的播放界面，内容如下：

void GUITask(void)

{

        GUITask_EvtFlag = CoCreateFlag(1, 0);

        GUI_Init();

        CoSetFlag(GUITask_EvtFlag);

        while (1)

        {

               CoWaitForSingleFlag(GUITask_EvtFlag, 0);

               /* MP3进入主界面 */

               MP3_GUISel = MP3_GUI_MAIN;

               Draw_MP3_Interface();

        }

}

到目前为止，MP3的设计结束了，附件里是我们MP3设计具体实现时的一些代码，有兴趣的读者可以下载一看。

MP3源码:CooCox_MP3v1.5.rar