原创 VS1003播放音乐成功

玩MP3播放，之前已经实现了VS1003的正弦波测试，从耳机可以听到一定频率的声音了。之后开始写程序，希望从MMC/SD卡读取文件发送到VS1003播放。我的板子上MMC卡和VS1003都接在同一个硬件SPI接口上，靠不同的片选控制。程序的思路就是单片机从MMC卡读取一个扇区（512字节）的音频文件暂存在SRAM中，然后再依次将其发送到VS1003的串行数据口（SDI），循环以上过程从而实现音频文件的播放。原理还是很简单的，但是编出来的程序却不能播放声音出来，通过串口输出的调试信息看到有数据传送，可就是不响。经过仔细检查程序发现是引用的一个函数的变量类型指定错了（应该为unsigned int，写成了unsigned char）。排除这个错误后再实验，更新程序，上电运行，初始化MMC卡和VS1003，发命令开始播放文件，从耳机里传来了久违的音乐声。当时还是很激动的，毕竟从能出声（正弦波）到能放音乐之间花费的时间太久了。
能播放MP3之后又试了WMA，也是没有问题的。接下来的就是选不同的MP3文件进行码率测试了。最初，程序能流畅播放8，16，24，32，48，64kbps文件，再往上就会卡，估计是文件传送的速度不够快，开始优化程序。首先把SPI的时钟调到8Mhz，再实验，感觉好了点，但改善不大。问题出在哪呢？回过头来再看程序，读MMC卡的函数里我使用了循环，循环512次每次读一个字节，这样完成一个block的读取，发送数据到VS1003的函数也是如此。这样写程序层次感很好，但感觉循环的开销太大了（因为是512次循环，变量还必须用int型的）。于是改程序，在读扇区函数里每次循环读8字节数据，只需循环64次了，VS1003函数也同样修改。这样再试验，板子已经可以流畅播放128kbps的MP3，峰值数据传输率达到140k。有了这次的成功，我继续对程序优化，再次修改MMC_read()，每次循环读64字节数据，循环8次。VS1003_write()中每次循环读32字节数据，循环16次（数据手册说VS1003在芯片空闲时，至少能接收32字节数据，再多就需要查询DREQ引脚状态再判断）。这回提升的效果也很让人振奋，播放160k码率文件很流畅，换用高码率文件测试峰值数据传输速率172kbps。优化程序的成就感还是很大的：）
之后又对SPI中断函数动了手术，去掉了关中断和开中断的语句（因为我的中断函数中执行的语句就2条），尽量压缩处理时间。另外在SPI发送数据后有一个等待发送完成的检测环节，必须等SPI发送完毕才可以进行下一次发送，经过分析后，我发现这个检测可以去掉，因为我的SPI时钟已经达到8M，CPU工作在33M，STC宏晶的数据手册上显示一条指令大都在2-3个时钟周期内才可以完成，再加上每次SPI发送后我都需要移动指针（又是一条指令），而这时SPI发送早已完成。因此可以不必检测，直接再次发送数据。按照这个思路修改程序后，我的板子解码速度已经达到272kbps了，后来又做了些小的修改最高解码速率稳定在280kbps。至此，除了320k CBR编码的MP3播放有点卡以外，其他各种音频文件已没有任何问题（当然得是VS1003支持的格式：））。
在这个程序的开发过程中，我深深地感到仔细很重要，另外，有时候可以突破陈规大胆尝试（去掉SPI发送完毕检测就是一例）。现在模式只能顺序播放MMC卡中指定区域的数据，下一步我准备移植FAT文件系统到MCU上，这样就可以按文件播放了。希望我的经历对同样在用STC单片机，VS1003的朋友有所益处。

STC12+VS1003播放MP3程序开发历程
控制VS1003成功-〉播放正弦波-〉播放MP3成功-〉性能提高-〉64kbps-〉112kbps-〉140kbps-〉172kbps-〉272kbps-〉280kbps