基于AVR EVK1105平臺(tái)的兒童伴睡寶方案設(shè)計(jì)

一、項(xiàng)目概述

1.1 引言

隨著人們生活節(jié)奏的不斷加快，許多人都被工作忙的焦頭爛額，很難有時(shí)間進(jìn)行放松休息。然而，回到家中，又要面臨嗷嗷待哺的孩子，晚上不能有個(gè)充足的睡眠，白天還要按時(shí)上班，相信沒(méi)有幾個(gè)人能正常的工作，為了減輕家長(zhǎng)的負(fù)擔(dān)，我們特意設(shè)計(jì)一款基于AVR EVK1105平臺(tái)的兒童伴睡寶，使兒童可以在優(yōu)美的音樂(lè)或者動(dòng)人的童話(huà)故事中安靜的入睡，希望這臺(tái)兒童伴睡寶能夠帶給家長(zhǎng)帶來(lái)不一樣的驚喜。

1.2 項(xiàng)目背景/選題動(dòng)機(jī)

32位的 AVR EVK1105開(kāi)發(fā)平臺(tái)為音頻處理提供了便利，可達(dá)到32位微控制器在高保真音頻解碼和流媒體應(yīng)用中的最先進(jìn)水平，并且其提供的AT32UC3A0512包含通用MP3播放器的相關(guān)硬件和軟件，為開(kāi)發(fā)提供的充分的硬件平臺(tái)。

同時(shí)，眾所周知，睡前故事是每個(gè)孩子的夢(mèng)想，也是每個(gè)家長(zhǎng)想給孩子的一份愛(ài)，讓兒童伴睡寶代替家長(zhǎng)陪伴孩子度過(guò)一個(gè)溫馨的夜晚，充分肯定了兒童伴睡寶的實(shí)用性，并且，本產(chǎn)品為環(huán)保綠色產(chǎn)品。

二、需求分析

2.1 功能要求

本設(shè)計(jì)產(chǎn)品主要供兒童使用，兒童可以根據(jù)自己的喜好進(jìn)行操作，例如：選擇自己喜歡聽(tīng)的故事，喜歡聽(tīng)的童謠，包括如下功能：

1．音樂(lè)播放：當(dāng)用戶(hù)選擇播放類(lèi)別為音樂(lè)時(shí)，為用戶(hù)播放指定的音樂(lè)

2．故事播放：當(dāng)用戶(hù)選擇播放類(lèi)別為故事時(shí)，為用戶(hù)播放指定的故事，兒童可以選擇自己喜歡聽(tīng)的故事。

3．定時(shí)功能：具有定時(shí)功能，時(shí)間到了自動(dòng)停止播放

4．升級(jí)功能：用戶(hù)通過(guò)更改SD卡的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)升級(jí)功能

5．模式設(shè)定：用戶(hù)可以選擇播放模式，如單曲循環(huán)，目錄循環(huán)等模式

2.2 性能要求

1．低功耗：

AT32UC3A0512芯片具有高性能、低功耗的特點(diǎn)，并使用可改寫(xiě)的精簡(jiǎn)指令集，給開(kāi)發(fā)者提供了充足的發(fā)揮空間

2．穩(wěn)定性：

在多個(gè)按鍵被同時(shí)按下時(shí)，系統(tǒng)能夠選擇一個(gè)合適的鍵進(jìn)行響應(yīng)

3．實(shí)用易用性：

簡(jiǎn)單易用，適合兒童使用，能夠給人們的生活帶來(lái)方便

4. 實(shí)用性

用AT32UC3A0512主芯片以及其他硬件資源，為用戶(hù)提供高音質(zhì)音頻播放

4．安全性：

低電壓運(yùn)行，不會(huì)對(duì)兒童帶來(lái)傷害

三、方案設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理：

升級(jí)原理：主芯片通過(guò)USB接口與PC機(jī)相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，完成系統(tǒng)的升級(jí)及數(shù)據(jù)更新

通過(guò)總線(xiàn)系統(tǒng)與外部存儲(chǔ)器SD卡相連。

音頻處理：通過(guò)AD轉(zhuǎn)換器和DA轉(zhuǎn)換器完成音頻的處理。

用戶(hù)接口：系統(tǒng)通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)用戶(hù)輸入，進(jìn)行定時(shí)，播放模式，音頻的選擇等操作通過(guò)LCD顯示屏同步顯示當(dāng)前狀態(tài)

3.2 硬件平臺(tái)選用及資源配置

根據(jù)功能需求，本系統(tǒng)選用EVK1105平臺(tái)。

使用的資源：

1．主芯片：AT32UC3A0512

2．LCD顯示屏：畫(huà)面顯示、觸摸輸入

3．SD卡：故事、音樂(lè)的存儲(chǔ)

4．按鍵：輸入

5．喇叭：揚(yáng)聲器

6．電源輸入：給系統(tǒng)提供電源

7．USB接口：數(shù)據(jù)傳輸

3.3系統(tǒng)軟件架構(gòu)

系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)框圖

3.4 系統(tǒng)軟件流程

程序運(yùn)行流程圖1

當(dāng)用戶(hù)按下電源鍵時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行初始化，等待用戶(hù)輸入，有輸入則進(jìn)行按鍵解析，判斷用戶(hù)輸入的是哪個(gè)按鍵。

程序運(yùn)行流程圖2

按鍵類(lèi)型有三種：模式選擇、播放類(lèi)別和定時(shí)。（可根據(jù)需要，進(jìn)行增加）

若用戶(hù)選擇的是模式選擇按鍵，則解析按鍵是單曲循環(huán)還是順序播放，進(jìn)行相應(yīng)的播放。

若用戶(hù)選擇的是播放類(lèi)別按鍵，則解析按鍵是故事播放還是音樂(lè)播放，進(jìn)行相應(yīng)的播放。

程序運(yùn)行流程圖3

若用戶(hù)選擇的是定時(shí)按鍵，則開(kāi)始進(jìn)行倒計(jì)時(shí)播放，不停地進(jìn)行時(shí)間檢測(cè)，當(dāng)計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，關(guān)閉系統(tǒng)。

3.5 系統(tǒng)預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)結(jié)果

能夠快速準(zhǔn)確地響應(yīng)用戶(hù)的輸入，根據(jù)按鍵的不同類(lèi)型，進(jìn)行不同的處理。用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要?jiǎng)討B(tài)選擇播放模式，定時(shí)時(shí)長(zhǎng)，播放內(nèi)容。簡(jiǎn)單易行。