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硬件概述

MP3 Player Shield 的核心是 VS1053B 音頻編解碼器 IC。VS1053B 是一款多才多藝的小芯片。除了 MP3 之外，它還可以解碼 Ogg Vorbis、AAC、WMA 和 MIDI。（它還能夠?qū)?a target='_blank' class='arckwlink_none'>音頻進(jìn)行編碼，盡管這超出了 MP3 Shield 的范圍。）

支持 VS1053 的是一個(gè) μSD 卡插槽，您可以使用它來(lái)存儲(chǔ) MP3 文件。使用 Arduino SD 庫(kù)，很容易從 SD 卡中讀取音樂(lè)文件，并將它們流式傳輸?shù)?VS1053B。板上還有額外的電路可以將信號(hào)電平轉(zhuǎn)換到 SD 卡允許的最大值 3.3V。

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以下是 MP3 Player Shield 上重要連接器和其他組件的快速概覽：

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在上圖中，藍(lán)色標(biāo)簽是 VS1053 MP3 編解碼器 IC 使用的引腳，紅色標(biāo)簽用于與 μSD 卡通信，紫色標(biāo)簽的引腳由兩個(gè)組件使用（耶 SPI！）。

使用了哪些引腳？

MP3 Player Shield 需要專(zhuān)門(mén)使用少量引腳。這些引腳不能用于與其他設(shè)備接口：

D2 連接到 VS1053B 的數(shù)據(jù)請(qǐng)求輸出。該引腳是一個(gè)中斷，它告訴 Arduino IC 需要更多音樂(lè)數(shù)據(jù)。

D6 連接到 VS1053B 的片選輸入。該低電平有效引腳告訴芯片何時(shí)向其發(fā)送數(shù)據(jù)。

D7 連接到 VS1053B 的數(shù)據(jù)片選輸入，它告訴芯片何時(shí)發(fā)送音樂(lè)數(shù)據(jù)。

D8 連接到 VS1053B 的復(fù)位輸入。

D9 連接到 μSD 卡的片選輸入。

Arduino 的三個(gè) SPI 數(shù)據(jù)和時(shí)鐘引腳——D11、D12 和 D13——可用于連接其他 SPI 組件。但是，它們不能用于 SPI 以外的任何目的。

哪些引腳是免費(fèi)的？

哇！屏蔽確實(shí)用掉了很多引腳，但這里的引腳仍然可用于連接其他組件。

硬件 UART 引腳——RX 和 TX——在引腳 0 和 1

D5 和 D10（PWM 引腳！）

所有模擬引腳（A0 到 A5）。

可選引腳跳線(xiàn)

我們還沒(méi)有提到的兩個(gè)引腳是 D3 和 D4，它們分別連接到 VS1053B 的 MIDI-In 和 GPIO1 引腳。這些引腳的使用是可選的。大多數(shù) MP3 播放功能不需要它們，包括我們將在本教程中展示的示例。

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要禁用這些引腳中的任何一個(gè)，可以使用愛(ài)好刀切割其標(biāo)簽旁邊的跳線(xiàn)。

輸出音頻

從 MP3 Player Shield 驅(qū)動(dòng)音頻有兩種選擇。最簡(jiǎn)單、即插即用的選項(xiàng)是將一些耳機(jī)插入板載 3.5 毫米立體聲音頻插孔中。有源（有源）揚(yáng)聲器也可以插入此插孔，但僅 VS1053B 本身并沒(méi)有足夠的功率來(lái)驅(qū)動(dòng)低阻抗無(wú)源揚(yáng)聲器。

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左右聲道以及音頻接地也被分到耳機(jī)插孔旁邊的 0.1" 接頭上。您可以使用這些引腳連接到揚(yáng)聲器或放大器輸入。

線(xiàn)路輸出警告

如果您要將揚(yáng)聲器輸出連接到功率放大器或電路，請(qǐng)務(wù)必閱讀 VLSI 的連接模擬輸出應(yīng)用說(shuō)明。

“R”和“L”旁邊標(biāo)有“-”的引腳連接到 VS1053B 上的“GBUF”引腳。該引腳不接地，不應(yīng)接地！它在 VS1053B 內(nèi)部偏置為 1.25V。例如，如果 GBUF 連接到 PC 上的線(xiàn)路輸入，它可以在 PC 側(cè)接地并形成接地回路。

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如果 GBUF 連接到放大器接地，則可能會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的（對(duì) VS1053B 而言）電流回路。（來(lái)自 VS10XX 模擬輸出應(yīng)用說(shuō)明。）

不要那樣做！VLSI 應(yīng)用筆記有一些推薦的電路（見(jiàn)第 3.1 和 3.2 節(jié)），以幫助避免此類(lèi)問(wèn)題。

組裝和準(zhǔn)備

在我們開(kāi)始上傳代碼和流式傳輸一些曲調(diào)之前，首先需要完成一些準(zhǔn)備步驟。您需要在屏蔽層上焊接一些東西，并準(zhǔn)備一張 μSD 卡。

添加標(biāo)題

要開(kāi)始使用屏蔽，您需要焊接一些接頭。如果您希望保持屏蔽層可堆疊，可堆疊接頭可能是最佳選擇。否則，直男頭也可以。

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一個(gè) MP3 Player Shield，上面焊接了可堆疊的接頭。

查看我們的屏蔽組裝指南，獲取更多有關(guān)將接頭添加到屏蔽的幫助。

MP3 文件和 μSD 卡設(shè)置

在連接的這個(gè)階段，您可能還想開(kāi)始準(zhǔn)備您的 μSD 卡。首先，確保它的格式正確。我們將使用的 SDFat Arduino 庫(kù)僅支持格式化為 FAT16 或 FAT32 的卡。您的卡可能已經(jīng)格式化為這些標(biāo)準(zhǔn)之一，但仔細(xì)檢查并沒(méi)有什么壞處。

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您可能還需要準(zhǔn)備音樂(lè)文件。VS1053B 能夠播放 MP3、AAC、WMA、MIDI 和 Ogg Vorbis 音頻文件。VS1053B 支持每種文件類(lèi)型的各種采樣率和比特率。查看數(shù)據(jù)表（從第 8 節(jié)開(kāi)始——第 26 頁(yè)），確保支持您的音頻文件。例如，MP3 支持高達(dá) 320 kbps 的比特率和 48 kHz 的采樣率。

最后，在將音頻文件加載到 SD 卡之前，您需要修改它們的名稱(chēng)。SDFat 庫(kù)僅支持“8.3”文件名——即 '.' 之前的八個(gè)字符。和后面的三個(gè)字符（例如“track001.mp3”）。此外，我們稍后將使用的一些示例代碼要求使用特殊約定命名音頻文件。在 MP3 觸發(fā)器示例中，文件需要命名為“track001.mp3”、“track002.mp3”等。

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使用 SFEMP3Shield 庫(kù)

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SFEMP3Shield Arduino 庫(kù) - 由 Bill Porter、Michael Flaga、ddz 和 Wade Brainerd 合作編寫(xiě) - 是 MP3 Player Shield 的驚人資源。結(jié)合同樣出色的 SdFat 庫(kù)，SFEMP3Shield 極大地簡(jiǎn)化了與 VS1053 連接和使用 MP3 Player Shield 的任務(wù)。

我們建議將 SFEMP3Shield 庫(kù)與此屏蔽一起使用。在此頁(yè)面上，我們將介紹如何安裝和使用該庫(kù)。在下一頁(yè)，我們將使用它制作一個(gè)有趣的示例草圖。

安裝 SFEMP3Shield 庫(kù)

要下載最新版本的 SFEMP3Shield，請(qǐng)單擊庫(kù) GitHub 頁(yè)面上的“下載 ZIP”鏈接。您還應(yīng)該能夠直接從這里獲取它。

此 GitHub 存儲(chǔ)庫(kù)已包含 SdFat 庫(kù)的副本，因此您已被覆蓋。

您提取的“Sparkfun-MP3-Player-Shield-Arduino-Library-master”文件夾中應(yīng)該有一些文件夾。“SFEMP3Shield”和“SdFat”文件夾尤其需要安裝為 Arduino 庫(kù)。如需安裝庫(kù)的幫助，請(qǐng)查看我們的安裝 Arduino 庫(kù)教程。您需要將這兩個(gè)文件夾放在您的 Arduino 速寫(xiě)本中（默認(rèn)情況下在您的 home/Arduino 文件夾中）。安裝后，您的文件結(jié)構(gòu)應(yīng)如下所示：

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現(xiàn)在重新啟動(dòng) Arduino（如果它已打開(kāi)），并在“Sketch”>“Import Library”菜單下檢查以確保“SFEMP3Library”和“SdFat”都列在那里。

上傳示例草圖

SFEMP3Shield 庫(kù)包含一些有趣的示例草圖，展示了其所有令人敬畏的能力。首先，嘗試加載“FilePlayer”示例，方法是轉(zhuǎn)到“File”>“Examples”>“SFEMP3Shield”>“Examples”>“FilePlayer”。

確保 MP3 Player Shield 舒適地坐在您的 Arduino 上，然后上傳！

上傳后，打開(kāi)串行監(jiān)視器并將波特率設(shè)置為 115200 bps。一旦草圖初始化，它應(yīng)該為您提供一個(gè)可導(dǎo)航的菜單：

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希望在菜單底部，您會(huì)看到草圖在您的 SD 卡上找到的 MP3 文件列表。嘗試發(fā)送一個(gè)帶有填充零的 3 位數(shù)字（例如 001、003 等），以使列出的文件之一開(kāi)始播放。你現(xiàn)在開(kāi)槽了嗎？

如果太安靜，請(qǐng)嘗試使用“+”命令調(diào)高音量，或使用“-”調(diào)低音量。還有各種其他有趣的選擇可以嘗試。

有用的 SFEMP3Shield 庫(kù)文檔

如果您正在尋求使用 SFEMP3Shield 的幫助，請(qǐng)首先查看其支持網(wǎng)站的主頁(yè)。那里有一些很好的故障排除信息。

要深入研究代碼，您可以查看他們的 GitHub 存儲(chǔ)庫(kù)。還有一個(gè)有用的 SFEMP3Shield 類(lèi)參考指南，其中列出了該庫(kù)提供的所有功能。

在下一頁(yè)，我們將使用 MP3ShieldLibrary 制作一個(gè)示例草圖，以展示它的一些更基本的功能。

示例草圖：MP3 觸發(fā)器

無(wú)論是紅色還是紫色，每個(gè)人都喜歡好的 MP3 觸發(fā)器。只需一個(gè)簡(jiǎn)單的按鈕或開(kāi)關(guān)即可觸發(fā)歌曲或音效。讓我們使用 MP3 Player Shield 庫(kù)來(lái)制作一個(gè)可以與大男孩競(jìng)爭(zhēng)的 MP3 觸發(fā)器。

這是一個(gè)簡(jiǎn)單的示例，展示了如何使用 SFEMP3Shield 庫(kù)播放和停止曲目。使用引腳 0、1、5、10 和 A0-A4，屏蔽最多可以觸發(fā) 9 個(gè)軌道。A5 可用于停止當(dāng)前播放的曲目。

第 1 步：設(shè)置 SD 卡

在將 μSD 卡插入屏蔽之前，您需要重命名 MP3 文件。九個(gè)曲目中的每一個(gè)都需要從“track001.mp3”到“track009.mp3”進(jìn)行具體命名。

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第一個(gè)觸發(fā)器 - D0 - 將播放名為“track001.mp3”的 MP3，第二個(gè)觸發(fā)器 - D1 - 將播放“track002.mp3”，依此類(lèi)推，直到 A4 將播放“track009.mp3”。

第 2 步：設(shè)置硬件

當(dāng)然，Shield 會(huì)為您完成大部分硬件設(shè)置。除了將屏蔽貼在 Arduino 上之外，您還需要找一些東西來(lái)觸發(fā)引腳。您可以使用一個(gè)開(kāi)關(guān)，其中有很多選項(xiàng)，或者您可以只使用一根簡(jiǎn)單的跳線(xiàn)將一個(gè)觸發(fā)引腳接地。

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您可以將耳機(jī)插入板載插孔以收聽(tīng)，或者，如果您想使用它，可以使用三個(gè)斷開(kāi)的“揚(yáng)聲器”引腳。這是我們結(jié)合了 MonoAmp Breakout 和 8 Ω 揚(yáng)聲器的設(shè)置：

第 3 步：加載代碼

這是我們的 MP3 Shield 觸發(fā)器草圖。從下面復(fù)制/粘貼，或在此處下載：

語(yǔ)言：c

/*

MP3 屏蔽觸發(fā)器

作者：吉姆·林德布洛姆

火花電子

日期：2013年9月23日

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這是 SparkFun MP3 Shield 的示例 MP3 觸發(fā)器草圖。

引腳 0、1、5、10、A0、A1、A2、A3 和 A4 設(shè)置為觸發(fā)軌道

“track001.mp3”、“track002.mp3”等加載到 SD 卡上

護(hù)盾。每當(dāng)這些引腳中的任何一個(gè)對(duì)地短路時(shí)，

他們各自的曲目將開(kāi)始播放。

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當(dāng)一個(gè)新的 pin 被觸發(fā)時(shí)，當(dāng)前正在播放的任何曲目都會(huì)

停止，新的將開(kāi)始。

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A5 設(shè)置為在觸發(fā)時(shí)全局停止播放曲目。

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如果您需要更多觸發(fā)器，請(qǐng)使用針腳 3 和 4 上的屏蔽跳線(xiàn)

（MIDI-IN 和 GPIO1）可以切開(kāi)并用作附加

觸發(fā)銷(xiāo)。此外，因?yàn)橐_ 0 和 1 用作觸發(fā)器

串行不可用于調(diào)試。將它們禁用為

如果要使用串行，則觸發(fā)。

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大部分代碼是從 FilePlayer 示例中獲取的

包含在 SFEMP3Shield 庫(kù)中。主要感謝比爾

波特和邁克爾弗拉加，再次，為這個(gè)了不起的圖書(shū)館！

*/

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#include // SPI 庫(kù)

#include // SDFat 庫(kù)

#include // SDFat Util 庫(kù)

#include // Mp3 屏蔽庫(kù)

?

SdFat 標(biāo)準(zhǔn)差；// 創(chuàng)建對(duì)象來(lái)處理 SD 函數(shù)

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SFEMP3Shield MP3播放器；// 創(chuàng)建 Mp3 庫(kù)對(duì)象

// 這些變量在 MP3 初始化時(shí)用來(lái)設(shè)置

// 一些立體聲選項(xiàng)：

常量 uint8_t 體積 = 0；// MP3 播放器音量 0=最大，255=最低（關(guān)閉）

const uint16_t monoMode = 1; // 單聲道設(shè)置 0=off, 3=max

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/* 引腳設(shè)置 */

#define TRIGGER_COUNT 9

int triggerPins[TRIGGER_COUNT] = {0, 1, 5, 10, A0, A1, A2, A3, A4};

int stopPin = A5；//此引腳觸發(fā)軌道停止。

整數(shù)最后觸發(fā)器 = 0；// 這個(gè)變量跟蹤正在播放的曲調(diào)

?

無(wú)效設(shè)置（）

{

/* 將所有觸發(fā)引腳設(shè)置為輸入，激活上拉：*/

for (int i=0; i

{

pinMode(triggerPins[i], INPUT_PULLUP);

}

pinMode(stopPin, INPUT_PULLUP);

?

初始化SD（）；//初始化SD卡

initMP3Player(); // 初始化 MP3 屏蔽

}

?

// 循環(huán)所做的就是不斷地單步執(zhí)行觸發(fā)器

//引腳以查看是否拉低。如果是，它將停止任何

// 當(dāng)前播放曲目，并開(kāi)始播放新曲目。

無(wú)效循環(huán)（）

{

for (int i=0; i

{

if ((digitalRead(triggerPins[i]) == LOW) && ((i+1) != lastTrigger))

{

最后觸發(fā) = i+1; // 更新 lastTrigger 變量為當(dāng)前觸發(fā)器

/* 如果正在播放另一首曲目，請(qǐng)停止：*/

如果 (MP3player.isPlaying())

MP3player.stopTrack();

?

/* 使用 playTrack 函數(shù)播放編號(hào)的曲目： */

uint8_t 結(jié)果 = MP3player.playTrack(lastTrigger);

// 這里的另一種選擇是使用

// playMP3(fileName) 函數(shù)，只要你映射

// 觸發(fā)引腳的文件名。

?

if (result == 0) // playTrack() 成功返回 0

{

// 成功

}

else // 否則有錯(cuò)誤，檢查代碼

{

// 以某種方式打印錯(cuò)誤代碼

}

}

}

//循環(huán)并檢查觸發(fā)引腳后，檢查到

// 查看是否觸發(fā)了 stopPin (A5)。

if (digitalRead(stopPin) == LOW)

{

最后觸發(fā)器 = 0; // 重置 lastTrigger

// 如果正在播放另一首曲目，請(qǐng)停止。

如果 (MP3player.isPlaying())

MP3player.stopTrack();

}

}

?

// initSD() 初始化 SD 卡并檢查錯(cuò)誤。

無(wú)效初始化SD（）

{

//初始化SD卡。

if(!sd.begin(SD_SEL, SPI_HALF_SPEED))

sd.initErrorHalt();

if(!sd.chdir("/"))

sd.errorHalt("sd.chdir");

}

?

// initMP3Player() 設(shè)置所有的初始化

// MP3 播放器屏蔽。它運(yùn)行 begin() 函數(shù)，檢查

// 對(duì)于錯(cuò)誤，如果找到則應(yīng)用補(bǔ)丁，并設(shè)置音量/

//立體聲模式。

無(wú)效的 initMP3Player()

{

uint8_t 結(jié)果 = MP3player.begin(); // 初始化 mp3 播放器屏蔽

if(result != 0) // 檢查結(jié)果，錯(cuò)誤代碼見(jiàn)自述文件。

{

// 錯(cuò)誤檢查可以到這里！

}

MP3player.setVolume(音量, 音量);

MP3player.setMonoMode(monoMode);

}

檢查代碼中的注釋以獲取分步演練。這個(gè)例子展示了使用 MP3 Player Shield 是多么容易（非常感謝 Bill Porter 和 Michael Flaga 的庫(kù)）。調(diào)用 MP3player.playTrack() 函數(shù)開(kāi)始一首歌曲，并使用 MP3player.stopTrack() 調(diào)用停止它。

第 4 步：觸發(fā)一些曲調(diào)

加載草圖后，您所要做的就是將其中一個(gè)觸發(fā)銷(xiāo)（0、1、5、10、A0、A1、A2、A3、A4）接地。當(dāng)一個(gè)新的觸發(fā)引腳接地時(shí)，任何當(dāng)前正在播放的歌曲都將停止，與之相關(guān)的 MP3 文件將開(kāi)始播放。如果要停止軌道，請(qǐng)將 A5 短暫接地。

您可以將這些觸發(fā)引腳中的任何一個(gè)連接到各種按鈕或開(kāi)關(guān)，或者只需使用一根電線(xiàn)將它們暫時(shí)短接到地。

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