基于嵌入式USB主机和ZigBee技术的无线音响系统计算机系统应用2010年第19卷第8期基于嵌入式USB主机和ZigBee技术的无线音响系统①潘峰杨顺何伟(辽宁工程技术大学电子与信息工程学院辽宁葫芦岛1251O5)摘要:关键词:现阶段家用音响系统采用有线方式布线复杂,不易改动,而采用蓝牙技术无线传输音频数据系统成本过高.基于以上问题,设计了以TI公司的MSP430F1611为主控芯片,控制USB接口芯片CH375读取U盘内rap3音频文件,并将其数据流通过ZigBee网络传送给分节点,最后经音频解码芯片VS1003解码输出的低成本,低功耗无线音响系统,将嵌入式USB主机和ZigBee技术创新性地应用于家用音响系统的无线数据传输.嵌入式USB主机;ZigBee;CH375:MSP430;智能家居WirelessSoundSystemBasedonEmbeddedUSB—HoSTDeviceandZigBeeTechnologyPANFeng,YANGShun,HEWei(DepartmentofElectronicandInformationEngineering,LiaoningTechnicalUniversity,Huludao125105,China)Abstract:Currently,thewiredmodeinhouseholdaudiosystemiscomplexanddifficulttochange,whereasitcoststoomuchtouseBluetoothtotransmitaundiodata.Basedontheseissues,wedesignalow?coSt,low-powerwirelessaudiosystemwhichusesTI’SMSP430F161lasthemasterchiptocontroltheUSBinterfacechipCH375toreadmp3audiofilesinsideaUdisk,andtransmitsthedatastreamsthroughZigBeenetworktothesub?node,thendecodeandoutputthesignalbyaudiodecoderchipVS1003.ItinnovativelyusesembeddedUSB—HOSTandZigBeetechnologyindomesticsoundsystemandachievesthewirelesstransmissionofaudiodata.Keywords:embeddedUSB?HOSTdevice;ZigBee;CH375;MSP430;smarthome1引言近几年来,随着嵌入式系统技术,网络通讯技术以及家电产业的迅猛发展,信息技术正逐渐渗透到人们的生活当中,智能家居设计也渐渐进八视野.然而,现阶段的智能家居设计,多采用有线设计,存在着系统结构复杂,不易改动等缺点【ll.本文设计了一种基于嵌入式USB主机的家用无线音响系统,可以实现在不连接PC机的情况下直接读取U盘或mp3中的音频数据,并通过ZigBee无线网络传输给家庭内部各个位置上的分节点,实现家庭音响的无线播放mp3的功能,将人们从繁杂的布线中解放出来.①收稿时间:2009—11-25;收到修改稿时间:2009-12-3134系统建设SystemConstruction2系统结构系统主要由嵌入式USB主机和ZigBee分节点播放器组成.而USB主机又是系统设计的关键,主要由USB接口,MCU控制器,ZigBee主节点和电源模块等组成,系统结构如图1所示.系统处理流程为:本地端控制器MSP430通过CH375按照相应的USB协议,读取U盘或MP3中的音频文件,并将其传输给ZigBee主节点.ZigBee主节点利用ZigBee网络将音频信号发送给位于不同位置的ZigBee分节点.分节点接收到信号后,经2010年第19卷第8期计算机系统应用过处理,将数字信号传送给音频解码芯片,经解码后实现音频输出.图1系统结构3系统硬件设计3.1USB接口部分3.1.1CH375介绍CH375是一个USB总线的通用接口芯片,支持USB—HOST主机方式和USB—DEVlCE/SE设备方式.在本地端,CH375具有8位数据总线和读,写,片选控制线以及中断输出,可以方便地挂接到单片机/DSP/MCU/MPU等控制器的系统总线上.CH375的USB主机方式支持常用的USB全速设备,外部单片机可以通过CH375按照相应的USB协议与USB设备通讯.CH375还内置了处理Mass-Storage海量存储设备的专用通讯协议的固件,通常情况下,外部单片机不需要编写固件程序,就可以直接以扇区为基本单位读写常用的USB存储设备(包括USB硬盘/USB闪存盘/U盘)【2】.3.1.2U盘接口电路设计由于CH375和单片机采用并行方式通信传输速度快,编程简单,所以本设计采用并行连接方式.CH375并行接口电路在CH375芯片的复位期问,TXD引脚用于选择通讯接口.如果CH375在复位期间检测到TXD引脚为低电平则启用并行接口.硬件连接方式如下:CH375的8位双向数据总线D7～DO,中断输出引脚INT#,读选通输入引脚RD#,写选通输入引脚WR#以及地址输入引脚A0分别接MSP430的P3口,P1.O,P4.4,P4.5,P4.6脚,由于在本系统中CPU只有一片CH375扩展,所以片选输入引脚CS#接地选通,接口电路如图2所示.3.2主控制器与ZigBee无线...