一、项目简介

该项目是我的单片机课设内容，起因是我比较喜欢音乐，和想综合以往学习到的内容，便蹭着此次课设的单片机设计要求，设计了个基于 STM32F103RCT6 的多功能 MP3 播放器。

这个项目最初只是我的单片机课设，但我不想只做“又一个MP3”。

我想做一套“能教人的嵌入式全栈方案”：

1. UI框架：我自己写的，2.5KB Flash，270B RAM，支持中文菜单、滑条、选择器、弹窗，只为教学可控；
2. 按键状态机：我自己写的，支持单击/双击/三连击/长按/持续按住，适合讲解“如何不阻塞地处理按键”；
3. FATFS扩展：我封装了一套“按索引进入文件夹/返回上级/获取文件数”的API；
4. FreeRTOS多任务：解码+UI+按键+电量+RTC，零死锁，适合讲解任务划分与通信；
5. MP3软解码：Helix解码器+DMA双缓冲，35KB RAM跑起来，适合讲解音频流程；
6. 音频输出对比：滑动开关切换STM32 DAC vs I2S DAC，16bit vs 12bit，适合教学对比；

我不是为了做个MP3，我是为了写一套“能教人的嵌入式全栈方案”，

此项目支持 SD 卡音乐软解码播放、RTC 时钟、OLED 多级菜单 UI、耳机\喇叭输出音频、电量检测、按键状态机、FreeRTOS+FATFS 等，是一个开源的低成本MP3项目
所有代码开源，模块化设计，适合学习、复刻、二次开发。

B站演示视频：

【MP3-STM32F1歌词快进退-播放蓝莲哈吉米音乐】

https://www.bilibili.com/video/BV1jzxnzqES6/?share_source=copy_web&vd_source=7b1acd6a119e9aec0e26e5a271c3f727 

 

Gitee开源地址 https://gitee.com/Wang2869902214/lichuang-mp3.git

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复刻必看内容 请查看第四点

 

   

    

    

二、项目功能

功能模块	描述
主控芯片	STM32F103RCT6（72MHz，256KB Flash，48KB RAM）
音频输出	MS4344（I2S DAC）+ FM8002A（功放）+ 3.5mm耳机孔 + 1.25mm喇叭座
显示模块	1.3寸 OLED（SSD1306），支持中文、旋转、对比度调节
存储介质	SD卡（FATFS文件系统）
供电方式	锂电池（TP4057充电）+ VBAT后备电池 + USB供电
用户交互	五个按键（上下左右中）+ RGB LED + 复位键
系统特性	FreeRTOS多任务、RTC时钟、电量检测、Flash参数保存、独立看门狗

当前已实现功能

• MP3播放（支持耳机/喇叭输出）
• SD卡文件浏览与播放
• OLED中文菜单交互
• 音量调节（0~31级）
• RTC时钟（掉电保存）
• 电量检测与显示
• 按键状态机（支持单击/长按/多击）
• 系统设置保存（Flash存储）
• 音频输出源切换（STM32 DAC vs I2S DAC）
• 上位机UI配置工具

待完善功能：

• 收藏音乐功能
• 播放模式（循环/随机/单曲）
• 多格式音频解码（如WAV、FLAC）
• 简易小游戏（贪吃蛇/俄罗斯方块）
• 电子书阅读功能
• SD卡升级Bootloader

三、使用说明

1.正面LED状态指示灯与复位按键

2.正面GPIO按键：

背面电源指示灯：这里的红色LED灯亮起代表系统电源导通，熄灭则代表断电

4.USB充电指示灯：右边靠近USB的绿色LED灯亮起代表电池充满电了或者未插入电池，红色LED灯亮起代表电池还在充电

5.正面GPIO按键说明：

     在菜单界面下：

• 长按\单击上键是选项加
• 长按\单击下键是选项减
• 单击中键是确定
• 长按中键是返回

      在音乐播放界面下：

• 长按\单击上键是音量加
• 长按\单击下键是音量减
• 单击中键是播放\暂停
• 长按中键是返回菜单
• 双击左键是上一曲
• 双击右键是下一曲
• 长按左键是快退
• 长按右键是快进

     在滑条、选择器模式下：

• 长按\单击上键是选项减
• 长按\单击下键是选项加
• 默认1500ms后退出

6.目前接口设计在左手边，如果使用时，左手容易被连接线阻碍，那么可以：
在系统设置中 -> 反转x 并且反转y
让整个屏幕倒置过来

这样就可以让接口在右边了：如图所示

四、复刻须知

1.所需要的主要芯片

元件	型号	参考价
主控	STM32F103RCT6/RET6 /R系列	¥4.5
音频 DAC	MS4344 / CJC4344 同型号即可	¥0.6
功放	FM8002A 2W	¥0.2
OLED	1.3寸 oled焊接版	¥7
电池管理	TP4057	¥0.3
降压芯片	ME6212C33M5G低压差LDO	¥0.3
其他	按键、LED、SD 卡座、耳机座、喇叭座、电池座、滑动开关	¥5
总共	去除运费复刻成本预计	¥15
运费	全部元器件的运费预计	¥10

 

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2.购买电池和喇叭接口与线序：

PCB中喇叭和电池设计的均是MX 1.25mm的卧贴接口，

下面是线序描述：可以选择此类型商品购买，然后和客服沟通选择带什么样的接口，或者直接购买此接口的商品

 

这里需要注意接口线序，从正面看喇叭的接口：上面是 ‘-’，下面是‘+’：需要买带1.25mm插头的”红黑“线序喇叭

正面看电池的接口：上面是‘+’， 下面是‘-’：需要买带1.25mm插头的"黑红"线序电池

 

3.焊接选项

如果不需要切换I2S DAC和STM32的DAC可以省去滑动开关（不影响使用）
直接使用0欧或者铜线将图中的网络连接

4.烧录方法

如果想直接烧录使用，那么可以直接在资料包中的固件文件夹中找到hex文件，直接烧录此文件，烧录方法：

https://blog.csdn.net/Mark_md/article/details/117968440

5.烧录问题（SW DEBUG）

如果出现上图所示，提示STlink连接错误，请检查烧录SW线序是否正确，以及检查VDDA和VDDS引脚是否虚焊，虚焊会导致STlink无法识别

 

6.SD卡默认文件

根目录下需要创建SYSTEM文件夹，将最下方附件内容中的字库文件存入此文件夹，否则中文显示异常

 

7.当前固件运行条件

系统运行默认需要插入SD卡！！，否则屏幕会提示请插入SD卡英文字样，并且所有LED灯亮起

8.屏幕焊接

Oled fpc排线背面放在焊盘上，焊好后翻过来，使用双面胶或者纳米胶粘住屏幕

   

 

9. OLED显示异常

如果屏幕最右边有白线出现的话，可能是屏幕驱动是sh1302，可以在oled.h文件中的宏设置为2即可解决问题

硬件架构

电源选择电路，自动选择USB或VBAT供电，USB给VBAT充电

• 如果存在USB_5V则 Q1的 G极被拉高 所以Q1的D极和S极断开，也就是VABT断开，USB_5V进入电源
• 如果不存在USB_5V Q1的G极因为R6电阻到地被拉低 所以Q1的D极和S极闭合，又因为D4二极管存在，导通后的VBAT不会返回到Q1的G极，所以G极依旧会被R6拉低

采用硬件设计的硬件开关机电路

当连接POWER_KEY的按键按下被拉低后，Q2导通，此时

• 如果POWER引脚的电平是低电平，Q3断开，并且POWER_KEY按键松手，则Q2的G极依然是高电平，Q2断开，系统断电
• 如果POWER引脚的电平是高电平，Q3导通，并且POWER_KEY按键松手，则Q2的G被拉低，Q2导通，系统通电

所以我们可以通过单片机POWER引脚来控制电源断开或者维持电源导通

电池分压检测电压

这里使用两个100K欧的电阻分压总电源，再通过ADC读取电压，最终的电压需要乘以2

因为总电源没导通之前，VCC_OUT也不存在电压，所以静态功耗几乎为0

电池充电电路 采用TP4057芯片

封装小，具有充电中和充满电两种状态指示灯

带有可编程充电电流电阻，PROG引脚串联电阻与充电电流关系图如下

1.3寸 oled

根据数据手册，BS0,BS1,BS2设置不同的电平，可以设置不同的通信方式，例如iic,spi

1. DAC源选择 滑动开关
2. 这里U10是选择左DAC的输入源是I2S芯片还是STM32的DAC1
3. 这里U11是选择右DAC的输入源是I2S芯片还是STM32的DAC2
4. 这里U12是因为PCB设计的单声道输出功放，所以这里是选择功放DAC的输入源是左DAC还是右DAC

软件架构

注意：由于使用了fatfs的长文件名模式，会需要到大量的内部flash

rct6 的flash：256kb 如果是ret6的话（512kb）可以直接将下面文件中注释的内容全部取消注释，实现完整的字符编码

但是可以自行裁剪ff字库内容

例如：注释掉部分编码内容
好处：减少flash内存占用

坏处：因为部分编码删掉了，有些文件名可能显示不完整，无法播放此文件
最小解决方法：修改不能播放的文件的文件名

 

代码中的UI框架是自研的Mini_UI框架 是 OLED多级菜单UI，有上位机可以直接修改菜单内容，也是我出的视频，链接：
【实用型-简单移植的多级OLED菜单 Mini_UI框架-演示】

https://www.bilibili.com/video/BV1CU4tzqEKF/?share_source=copy_web&vd_source=7b1acd6a119e9aec0e26e5a271c3f727

 

里面的按键状态机移植教程：
【不限平台芯片-简单移植多击长按等操作-按键状态机-STM32驱动代码】

https://www.bilibili.com/video/BV1oa43z5EgY/?share_source=copy_web&vd_source=7b1acd6a119e9aec0e26e5a271c3f727

 

项目中STM32CubeMX注意事项：

打开工程的Cube可能会说时钟错误，忽略掉，这里由于stm32f103rct6没有单独的I2S时钟，如果不超频到80Mhz，那么从主频分频出来得到频率I2S误差会有+6%

这里优化到+1.45%，听感正常

 

 

 

 

 

其次我将cube生成的USB大容量设备从原本的静态变量，全部改成了动态变量，如果使用cube重新生成代码需要

把这个USB_DEVICE全部替换到 Project下

并且代码中需要将此变量改为指针类型：

 

 

使用STM32CubeMX的SDIO需要注意四线模式：

下面红框的地方需要改成1B，否则SDIO会初始化失败

 

结尾

 

所有资料均在上方Gitee链接中开源

 

已开源内容：

内容	状态	说明
原理图	✅ 已上传	PDF + 源文件（嘉立创 EDA）
PCB 文件	✅ 已上传	嘉立创 EDA 源文件
BOM 表	待上传
固件 HEX	✅ 已上传	附件下载
源码	✅ 已上传	文章开头 链接
演示视频	✅ 已上传	文章开头 链接
QQ 交流群	✅ 已开放	群号：1063350748（复刻/答疑/二次开发）

后续计划（未完成的功能欢迎同学一起完成）：

[ ] 添加 收藏音乐功能与播放模式（循环/随机/单曲）

[ ] 添加 贪吃蛇、俄罗斯方块 等小游戏

[ ] 支持 电子书阅读

[ ] 支持 FLAC/WAV 等多格式音频解码

[ ] 完善 SD 卡升级 Bootloader

[ ] 发布 教学视频（基于本项目的外设操作教学，例如KEY,UI,FATFS等）

联系作者：

B站：零壹工坊

QQ群：1063350748（复刻答疑 + 二次开发交流）

邮箱：2869902214@qq.com

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