2024年6月5日发(作者：回宏峻)
MP3播放器工作原理
出处：家电维修论坛 2009-06-05 责
编：阿佘
文本标签：MP3 播放器
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MP3的全称应为MPEG1 Layer-3音频文件，MPEG(Moving Picture Experts Group)在汉
语中译为活动图像专家组，特指活动影音压缩标准，MPEG音频文件是MPEG1标准中的声
音部分，也叫MPEG音频层，它根据压缩质量和编码复杂程度划分为三层，即 Layer-1、
Layer2、Layer3，且分别对应MP1、MP2、MP3这三种声音文件，并根据不同的用途，使用
不同层次的编码。MPEG音频编码的层次越高，编码器越复杂，压缩率也越高，MP1和MP2
的压缩率分别为4：1和6：1-8：1，而MP3的压缩率则高达10：1-12：1，也就是说，一
分钟CD音质的音乐，未经压缩需要10MB的存储空间，而经过MP3压缩编码后只有1MB
左右。不过MP3对音频信号采用的是有损压缩方式，为了降低声音失真度，MP3采取了“感
官编码技术”，即编码时先对音频文件进行频谱分析，然后用过滤器滤掉噪音电平，接着通
过量化的方式将剩下的每一位打散排列，最后形成具有较高压缩比的MP3文件，并使压缩
后的文件在回放时能够达到比较接近原音源的声音效果。
MP3播放机要分几个部分：中央处理器、解码器、存储设备、主机通讯端口、音频DAC
和功放、显示界面和控制键。其中中央处理器和解码器是整个系统的核心。这里的中央处理
器我们通常称为MCU（单片微处理器），简称单片机。它运行MP3的整个控制程序，也称
为fireware（或者固件程序）。控制MP3的各个部件的工作：从存储设备读取数据送到解码
器解码；与主机连接时完成与主机的数据交换；接收控制按键的操作，显示系统运行状态等
任务。解码器是芯片中的一个硬件模块，或者说是硬件解码（有的MP3播放机是软件解码，
由高速中央处理器完成）。它可以直接完成各种格式MP3数据流的解码操作，并输出PCM
或I2S格式的数字音频信号。
存储设备是MP3播放机的重要部分，通常的MP3随身听都是采用半导体存储器
（FLASH MEMORY）或者硬盘（HDD）作为储存设备的。它通过接受储存主机通讯端口传
来的数据（通常以文件形式），回放的时候MCU读取存储器中的数据并送到解码器。数据
的存储是要有一定格式的，众所周知，PC管理磁盘数据是以文件形式，MP3也不例外，最
常用的办法就是直接利用PC的文件系统来管理存储器，微软操作系统采用的是FAT文件系
统，这也是最广泛使用的一帧２シ呕渲幸桓鋈挝窬褪且迪諪AT文件系统，即可以从FAT
文件系统的磁盘中按文件名访问并读出其中的数据。
主机通讯端口是MP3播放机与PC机交换数据的途径，PC通过该端口操作MP3播放
机存储设备中的数据，拷贝、删除、复制文件等操作。目前最广泛使用的是USB总线，并
且遵循微软定义的大容量移动存储协议规范，将MP3播放机作为主机的一个移动存储设备。
这里需要遵循几个规范：USB通信协议、大容量移动存储器规范和SCSI协议。
音频DAC是将数字音频信号转换成模拟音频信号，以推动耳机、功放等模拟音响设备。
这里要介绍一下数字音频信号。数字音频信号是相对模拟音频信号来说的。我们知道声音的
本质是波，人说能听到的声音的频率在20Hz到20kHz之间，称为声波。模拟信号对波的表
示是连续的函数特性，基本的原理是不同频率和振幅的波叠加在一起。数字音频信号是对模
拟信号的一种量化，典型方法是对时间坐标按相等的时间间隔做采样，对振幅做量化。单位
时间内的采样次数称为采样频率。这样一段声波就可以被数字化后变成一串数值，每个数值
对应相应抽样点的振幅值，按顺序将这些数字排列起来就是数字音频信号了。这是ADC（模
拟-数字转换）过程，DAC（数字-模拟转换）过程相反，将连续的数字按采样时候的频率顺
序转换成对应的电压。MP3解码器解码后的信息属于数字音频信号（数字音频信号有不同
的格式，最常用的是PCM和I2S两种），需要通过DAC转换器变成模拟信号才能推动功放，
被人耳所识别。
MP3播放机的显示设备通常采用LCD或者OLED等来显示系统的工作状态。控制键盘
通常是按钮开关。键盘和显示设备合起来构成了MP3播放机的人机交互界面。
MP3播放机的软件结构跟硬件是相对应的，即每一个硬件部分都有相应的软件代码，
这是因为大多数的硬件部分都是数字可编程控制的。
看了上面的介绍是不是已经被单片机原理，编程，信号与系统，电子线路以及诸多协议
标准的单词轰炸得晕头转向了。其实这只不过是让大家了解，MP3虽然简单但也很复杂。
总结起来工作流程为读取贮体上的信号-→到解码芯片对信号进行解码（或解压缩）-→
通过数模转换器将解出来的数字信号转换成模拟信号-→再把转换后的模拟音频放大-→低
通滤波后到耳机输出口。
MP3播放器工作原理
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MP3的全称应为MPEG1 Layer-3音频文件，MPEG(Moving Picture Experts Group)在汉
语中译为活动图像专家组，特指活动影音压缩标准，MPEG音频文件是MPEG1标准中的声
音部分，也叫MPEG音频层，它根据压缩质量和编码复杂程度划分为三层，即 Layer-1、
Layer2、Layer3，且分别对应MP1、MP2、MP3这三种声音文件，并根据不同的用途，使用
不同层次的编码。MPEG音频编码的层次越高，编码器越复杂，压缩率也越高，MP1和MP2
的压缩率分别为4：1和6：1-8：1，而MP3的压缩率则高达10：1-12：1，也就是说，一
分钟CD音质的音乐，未经压缩需要10MB的存储空间，而经过MP3压缩编码后只有1MB
左右。不过MP3对音频信号采用的是有损压缩方式，为了降低声音失真度，MP3采取了“感
官编码技术”，即编码时先对音频文件进行频谱分析，然后用过滤器滤掉噪音电平，接着通
过量化的方式将剩下的每一位打散排列，最后形成具有较高压缩比的MP3文件，并使压缩
后的文件在回放时能够达到比较接近原音源的声音效果。
MP3播放机要分几个部分：中央处理器、解码器、存储设备、主机通讯端口、音频DAC
和功放、显示界面和控制键。其中中央处理器和解码器是整个系统的核心。这里的中央处理
器我们通常称为MCU（单片微处理器），简称单片机。它运行MP3的整个控制程序，也称
为fireware（或者固件程序）。控制MP3的各个部件的工作：从存储设备读取数据送到解码
器解码；与主机连接时完成与主机的数据交换；接收控制按键的操作，显示系统运行状态等
任务。解码器是芯片中的一个硬件模块，或者说是硬件解码（有的MP3播放机是软件解码，
由高速中央处理器完成）。它可以直接完成各种格式MP3数据流的解码操作，并输出PCM
或I2S格式的数字音频信号。
存储设备是MP3播放机的重要部分，通常的MP3随身听都是采用半导体存储器
（FLASH MEMORY）或者硬盘（HDD）作为储存设备的。它通过接受储存主机通讯端口传
来的数据（通常以文件形式），回放的时候MCU读取存储器中的数据并送到解码器。数据
的存储是要有一定格式的，众所周知，PC管理磁盘数据是以文件形式，MP3也不例外，最
常用的办法就是直接利用PC的文件系统来管理存储器，微软操作系统采用的是FAT文件系
统，这也是最广泛使用的一帧２シ呕渲幸桓鋈挝窬褪且迪諪AT文件系统，即可以从FAT
文件系统的磁盘中按文件名访问并读出其中的数据。
主机通讯端口是MP3播放机与PC机交换数据的途径，PC通过该端口操作MP3播放
机存储设备中的数据，拷贝、删除、复制文件等操作。目前最广泛使用的是USB总线，并
且遵循微软定义的大容量移动存储协议规范，将MP3播放机作为主机的一个移动存储设备。
这里需要遵循几个规范：USB通信协议、大容量移动存储器规范和SCSI协议。
音频DAC是将数字音频信号转换成模拟音频信号，以推动耳机、功放等模拟音响设备。
这里要介绍一下数字音频信号。数字音频信号是相对模拟音频信号来说的。我们知道声音的
本质是波，人说能听到的声音的频率在20Hz到20kHz之间，称为声波。模拟信号对波的表
示是连续的函数特性，基本的原理是不同频率和振幅的波叠加在一起。数字音频信号是对模
拟信号的一种量化，典型方法是对时间坐标按相等的时间间隔做采样，对振幅做量化。单位
时间内的采样次数称为采样频率。这样一段声波就可以被数字化后变成一串数值，每个数值
对应相应抽样点的振幅值，按顺序将这些数字排列起来就是数字音频信号了。这是ADC（模
拟-数字转换）过程，DAC（数字-模拟转换）过程相反，将连续的数字按采样时候的频率顺
序转换成对应的电压。MP3解码器解码后的信息属于数字音频信号（数字音频信号有不同
的格式，最常用的是PCM和I2S两种），需要通过DAC转换器变成模拟信号才能推动功放，
被人耳所识别。
MP3播放机的显示设备通常采用LCD或者OLED等来显示系统的工作状态。控制键盘
通常是按钮开关。键盘和显示设备合起来构成了MP3播放机的人机交互界面。
MP3播放机的软件结构跟硬件是相对应的，即每一个硬件部分都有相应的软件代码，
这是因为大多数的硬件部分都是数字可编程控制的。
看了上面的介绍是不是已经被单片机原理，编程，信号与系统，电子线路以及诸多协议
标准的单词轰炸得晕头转向了。其实这只不过是让大家了解，MP3虽然简单但也很复杂。
总结起来工作流程为读取贮体上的信号-→到解码芯片对信号进行解码（或解压缩）-→
通过数模转换器将解出来的数字信号转换成模拟信号-→再把转换后的模拟音频放大-→低
通滤波后到耳机输出口。
2024年6月5日发(作者：回宏峻)
MP3播放器工作原理
出处：家电维修论坛 2009-06-05 责
编：阿佘
文本标签：MP3 播放器
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MP3的全称应为MPEG1 Layer-3音频文件，MPEG(Moving Picture Experts Group)在汉
语中译为活动图像专家组，特指活动影音压缩标准，MPEG音频文件是MPEG1标准中的声
音部分，也叫MPEG音频层，它根据压缩质量和编码复杂程度划分为三层，即 Layer-1、
Layer2、Layer3，且分别对应MP1、MP2、MP3这三种声音文件，并根据不同的用途，使用
不同层次的编码。MPEG音频编码的层次越高，编码器越复杂，压缩率也越高，MP1和MP2
的压缩率分别为4：1和6：1-8：1，而MP3的压缩率则高达10：1-12：1，也就是说，一
分钟CD音质的音乐，未经压缩需要10MB的存储空间，而经过MP3压缩编码后只有1MB
左右。不过MP3对音频信号采用的是有损压缩方式，为了降低声音失真度，MP3采取了“感
官编码技术”，即编码时先对音频文件进行频谱分析，然后用过滤器滤掉噪音电平，接着通
过量化的方式将剩下的每一位打散排列，最后形成具有较高压缩比的MP3文件，并使压缩
后的文件在回放时能够达到比较接近原音源的声音效果。
MP3播放机要分几个部分：中央处理器、解码器、存储设备、主机通讯端口、音频DAC
和功放、显示界面和控制键。其中中央处理器和解码器是整个系统的核心。这里的中央处理
器我们通常称为MCU（单片微处理器），简称单片机。它运行MP3的整个控制程序，也称
为fireware（或者固件程序）。控制MP3的各个部件的工作：从存储设备读取数据送到解码
器解码；与主机连接时完成与主机的数据交换；接收控制按键的操作，显示系统运行状态等
任务。解码器是芯片中的一个硬件模块，或者说是硬件解码（有的MP3播放机是软件解码，
由高速中央处理器完成）。它可以直接完成各种格式MP3数据流的解码操作，并输出PCM
或I2S格式的数字音频信号。
存储设备是MP3播放机的重要部分，通常的MP3随身听都是采用半导体存储器
（FLASH MEMORY）或者硬盘（HDD）作为储存设备的。它通过接受储存主机通讯端口传
来的数据（通常以文件形式），回放的时候MCU读取存储器中的数据并送到解码器。数据
的存储是要有一定格式的，众所周知，PC管理磁盘数据是以文件形式，MP3也不例外，最
常用的办法就是直接利用PC的文件系统来管理存储器，微软操作系统采用的是FAT文件系
统，这也是最广泛使用的一帧２シ呕渲幸桓鋈挝窬褪且迪諪AT文件系统，即可以从FAT
文件系统的磁盘中按文件名访问并读出其中的数据。
主机通讯端口是MP3播放机与PC机交换数据的途径，PC通过该端口操作MP3播放
机存储设备中的数据，拷贝、删除、复制文件等操作。目前最广泛使用的是USB总线，并
且遵循微软定义的大容量移动存储协议规范，将MP3播放机作为主机的一个移动存储设备。
这里需要遵循几个规范：USB通信协议、大容量移动存储器规范和SCSI协议。
音频DAC是将数字音频信号转换成模拟音频信号，以推动耳机、功放等模拟音响设备。
这里要介绍一下数字音频信号。数字音频信号是相对模拟音频信号来说的。我们知道声音的
本质是波，人说能听到的声音的频率在20Hz到20kHz之间，称为声波。模拟信号对波的表
示是连续的函数特性，基本的原理是不同频率和振幅的波叠加在一起。数字音频信号是对模
拟信号的一种量化，典型方法是对时间坐标按相等的时间间隔做采样，对振幅做量化。单位
时间内的采样次数称为采样频率。这样一段声波就可以被数字化后变成一串数值，每个数值
对应相应抽样点的振幅值，按顺序将这些数字排列起来就是数字音频信号了。这是ADC（模
拟-数字转换）过程，DAC（数字-模拟转换）过程相反，将连续的数字按采样时候的频率顺
序转换成对应的电压。MP3解码器解码后的信息属于数字音频信号（数字音频信号有不同
的格式，最常用的是PCM和I2S两种），需要通过DAC转换器变成模拟信号才能推动功放，
被人耳所识别。
MP3播放机的显示设备通常采用LCD或者OLED等来显示系统的工作状态。控制键盘
通常是按钮开关。键盘和显示设备合起来构成了MP3播放机的人机交互界面。
MP3播放机的软件结构跟硬件是相对应的，即每一个硬件部分都有相应的软件代码，
这是因为大多数的硬件部分都是数字可编程控制的。
看了上面的介绍是不是已经被单片机原理，编程，信号与系统，电子线路以及诸多协议
标准的单词轰炸得晕头转向了。其实这只不过是让大家了解，MP3虽然简单但也很复杂。
总结起来工作流程为读取贮体上的信号-→到解码芯片对信号进行解码（或解压缩）-→
通过数模转换器将解出来的数字信号转换成模拟信号-→再把转换后的模拟音频放大-→低
通滤波后到耳机输出口。
MP3播放器工作原理
出处：家电维修论坛 2009-06-05 责
编：阿佘
文本标签：MP3 播放器
请选择您的收藏服务：365KeyYahoo!百度搜藏QQ书签Google Bookmark×
MP3的全称应为MPEG1 Layer-3音频文件，MPEG(Moving Picture Experts Group)在汉
语中译为活动图像专家组，特指活动影音压缩标准，MPEG音频文件是MPEG1标准中的声
音部分，也叫MPEG音频层，它根据压缩质量和编码复杂程度划分为三层，即 Layer-1、
Layer2、Layer3，且分别对应MP1、MP2、MP3这三种声音文件，并根据不同的用途，使用
不同层次的编码。MPEG音频编码的层次越高，编码器越复杂，压缩率也越高，MP1和MP2
的压缩率分别为4：1和6：1-8：1，而MP3的压缩率则高达10：1-12：1，也就是说，一
分钟CD音质的音乐，未经压缩需要10MB的存储空间，而经过MP3压缩编码后只有1MB
左右。不过MP3对音频信号采用的是有损压缩方式，为了降低声音失真度，MP3采取了“感
官编码技术”，即编码时先对音频文件进行频谱分析，然后用过滤器滤掉噪音电平，接着通
过量化的方式将剩下的每一位打散排列，最后形成具有较高压缩比的MP3文件，并使压缩
后的文件在回放时能够达到比较接近原音源的声音效果。
MP3播放机要分几个部分：中央处理器、解码器、存储设备、主机通讯端口、音频DAC
和功放、显示界面和控制键。其中中央处理器和解码器是整个系统的核心。这里的中央处理
器我们通常称为MCU（单片微处理器），简称单片机。它运行MP3的整个控制程序，也称
为fireware（或者固件程序）。控制MP3的各个部件的工作：从存储设备读取数据送到解码
器解码；与主机连接时完成与主机的数据交换；接收控制按键的操作，显示系统运行状态等
任务。解码器是芯片中的一个硬件模块，或者说是硬件解码（有的MP3播放机是软件解码，
由高速中央处理器完成）。它可以直接完成各种格式MP3数据流的解码操作，并输出PCM
或I2S格式的数字音频信号。
存储设备是MP3播放机的重要部分，通常的MP3随身听都是采用半导体存储器
（FLASH MEMORY）或者硬盘（HDD）作为储存设备的。它通过接受储存主机通讯端口传
来的数据（通常以文件形式），回放的时候MCU读取存储器中的数据并送到解码器。数据
的存储是要有一定格式的，众所周知，PC管理磁盘数据是以文件形式，MP3也不例外，最
常用的办法就是直接利用PC的文件系统来管理存储器，微软操作系统采用的是FAT文件系
统，这也是最广泛使用的一帧２シ呕渲幸桓鋈挝窬褪且迪諪AT文件系统，即可以从FAT
文件系统的磁盘中按文件名访问并读出其中的数据。
主机通讯端口是MP3播放机与PC机交换数据的途径，PC通过该端口操作MP3播放
机存储设备中的数据，拷贝、删除、复制文件等操作。目前最广泛使用的是USB总线，并
且遵循微软定义的大容量移动存储协议规范，将MP3播放机作为主机的一个移动存储设备。
这里需要遵循几个规范：USB通信协议、大容量移动存储器规范和SCSI协议。
音频DAC是将数字音频信号转换成模拟音频信号，以推动耳机、功放等模拟音响设备。
这里要介绍一下数字音频信号。数字音频信号是相对模拟音频信号来说的。我们知道声音的
本质是波，人说能听到的声音的频率在20Hz到20kHz之间，称为声波。模拟信号对波的表
示是连续的函数特性，基本的原理是不同频率和振幅的波叠加在一起。数字音频信号是对模
拟信号的一种量化，典型方法是对时间坐标按相等的时间间隔做采样，对振幅做量化。单位
时间内的采样次数称为采样频率。这样一段声波就可以被数字化后变成一串数值，每个数值
对应相应抽样点的振幅值，按顺序将这些数字排列起来就是数字音频信号了。这是ADC（模
拟-数字转换）过程，DAC（数字-模拟转换）过程相反，将连续的数字按采样时候的频率顺
序转换成对应的电压。MP3解码器解码后的信息属于数字音频信号（数字音频信号有不同
的格式，最常用的是PCM和I2S两种），需要通过DAC转换器变成模拟信号才能推动功放，
被人耳所识别。
MP3播放机的显示设备通常采用LCD或者OLED等来显示系统的工作状态。控制键盘
通常是按钮开关。键盘和显示设备合起来构成了MP3播放机的人机交互界面。
MP3播放机的软件结构跟硬件是相对应的，即每一个硬件部分都有相应的软件代码，
这是因为大多数的硬件部分都是数字可编程控制的。
看了上面的介绍是不是已经被单片机原理，编程，信号与系统，电子线路以及诸多协议
标准的单词轰炸得晕头转向了。其实这只不过是让大家了解，MP3虽然简单但也很复杂。
总结起来工作流程为读取贮体上的信号-→到解码芯片对信号进行解码（或解压缩）-→
通过数模转换器将解出来的数字信号转换成模拟信号-→再把转换后的模拟音频放大-→低
通滤波后到耳机输出口。