以STM32F103 作为微处理器，设计一个低成本的无线WiFi 音乐播放系统，结合接收WiFi 数据的WM-G-MR-08（wm631）模块和VS1003B 音频实现MP3 音乐播放。基于Android 系统开发的客户端软件采用手机控制，完成手机端与控制端之间的数据传输，实现手机远程对音乐播放器的控制。结果表明，该系统设备简单方便、成本较低、系统可靠、易于扩展。本设计基于已经发展成熟的WiFi 无线网络，充分利用WiFi 覆盖范围广、传输速度快、抗干扰能力强等优点。Android 具有开源性、封装性、性价比高等优点，基于Android 系统开发的客户端软件移植性强，通用性高。采用手机作为控制终端，便于操作。手机通过无线网络（WiFi）对音乐播放系统进行控制，可以实现方便、快捷、智能化的要求。

　　VS1003B 是一个单片MP3/WMA/MIDI 音频和ADPCM 。它包含一个高性能、自主产权的低功耗的DSP 处理器核VS_DSP4，工作数据存储器为用户应用提供5KB 的指令ROM 和0.5KB 的数据RAM。其还具有串行的控制和数据接口、1 个高品质可变采样率的ADC 和立体声DAC、4 个常规用途的I/O 口、1 个UART，以及1 个地线缓冲器和耳机放大器。

　　STM32F103 将从SD 卡里读取的MP3 音频数据流传给音频解码模块，音频解码模块将该数据流解析并转换成模拟信号后再进行输出。VS1003B 与STM32F103 的数据通信是通过J2 排针上的SPI 总线方式进行的。

　　WiFi（Wireless Fidelity，无线保真技术）的最大优点是传输速度较高，而且能自动调整带宽，可以有效地保障网络的稳定性和可靠性。该设计采用的WM-G-MR- 08 模块不仅具有WiFi 的功能，而且能提供小尺寸和高数据速率的无线连接，可应用于无线PDA、DSC、媒体适配器、微型打印机、条码扫描器、VOIP 电话等。数据存储装置是该WM-G-MR-08 潜在的应用，在嵌入式上的应用主要集中在移动装置方面。在设计中，WM-G-MR-08 模块通过开发板上的J1排针的SPI 引脚与主控芯片通信，ANT1SMACON 为无线所示。

　　本设计是在ARM7 平台上构建WiFi，成本优势明显。采用当前较新的控制方式智能手机软件控制+无线网络，不仅能充分利用WiFi 的传输速度快、覆盖范围广等优势，而且基于Android 的平台建设成本低、使用方便。同时，这种方式采用的手机软件具有通用性，市场应用价值高，易于推广，能为用户提供优质、方便快捷的音乐播放服务。

　　该系统的工作原理：由微机编程送出 40kHz 频率的方波信号至信号处理器，信号处理器通过两级放大，再经过压电换能器将信号发射出去，该信号遇到障碍物反射回来在此称为回波。同时，压电换能器将接收的回波，通过信号处理的检波放大、积分整形及一系列常见电路的处理，送至微机处理。显示器的声音告警频率、发光二极管方位指示及障碍物距探头的距离显示均由单片机控制。

　　12 节循环链表，求每个探头四次测得值的平均值，以减小误差，再比较三个探头平均值，最小的值即为最近的障碍物反射回来回波所需的时间。电原理图如图2 所示，其中图2 中的P3. 4 即SYNC同步周期端接一循环移位计数器的CL K端，Q0 、Q1 、Q2 输出分别控制三个超声换能器使它轮流工作，电路图及工作波形图如图3 、4 所示。

　　要实现单片机与计算机之间的RS485 通信，一般可以采用2 种方法：一种方法是在单片机与计算机两端分别采用RS232 与RS485 电平转换装置；另一种方法是采用RS485 通信卡，并将其插在计算机主板上。采用前一种方法的优点是硬件装置安装简便，软件编程相对简单；缺点是通信速率被限制在20 kb/s以内。第二种方法的优点是通信距离较远，速率较高，可达10 Mb/s;缺点是需要安装通讯卡和驱动程序，并进行必要的设置。本文采用第二种方法。

　　采用UART 串行总线进行通信，因为UART 是一种广泛应用于远距离、低速率、低成本通信的串行传输接口，由于其具有数据线少的特点，在数字系统设计中得到了大量应用。基本的UART 通信只需要两根数据线（RXD、TXD）即可完成数据的相互通信，接收和发送都是全双工形式，其中RXD 是接收端，TXD 是发送端。

　　C8051F020 单片机有2 个UART（UART0 和UARTl），以UART0 为例，它的TxD 和RXD 分别与数字I/0 引脚PO.O 和PO.1 复用，通过交叉开关配置寄存器进行选择。由于MAX485 工作在半双工状态，它与单片机连接时的接线比较简单，只需要用单片机某一个引脚（如PO.2）来控制RE 和DE 这2 个引脚。PCL-846B 通信卡有4 个通道，选择通道1 与单片机进行通信，另外将通道2 和通道4 进行连接，以自发自收的方式实现通信卡的自检。单片机与外部电路的连接关系如图2 所示。在使用RS485 通信卡进行通信时，当信号传递到通信线路两端时，如果阻抗不匹配，可能会产生信号反射问题。信号反射会造成信号的失真和变形，从而导致通信错误。其解决方法就是在通信线路的两端各连接一个终端匹配电阻，保证阻抗匹配。当通信距离较短， 一般在小于300 m 时，可不使用终端电阻。当通信距离大于300 m 时，应当使用终端电阻，其阻值必须与通信线路的线性阻抗相同。电阻值一般选取120 左右，当通信距离较长时，可以选用300 。

　　前置放大电路是模拟信号采集的前端，也是整个电路设计的关键，它不仅要求从准确地采集到微弱的心电信号，还要将干扰信号降到最低，由于心电信号属于差分信号，所以电路应采用差动放大的结构，同时要求系统具有高共模抑制比、高输入阻抗、低漂移等特点。因此，选择合适的运算放大器至关重要，这里选择仪用运放AD620 实现前置放大，AD620 具有高精度、低噪声、低输入偏置电流低功耗等特点，使之适合ECG 监测仪等医疗应用。AD620 的放大倍数由1 与8 脚之间的反馈电阻决定，增益G=49.4 kRG+1，由于心电信号中含有较大的直流分量，因此前置放大电路的放大倍数不能过大，在这里选择放大约10倍，因此反馈电阻R6 取约5 k，为提高电路的共模抑制能力，这里用一个OP07检测R10，R4 上的共模信号驱动导线屏蔽层，消除分布电容。同时用另一个OP07运放和R5，C3，R7 组成右腿驱动电路，在R10，R4 上检测到的共模信号经反相放大器后经R7，反馈到人的右腿，进一步抑制了共模信号和50 Hz 工频干扰，这里右腿驱动有一个对交流电的反馈通路，交流电的干扰可能对产生危害，因此这里要注意做好绝缘措施，同时保护电阻R7 尽可能大，取1 M以上。此外系统电源的不稳定也对心电信号的采集有较大影响，因此在本系统中，所有运放的电源脚都并联两个0.1F 和10F 的电容退耦，提高系统的稳定性，前置放大电路的电路图如图3 所示。

　　从前置放大电路输出的心电信号还含有较大直流分量和肌电信号，基线漂移等干扰成分，所需采集的有用心电信号在0.03～100 Hz 范围之间，因此需设计合理的滤波器使该范围内的信号得以充分通过，而该范围以外的信号得到最大限度的衰减，这里采用具有高精度，低偏置，低功耗特点的两个 OP07 运放分别组成二阶有源高通滤波器和低通滤波器，高通滤波器由C11，C17，R7，R10 组成，截止频率f10.03 Hz，低通滤波器由R8，R9，C10，C13 组成，截止频率约为f2100Hz，系统带通滤波器的电路如图4 所示。

　　本设计实现的是以STM32 为控制核心，以AD620，OP07 为模拟信号采集端的小型心电采集仪，该设计所测心电波形基本正常，噪声干扰得到有效抑制，电路性能稳定，基本满足家居监护以及病理分析的要求，整个系统设计简单，成本低廉，具有一定的医用价值。

　　模块主要由通信升级接口、调试接口、提示信号、LPC812、SLRC610、模块内置天线 所示。

　　LPC812 是LPC800 系列配置最高的型号，它有TSSOP16、SO2O、TSSOP20 三种封装，因为设计的是小模块，所以选用了sO2O 塑料小型封装。由于LPC812支持通过开关矩阵将特殊功能分配到某个I/O 引脚，所以在设计原理图的时候可以充分考虑将某个功能分配到哪个引脚上既方便布线、性能又好。另外，本次设计中LPC812 内置的1%精度的12 MHz 内部RC 振荡器作系统时钟。主控芯片电路如图2 所示。

　　SLRC610 只有一种小型的HVQFN32 封装，特别要注意它的第33 引脚，也就是芯片朝PCB 面正中间一个正方形的面，这个面必须良好接地，否则会出现些奇怪的现象。SLRC610 支持SPI、I2C 总线CI 和UART 四种接口，它会在掉电复位后通过IFSEL0 和IFSEL1 电平组合来判断当前主机接口类型。本次设计是采用了硬编码的SPI 接口，在硬件电路上需IFSEL0 接地、IFSEL1 接VCC。射频芯片电路如图3 所示。其巾，引在SLRC610 芯片中33 引脚VSS 的作用是接地和散热，所以此引脚必须良好接地。

　　天线的匹配电路包含一个EMC 低通滤波器（L1、L2、C5、C6），一个匹配电路（C3、C4、C7～ C1O），一个接收电路（R2、R3、C15）和天线本身。接收电路的元件值需被特别设计并根据板子实际情况调整。本次设计模块的尺寸有限，接收电路采用了元器件较少的单端模式，且天线线圈是内置在PCB 中间层，以方便应用，减小体积。

　　本模块设计中采用的是较新的主控和射频芯片，价格较低，性能又强，而且在很长一段时间内不会有供货、价格等方面的问题。LPC800 系列既增加了开关矩阵等实用的功能，方便用户电路设。