5 系統軟件設計

　　5.1MSP430控制讀取U盤數據

　　當設備連接到USB總線時，固件執行USB處理程序，處理程序的流程如下：

　　（1）FAT文件系統初始化。

　　本系統采用的U盤是滿足FAT文件格式的，了解FAT文件系統是系統軟件設計的基礎。

　　FAT文件系統有固定的格式，主要分為主引導扇區、引導扇區、文件目錄表和數據區等幾個部分。MP3文件的內容存放在數據區，但為了得到數據區的地址，首先要得到主引導區和引導扇區的內容；文件目錄表中記錄著文件的信息，如文件名稱、類型和簇號等，可以通過得到文件目錄表來判斷分區中MP3格式文件的數目和每個文件的簇號，這些都為正確地定位MP3文件打基礎。

　　（2）獲得MP3文件個數，在這個程序中僅僅查詢根目錄下MP3格式的文件個數。

　　FAT文件系統的文件目錄表中包含分區中所存的文件信息，每個文件的文件目錄表占用32個字節空間，該空間的第9、10、11位為文件的擴展名，可以把每個文件的擴展名和MP3格式文件的擴展名相比，進而得到總的MP3格式文件個數。

　　（3）通過文件目錄表找到MP3文件所在的簇號之后就可以得到文件的物理地址，進而讀取MP3文件的幀頭并獲得該文件的信息。MP3文件由三部分組成，首先是ID3V2，然后是數據幀，最后為ID3V1，數據幀的幀頭包含MP3的采樣率信息，將這些信息通過無線方式傳送到接收端，進而對解碼器和接口模塊進行配置，這樣就可以讀取文件了。

　　5.2 ZigBee 網絡傳輸的軟件設計

　　ZigBee 無線通信網絡由三種節點組成：協調器（ZC）、路由器（ZR）和終端設備（ZD）。協調器是網絡的中心節點，在本文中即為ZigBee 主節點；路由器負責網絡內信息幀的路由；終端設備連接解碼器，實現音頻輸出。

　　網絡組建過程主要包括以下三個過程：

　　（1）網絡初始化過程：節點初始化后， 掃描信道檢查網絡是否存在；（2）主節點配置網絡過程：產生協調器網絡節點，開始配置網絡；（3）從節點入網過程：終端設備節點申請加人協調器節點或路由節點。

　　網絡協調器啟動后，其它普通節點加入網絡時，只要將自己的信道設置成與現有的協調器使用的信道相同，并提供正確的認證信息，即可請求加入網絡。一個節點若成功地接收一個子節點，或者子節點成功脫離網絡，都必須向協調器匯報［8］。圖5 是節點加入及脫離網絡握手示意圖。

　　圖5 節點及脫離網絡握手示意圖。

　　5.3 音頻解碼部分的軟件說明

　　（1）MP3播放器初始化處理子函數。

　　初始化程序完成對VS1003的PLL、MP3解碼器和AUDIO接口初始化，設定控制器的時鐘和采樣率，開啟MP3中斷等工作。

　　（2）MP3播放子程序。

　　找到MP3文件并且配置完MP3解碼器和AUDIO接口后，就可以播放MP3了。播放MP3的過程就是按照MP3解碼器的請求，把接收到的MP3數據傳輸到解碼器的輸入緩沖區的過程。

　　6 結語

　　本設計借助嵌入式USB 主機和ZigBee 無線通信技術，為家用音響系統的設計提供了一種靈活、方便的無線解決方案，該系統具有良好的可擴展性和實用價值。相信隨著智能家居產業的發展和ZigBee 無線通訊技術的不斷完善，ZigBee 技術將越來越好地融合在智能家居系統的設計中。