随着电子、计算机、多媒体技术的发展，数字音频产品越来越受消费者的青睐，而大多数音乐播放器也慢慢的向便携式发展，但是这类播放器重点在于其美观的外形和小巧的体积，并没有全新的功能设计，而且其音质不佳，容量有限，所以，如何设计新型，高品质，多功能的音乐播放系统成为电子消费领域的一个发展方向。目前，便携式音乐播放器大多数都是存储器与解码器一体化的，这样就不仅存储容量固定有限，不易扩展，而且不利于应用于其它领域。而本文设计的系统中使存储器与解码器分离，采用了U盘物理设备存储音频数据，这样就可以随意扩展存储容量。同时，由于色彩音乐技术和音乐可视化技术的发展，在本文设计中利用RGB-LED混光完美的使声光相结合，音乐与色彩正确匹配而产生的联觉效果，能够更准确，细腻地反映音乐感情效果的变化。本文设计中在对音乐与色彩之间的内在关系进行深入研究的基础上，从频谱的角度揭示音乐与色彩的关系，对一直存在的音乐与色彩不匹配的问题，提出了音频双频谱识别方法，从而达到对任意随机播放的音乐，自动实时呈现出与其相匹配色彩的效果。本文以单片机为核心控制器，详细介绍了本系统的设计与实现，首先从整体设计入手，接着分别从硬件和软件两方面对设计过程进行了详细的说明。根据模块化的思想，整体分为数据存储模块，音频解码模块，以及RGB-LED混光模块。在数据存储模块设计中，主要对USB接口芯片进行电路设计，并对U盘物理设备内的音频数据进行实时高效读取，接着以一定时序将缓冲的音频数据流通过音频解码模块内的解码芯片实现无损解码，并通过DAC将数字信号转换为模拟信号进行播放，最后，通过脉冲宽度调制(PWM)驱动三基色LED进行配色控制，实时无级的混光变化，达到最佳的RGB-LED混光效果。本文经过方案分析后，通过调试实现了各部分功能，实践表明，本系统具有良好的稳定性，可行性，具有较高的实用价值，在城市景观、舞台灯光、以及心理治疗等方面有广阔的应用前景。