基于单片机的音乐播放器设计

基于单片机的音乐播放器设计.txt举得起放得下叫举重，举得起放不下叫负重。头要有勇气，抬头要有底气。学习要加，骄傲要减，机会要乘，懒惰要除。人生三难题：思，相思，单相思。本文由时间玩家7贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。专业课程设计论文（2010年）题目基于单片机的音乐播放器设计学专班学院：信息工程学院系：电子信息工程系业：级：号：电子信息工程电子072班学生姓名：指导教师：起讫日期：2010.9.6--2010.10.25学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：2010年10月21日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年解密后适用本授权书。导师签名：日期：摘要基于单片机的音乐播放器设计学生姓名：指导教师：摘要本音乐播放器是利用AT89S52单片机结合内部定时系统及LCD显示器，设计一个简易的微电脑音乐播放器。本设计按下单键可以实现音乐播放功能，演奏预先设置的歌曲旋律，并且在数码管上显示出该曲目的编号，最重要的是自己还可以经过程序设计来输入新的歌曲，将自己喜爱的歌曲输入程序中，它可以经常发出宜人的音乐旋律，增加生活的乐趣。关键词：AT89S52单片机；关键词音乐播放器；LCD液晶显示器IAbstractThedesignofmusicplayerwhichisbasedonSingleChipMicrocontrollerSummaryThemusicbroadcastbycombininginternaltimingistheuseofAT89S52singlechipmicrocontrollerLCDdisplaysystemsandthedesignofasimplemicrocomputermusicboxes.Thedesignpresssinglecomputerachievablemusicbroadcastfunctionatthepre-establishmentsongmelodies,andincontrolofthedigitalshowtherepertoireofnumbers,themostimportantthingisitcanreadtheproceduresdesignedtoimportnewsongs,thesongshelovedtoimportprocedures,itcanoftensendpleasantmusic,andincreaselifefun.Keyword:AT89S52SingleChipMicrocontroller;Musicplayer;LCDcrystaldisplayII目录目录摘要……I关键词：AT89S52单片机；音乐播放器；LCD液晶显示器……I关键词Summary……II第一章单片机及其在相关领域的应用和发展……41.1单片机的定义……41.2.1低功耗CMOS化……41.2.2微型单片化……41.2.3主流与多品种共存……41.3基于单片机的音乐播放器的应用……5第二章基于单片机的音乐播放器设计……62.1电路所用器件介绍……62.1.1硬件电路所用器件……62.1.2核心器件AT89S52介绍……62.1.3振荡器特性……62.1.4芯片擦除……72.2设计原理……72.2.1音频脉冲产生原理……72.2.2节拍产生原理……72.2.3计数脉冲与音乐频率转换原理……82.2.4乐谱中C大调音符对照表……82.2.5音符频率对照表……92.2.6音乐代码库的建立方法……92.2.7电路原理说明……92.2.5实验控制流程图……10第三章仿真实验及仿真实验原理图……113.1原理图……113.2PCB及3D图……12第四章实验程序及操作使用说明……144.1实验程序……144.2操作使用说明……344.2.1操作可能出现情况及对应措施……344.2.2使用时应该注意的问题……34材料清单……35结论……36参考文献……37致谢……38III第一章单片机及其在相关领域的应用和发展第一章单片机及其在相关领域的应用和发展1.1单片机的定义单片机即单片微型计算机，是把中央处理器、存储器、定时/计数器、输入输出接口都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比，它更强调自供应（不用外接硬件）和节约成本。它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但存储量小，输入输出接口简单，功能较低。由于其发展非常迅速，旧的单片机的定义已不能满足，所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器；由于单晶片微电脑常用于当控制器故又名singlechipmicrocontroller。1.2单片机的发展趋势1.2.1低功耗CMOS化随着当今人们对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径1.2.2微型单片化现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中SMD(表面封装)越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。1.2.3主流与多品种共存现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但以80C51为核心的单片机是主4第一章单片机及其在相关领域的应用和发展流。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)单片机，中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增，与其低价质优的优势，占据一定的市场分额。在一定的时期内，这种情形将得以延续，将不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补，相辅相成、共同发展的道路。1.3基于单片机的音乐播放器的应用对于音乐播放器产品及其它有关消费电器产品都是一些开环或闭环控制系统，都由核心控制部分，执行部分与人机界面三部分组成。而最为重要的控制部分一般是由单片机来执行完成的，这就必将导致和促进单片机在音乐领域应用的发展。现在这些由单片机实现的音乐播放器的功能越来越强、费用越来越低。例如，就市场上的mp3目前的功能越来越强大体积却越来越小，价格也逐渐便宜，被大多数人所能接受。但这些音乐播放器也或多或少的存在着一些问题，解决这些问题，非智能化的单片机莫属。所以基于单片机的音乐播放器不仅仅设计简单快捷操作方便，而且通用性好，元器件易于购买，因此是掌握单片机相关知识的理想设计。5第二章基于单片机的音乐播放器设计第二章基于单片机的音乐播放器设计2.1电路所用器件介绍2.1.1硬件电路所用器件AT89S52芯片、4×4小键盘、1602LCD液晶显示器、蜂鸣器、晶振，三极管，电容、电阻、排阻、导线、排插、排座等2.1.2核心器件AT89S52介绍AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众。多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。它具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。2.1.3振荡器特性XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。6第二章基于单片机的音乐播放器设计2.1.4芯片擦除AT89S52设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。2.2设计原理2.2.1音频脉冲产生原理音乐是由音符组成的，而不同的音符对应的是不同的震动频率。而不同的频率可以利用单片机的定时器产生，再驱动通过蜂鸣器或者是喇叭，就可以播放乐曲了。要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期T，然后将周期除以2得到半周期的时间，再对P1.0口反相，就可在单片机P1.0引脚得到此频率的脉冲。例如，频率为523Hz，其周期为天/523S=1912uS，因此只要令计数器计时956uS/1us=956，在每计数956次时就将I/O反接，就可得到中音DO（532Hz）。计算举例：设K=65536,F=1000000=Fi=1MHz，求低音DO（261Hz）、中音DO（523Hz）、高音DO（1046Hz）的计数值。T=65536-N=65536-Fi/2/Fr=65536-1000000/2/Fr=65536-500000/Fr低音DO的T=65536-500000/262=63627中音DO的T=65536-500000/523=64580高音DO的T=65536-500000/1047=650592.2.2节拍产生原理根据节拍的特征，可以设定1拍为0.4S，1/4秒就是0.1S，只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假设1/4拍为1DELAY，则1拍应为4DELAY，则以后的诸如3/4拍等均可以依此类推。7第二章基于单片机的音乐播放器设计表2-1节拍时间设定表1/4节拍曲调值调4/4调3/4调2/4DELAY125毫秒187毫秒250毫秒曲调值调4/4调3/4调2/41/8节拍DELAY62毫秒94毫秒125毫秒2.2.3计数脉冲与音乐频率转换原理计数脉冲与频率从换算公式：N=Fi/2/Fr（其中N：计数值；Fi：内部计时一次为1uS，故其频率为1MHz；Fr：要产生的频率）2.2.4乐谱中C大调音符对照表音Do名音调C调D调E调F调G调A调B调CDEFGABReMiFaSoLaTiDEF#GABCEF#G#ABC#DFGABCDEGABCDEFABCDEF#GBCDEF#G#A8第二章基于单片机的音乐播放器设计2.2.5音符频率对照表音符低1DO#1DO#低2RE#2RE#低3M低4FA#4FA#低5SO#5SO#低6LA#6低7SI中1DO频率（Hz）简谱码（T值）音符26263628#4FA#27763731中5SO29463835#5SO#31163928中6LA33064103#6349641037SI37064260高1DO39264260#1DO#41564331高2RE44064400#2RE#46664463高3M49464524高4F52364580#4FA#频率（Hz）简谱码（T