基于單片機音樂播放器課程設(shè)計

1、<p><b>　　目 錄 </b></p><p>　　第一章 緒論 ………………………………………………………………1</p><p>　　第二章 音樂播放器主要器件相關(guān)知識介紹 ……………………………2</p><p>　　2.1 AT89C51 …………………………………………………………2</p&g

2、t;<p>　　2.2 LCD 顯示器 ………………………………………………………4</p><p>　　2.3 喇叭 ……………………………………………………………5</p><p>　　2.4 鍵盤 ………………………………………………5</p><p>　　第三章 音樂播放器設(shè)計原理 ……………………………………

3、……6</p><p>　　3.1 單片機發(fā)聲的基本原理 …………………………………………6</p><p>　　3.2 設(shè)計的相關(guān)音樂說明 …………………………………………7</p><p>　　3.3 音樂播放器設(shè)計功能說明 …………………………………………7</p><p>　　3.4 設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖 …………………

4、…………………………………9</p><p>　　3.5 主程序控制的工作流程圖……………………………………………10</p><p>　　3.6 播放音樂的主程序 …………………………………………… 11</p><p>　　設(shè)計心得 …………………………………………………………………15</p><p>　　參考文獻

5、………………………………………………………………………15</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　二十世紀(jì)九十年代以來，計算機、信息、電子、控制、通信等技術(shù)得到迅速發(fā)展，促使了社會生產(chǎn)力的提高，也使人們的生產(chǎn)方式和生活方式產(chǎn)生了日新月異的變化。隨著人們生活水平的提高及對音樂的喜愛，對音樂播放器的品質(zhì)，功能，品種等提出了越來越多的要求，表

6、現(xiàn)在對控制系統(tǒng)性能、可靠性等要求越來越高。而品質(zhì)的提高，功能的更新，可靠性的增強，品種的變化無不于產(chǎn)品的核心控制部分水平的提高密不可分。家用音樂播放器產(chǎn)品及其它有關(guān)消費電器產(chǎn)品都是一些開環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)，都由核心控制部分，執(zhí)行部分與人機界面三部分組成。而最為重要的控制部分一般是由單片機來執(zhí)行完成的，這就必將導(dǎo)致和促進單片機在音樂領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展?，F(xiàn)在這些由單片機實現(xiàn)的音樂播放器的功能越來越強、費用越來越低。例如，就市場上的mp3目前的功能

7、越來越強大體積卻越來越小，價格也逐漸便宜，被大多數(shù)人所能接受。但這些音樂播放器也或多或少的存在著一些問題，解決這些問題，還除智能化的單片機莫屬。</p><p><b>　　設(shè)計指標(biāo)：</b></p><p>　?。?）設(shè)計一個（4×4）的鍵盤，并將16個鍵設(shè)計成16個音；</p><p>　?。?）可彈奏想要表達的音樂；</p

8、><p>　　（3）該電子琴包含1首示例音樂，接通電源可播放示例音樂。</p><p><b>　　設(shè)計要求：</b></p><p>　　（1）按設(shè)計指標(biāo)進行電路設(shè)計；</p><p>　?。?）列出音階與單片機定時器輸出頻率關(guān)系表格；</p><p>　?。?）制作符合設(shè)計指標(biāo)的硬件電路。<

9、/p><p>　　第二章 音樂電子顯示屏主要器件相關(guān)知識介紹</p><p>　　制作音樂播放器所使用的主要元器件</p><p>　　AT89S51 1個</p><p>　　晶振 12MHZ 1 個</p><p>　　LCD1602液晶顯示器 1個<

10、/p><p>　　小喇叭 1個</p><p>　　電容 30pf 2個</p><p>　　極性電容 1uf 2個</p><p>　　10nf 1個</p><p>　　電阻 10k

11、 1個</p><p>　　470歐 1個</p><p>　　1K歐 1個</p><p>　　按鍵 17個</p><p>　　排阻 1k 1個</p><p>　　2

12、.1 AT89S52 : AT89S52是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89S52是一種高效微控

13、制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p>　　現(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明： ·20:接地腳。 ·40:正電源腳，工作時，接+5V電源。 ·19:時鐘XTAL1腳，片內(nèi)振蕩電路的輸入端。 ·18:時鐘XTAL2腳，片內(nèi)振蕩電路的輸出端。 8051的時鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時鐘振蕩方式 但需在18和19腳外接石英晶體(2-1

14、2MHz)和振蕩電容，振蕩電容的值一般取10p-30p。另外一種是外部時鐘方式，即將XTAL1接地，外部時鐘信號從XTAL2腳輸入。 </p><p>　　輸入輸出(I/O)引腳： Pin39-Pin32為P0.0-P0.7輸入輸出腳。 </p><p>　　Pin1-Pin8為P1.0-P1.7輸入輸出腳。 </p><p><b>　　芯片引腳簡要說

15、明</b></p><p>　　Vcc (40) ：+5V 電源</p><p>　　Vss (20) ：接地</p><p>　　P0 口（32~39）：為8位雙向三態(tài)I/O口</p><p>　　P1口（8~1）：是帶內(nèi)部上拉電阻結(jié)構(gòu)的8位準(zhǔn)雙向I/O口</p><p>　　P2口（28~21）：也是帶

16、內(nèi)部上拉電阻結(jié)構(gòu)的8位準(zhǔn)雙向I/O口 </p><p>　　P3（17

17、~ 10）：也是帶內(nèi)部上拉電阻結(jié)構(gòu)的8位準(zhǔn)雙向I/O口，但在整個系統(tǒng)中，對相應(yīng)的口鎖存器置“1” 后，這8個腳還具有第二功能。</p><p>　　RST/VPD (9)：復(fù)位信號線</p><p>　　ALE/PROG (30)：地址鎖存有效信號線</p><p>　　PSEN(29)：外部程序存儲器讀選通信號線</p><p>　　EN/

18、VPP(31)：內(nèi)部和外部程序存儲器的選擇線</p><p>　　I/O端口：8051共有4 I/O端口,為P0,P1,P2,P3；4個I/O口都是雙向的，且每個口都具有鎖存器。每個端口有8條線，共計32條I/O線。P0.0~P0.7；P1.0~P1.7；P2.0~P2.7；P3.0~P3.71.  P0 有三個功能 1）。外部擴充存儲器時，作數(shù)據(jù)總線（D0~D7）</p>&

19、lt;p>　　2）。外部擴充存儲器時，作地址總線（A0~A7）3）。不擴充時，作一般I/O使用，內(nèi)部無上拉電阻，作為輸出/輸入使用時應(yīng)加上拉電阻</p><p>　　2.  P1只作I/O口使用，有內(nèi)部上拉電阻。3.  P2有兩個功能     1)。擴充外部存儲器時，作地址總線（A8~A15）使用。   

20、60; 2）。作一般I/O口使用，有內(nèi)部上拉電阻。</p><p>　　2.2 LCD1602液晶顯示器</p><p>　　圖10-54 1602LCD尺寸圖</p><p>　　1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　顯示容量:16×2個字符</p><p>　　芯片工作電壓:4.5

21、—5.5V</p><p>　　工作電流:2.0mA(5.0V)</p><p>　　模塊最佳工作電壓:5.0V</p><p>　　字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm</p><p><b>　　引腳功能說明</b></p><p>　　1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳

22、（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表10-13所示:</p><p>　　表10-13：引腳接口說明表</p><p>　　第1腳：VSS為地電源。</p><p>　　第2腳：VDD接5V正電源。</p><p>　　第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使

23、用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。</p><p>　　第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。</p><p>　　第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。</p>

24、<p>　　第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。</p><p>　　第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。</p><p>　　第15腳：背光源正極。</p><p>　　第16腳：背光源負極。</p><p>　　10．8．2．3 1602LCD的指令說明及時序</p>&l

25、t;p>　　1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表10-14所示：</p><p>　　與HD44780相兼容的芯片時序表如下：</p><p>　　2.3:喇叭（如下圖2.3-1）</p><p><b>　　圖2.3-1</b></p><p>　　由于人的耳朵能聽到的聲音feq為20HZ—20

26、000HZ，極性電容C2的作用為濾波，電容C7的作用為截止直流信號通過。其電容C2角頻率w=2*pi*feq 即為 125.6—125600。阻抗R=1/（j*w*c）得到阻抗的取值范圍7.961—7961。</p><p><b>　　4*4鍵盤： </b></p><p>　　第三章 音樂播放器設(shè)計原理</p><p>　　3.1單片機發(fā)

27、聲的基本原理 </p><p>　　我們知道，聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，若能利用程序來控制單處機某個口線的“高”電平或低電平，則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻率形波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，若再利用延時程序控制“高”“低”電平的持續(xù)時間，就能改變輸出頻率，從而改變音調(diào)。音符的節(jié)拍我們可以用定時器T0來控制，送入不同的初值，就可以產(chǎn)生不同的定時時間。便如某歌曲的節(jié)奏為每分鐘94拍，即一拍為0.64秒。但是

28、，由于T0的最大定時時間只能為131毫秒，因此不可能直接用改變T0的時間初值來實現(xiàn)不同節(jié)拍。我們可以用T0來產(chǎn)生10毫秒的時間基準(zhǔn)，然后設(shè)置一個中斷計數(shù)器，通過判別中斷計數(shù)器的值來控制節(jié)拍時間的長短。。例如對1/4拍音符，定時時間為0.16秒，相應(yīng)的時間常數(shù)為16（即10H）；對3拍音符，定時時間為1.92秒，相應(yīng)時間長數(shù)為192（即C0H）。我們將每一音符的時間常數(shù)和其相應(yīng)的節(jié)拍常數(shù)作為一組，按順序?qū)非械乃谐?shù)排列成一個表，然后

29、由查表程序依次取出，產(chǎn)生音符并控制節(jié)奏，就可以實現(xiàn)演奏效果。此外，結(jié)束符和體止符可以分別用代碼00H和FFH來表示，若查表結(jié)果為00H，則表示曲子終了；若查表結(jié)果為FFH，則產(chǎn)生相</p><p>　　3.2設(shè)計的相關(guān)音樂說明</p><p>　　1要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（1/頻率），然后將此周期除以2，即為半周期時間。利用半周期時間定時這個半周期時間，每當(dāng)計時到后就將輸出

30、的I/O反向，然后重復(fù)計時此半周期再對I/O反向，就可以在I/O腳上得到此頻率的脈沖。</p><p>　　2利用8051的內(nèi)部定時器使其工作在記數(shù)模式MODE1下，改變記數(shù)值TH0及 TL0以產(chǎn)生不同的方法。</p><p>　　3 記數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系公式如：N=Fi/2/Fr。N：記數(shù)值：Fi：內(nèi)部計時依次為1us,故其頻率為1 MHZ; Fr:要產(chǎn)生的頻率；</p>

31、<p>　　4 其記數(shù)值的求法如：T=65536-N=65536-Fi/2/Fr。例：設(shè)K=65536,F=1000000=Fi=1 MHZ。求低音DO(26HZ),中音DO(523HZ)，高音DO(1046HZ)的記數(shù)值。</p><p>　　5 每個音符使用1個音節(jié)，字節(jié)的高四位代表音符的高低，低四位代表音符的節(jié)拍。如果1拍為0.4秒，1/4拍為0.1秒，假設(shè)1/4拍為 DELAY，則1拍為4 D

32、ELAY。</p><p>　　6 歌曲設(shè)計采用直覺式輸入法，由程序中直接輸入“01h，02h，03h”，便會演奏 DO RE ME。 </p><p><b>　　3.3 功能說明：</b></p><p>　　1 先把樂譜的音符找出，然后建立表建立T值的順

33、序</p><p>　　2 把T值表建立在TABLE1，構(gòu)成發(fā)音符的記數(shù)值放在“TABLE”</p><p>　　3 簡譜碼為高位，節(jié)拍為低四位，音符節(jié)拍碼放在程序的“TABLE”處。</p><p>　　表一 各調(diào)1/4節(jié)拍的時間設(shè)定 各調(diào)1/8節(jié)拍的時間設(shè)定 </p><p>　　表3.3-1（表1）</p><p

34、>　　表二 簡譜對應(yīng)的簡譜碼T值，節(jié)拍數(shù)</p><p>　　表3.3-2（表2）</p><p>　　表三 節(jié)拍碼 節(jié)拍數(shù)</p><p>　　3.4音樂播放器硬件電路圖</p><p><b>　　圖3.4-1</b></p><p>　　3.5 音樂播放器原理流程圖</p>

35、<p><b>　　3.6 主程序</b></p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p>　　LJMP START</p><p><b>　　ORG 001BH</b></p><p>　　LJMP TIME1</p>&

36、lt;p>　　START:MOV TMOD,#10H</p><p>　　MOV IE,#88H</p><p>　　MAIN: MOV 40H,#00H</p><p>　　NEXT: MOV A,40H</p><p>　　MOV DPTR,#TABLE</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR<

37、;/p><p>　　CJNE A,#00H,PLAY</p><p><b>　　LJMP STOP</b></p><p>　　PLAY: MOV R1,A</p><p>　　ANL A,#0FH</p><p><b>　　MOV R2,A</b></p>&

38、lt;p><b>　　MOV A,R1</b></p><p>　　ANL A,#0F0H</p><p>　　CJNE A,#00H,MUSIC</p><p><b>　　CLR TR1</b></p><p><b>　　LJMP DEL</b></p>

39、<p>　　MUSIC:SWAP A</p><p><b>　　DEC A</b></p><p><b>　　MOV 22H,A</b></p><p><b>　　ADD A,22H</b></p><p><b>　　MOV R3,A</b

40、></p><p>　　MOV DPTR,#TABLE1</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV TH1,A</b></p><p><b>　　MOV 21H,A</b></p><p><b>　　MOV A,

41、R3</b></p><p><b>　　INC A</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV TL1,A</b></p><p><b>　　MOV 20H,A</b></p><p>&

42、lt;b>　　SETB TR1</b></p><p>　　DEL: LCALL DELAY</p><p><b>　　INC 40H</b></p><p><b>　　LJMP NEXT</b></p><p>　　STOP: CLR TR1</p><

43、p><b>　　LJMP MAIN</b></p><p>　　TIME1:PUSH ACC</p><p><b>　　PUSH PSW</b></p><p><b>　　CPL P1.7</b></p><p>　　MOV TL1,20H</p>&l

44、t;p>　　MOV TH1,21H</p><p><b>　　POP PSW</b></p><p><b>　　POP ACC</b></p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　DELAY:MOV R7,#02H</p><

45、p>　　DELA1:MOV R6,#125</p><p>　　DELA2:MOV R5,#248</p><p><b>　　DJNZ R5,$</b></p><p>　　DJNZ R6,DELA2</p><p>　　DJNZ R7,DELA1</p><p>　　DJNZ R2,DE

46、LAY</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TABLE1:DW 63835,64021,64103,64260</p><p>　　DW 64400,64524,64580,64684,64777</p><p>　　DW 64820,64898,64968,65030,65058</p

47、><p>　　DW 65110,65157,65178</p><p>　　TABLE:DB 02H ;1=C 4/4 死了都要愛</p><p>　　DB 04H,94H</p><p>　　DB 0E8H,0E4H,0E4H,0E8H,0E4H,0F4H,0D4H,0C4H</p><p>　　DB 0B4H,

48、84H,84H,92H,92H,94H,92H,02H</p><p>　　DB 0A4H,0A2H,0B2H,0B4H,0C4H,84H,82H,92H,94H,0A4H</p><p>　　DB 04H,0C2H,0C2H,0D4H,0C2H,0D2H,0D8H,0D4H,0D2H,92H</p><p>　　DB 0E8H,0E4H,0E4H,0E8H,0E4

49、H,0F4H,0D4H,0C4H,0B4H</p><p>　　DB 84H,84H,92H,92H,94H,92H,02H</p><p>　　DB 0A4H,0A2H,0B2H,0B4H,0C4H,0E8H,0D8H</p><p>　　DB 0C8H,0C8H,08H,08H,78H,28H,38H,34H,24H</p><p>　　

50、DB 24H,64H,64H,24H,64H,72H,72H,78H,58H,54H</p><p>　　DB 44H,38H,34H,14H,34H,84H,74H,74H,62H,62H,0D8H,78H,28H,38H,34H,24H</p><p>　　DB 24H,64H,64H,24H,64H,72H,72H,72H,94H,92H,94H,0A4H,58H,58H,54H,4

51、4H</p><p>　　DB 58H,58H,58H,58H,0A8H,0A8H,0A4H,0B4H,0A4H,84H,0A4H,94H,98H,98H,08H</p><p>　　DB 84H,82H,82H,82H,82H,94H,0A2H,94H,92H,82H,74H,72H</p><p>　　DB 74H,72H,72H,72H,72H,92H,91H

52、,91H,94H,54H,74H,94H</p><p>　　;;*************************************************</p><p>　　DB 0A8H,0A4H,0A2H,0B2H,0C4H,0B4H,0A4H,0A4H,0A4H,92H</p><p>　　DB 92H,98H,82H,72H,78H,04H,0

53、A4H,0A2H,0B2H,0B4H,0C4H,84H,82H,92H,94H,0A4H</p><p>　　DB 04H,0C4H,0D4H,0C4H,0C8H,04H,94H</p><p>　　DB 0E8H,0E4H,0E4H,0E8H,0E4H,0F4H,0D4H,0C4H,0B4H</p><p>　　DB 84H,84H,92H,92H,94H,9

54、2H,02</p><p>　　DB 0A4H,0A2H,0B2H,0B4H,0C4H,84H,82H,92H,94H,0A4H</p><p>　　DB 04H,0C2H,0C2H,0D4H,0D8H,0D4H,0D2H,92H</p><p>　　DB 0E8H,0E4H,0E4H,0E8H,0E4H,0F4H,0D4H,0C4H,0B4H</p>

55、;<p>　　DB 84H,84H,92H,92H,94H,92H,02</p><p>　　DB 0A4H,0A2H,0B2H,0B4H,0C4H,84H,82H,92H,94H</p><p>　　DB 0A4H,04H,0C2H,0C2H,0D4H,0D8H,0D4H,0D2H,92H</p><p>　　;*************</

56、p><p>　　DB 0A4H,0A2H,0B2H,0B3H,0C4H,0E8H,0D8H</p><p>　　DB 0C8H,0C8H,0C8H,08H</p><p><b>　　;;</b></p><p><b>　　DB 00H</b></p><p><b>

57、;　　END</b></p><p>　　設(shè)計心得：在做次設(shè)計中，感覺比平時上課學(xué)習(xí)了很多東西，一方面自己在獨立思考和動手的能力上有了一定的提高。另一方面在單片機這門課上也有了進一步的認識和深入。 此次課程設(shè)計主要做了一個程序：音樂發(fā)生器。第一天剛開始的時候感覺很難，不知道怎么去做，怎么去編寫程序...好多的空白，特別是在不見老師情況下，只能自己看書查資料。仔細讀過程序，發(fā)現(xiàn)其實復(fù)雜的程序都是

58、由一些簡單的程序組成的，感覺看不懂是因為前面的基礎(chǔ)知識沒掌握好，對語法不熟悉就不能很好地理解程序的含義。 在作此課程設(shè)計中遇到不少的難點，有的原理，根本就不知道怎樣去實現(xiàn)。最后通過自己仔細查資料，一點一點的就慢慢懂了。在實驗中發(fā)現(xiàn)，其實在難編寫的程序都是由一些基礎(chǔ)程序模塊構(gòu)成的，很多的基礎(chǔ)模塊前人就已經(jīng)做好了，只要我們拼湊就行了，當(dāng)然拼湊的工作也不是很簡單，最重要的還是要自己的基礎(chǔ)扎實，同時，自己的思路要非常的清晰。專周實驗完后

59、，感覺到平時掌握的東西實在太少了，要真正實現(xiàn)學(xué)有所成、學(xué)有所用還有很長的路要走。 現(xiàn)在電子信息技術(shù)發(fā)展迅速，我們現(xiàn)在學(xué)的東西在社會上也許已經(jīng)或即將被淘汰。因此在學(xué)校要學(xué)的不僅是書本上的東西，</p><p><b>　　十 參考文獻</b></p><p>　　【1】，楊全勝.胡有彬?，F(xiàn)代微機原理與接口技術(shù)。北京：電子工業(yè)出版社，2002</p>

60、<p>　　【2】，潘新民.王燕芳。微型計算機控制技術(shù)。北京：人民郵電出版社，1999</p><p>　　【3】，朱慶保.張正蘭.侯曉霞.于海江。南京：南京大學(xué)出版社，1997</p><p>　　【4】，張友德.趙志英.涂時亮。單片微型機原理、應(yīng)用與實驗（第四版）。上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2003</p><p>　　【5】，張洪潤.張亞凡。單片機原