基于51單片機(jī)的音樂播放器設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于51單片機(jī)的音樂播放器設(shè)計(jì)</p><p>　　【摘要】本音樂播放器是利用STC89C51單片機(jī)結(jié)合內(nèi)部定時(shí)系統(tǒng)及數(shù)碼管顯示，設(shè)計(jì)一個(gè)簡易的微電腦音樂盒。本文分析了基于51單片機(jī)的音樂播放器的硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)的具體過程，包括數(shù)據(jù)處理子程序的設(shè)計(jì)、顯示子程序的設(shè)計(jì)，最后針對(duì)仿真過程及結(jié)果進(jìn)行了具體的分析與說明。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】單片機(jī) 音樂播放器

2、 </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上，相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型

3、的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝

4、像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。 </p><p>　　利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)音樂播放有很多優(yōu)點(diǎn)，例如外部電路簡單，控制方便、成本低等。本文分析了基于51單片機(jī)的音樂播放器的硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)的具體過程，運(yùn)用89C51單片機(jī)定時(shí)器產(chǎn)生固定頻率的方波信號(hào)，驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)出旋律，按下按鍵可以演奏預(yù)先設(shè)置的歌曲旋律，最重要的是還可以通過程序設(shè)計(jì)輸入特定 </p><p

5、><b>　　歌曲來演奏。 </b></p><p><b>　　二、硬件設(shè)計(jì) </b></p><p>　　該音樂播放器的硬件電路設(shè)計(jì)方框圖和 硬件總體電路圖如圖1和圖1所示： </p><p>　　通過TXAL1 與TXAL2輸入時(shí)鐘信號(hào)，通過p1.0～p1.7輸出控制現(xiàn)實(shí)控制信號(hào)的顯示，有p3.2、p3.3與p

6、3.5分別作為上一曲、下一曲和開始暫停的控制輸入。 </p><p>　　顯示電路是一個(gè)8位共陰極LED數(shù)碼管。 單片機(jī)的P0.0-P0.7分別與數(shù)碼管的A、B、C、D、E、F、G、DP相連接。 </p><p>　　晶振電路由兩個(gè)30pF的電容和一個(gè)6Mhz的晶體振蕩器組成。節(jié)點(diǎn)1與單片機(jī)的XTAL2相連接，節(jié)點(diǎn)2與單片機(jī)的XTAL1相連接，從而為單片機(jī)提供時(shí)間信號(hào)，為音樂的播放節(jié)拍控制

7、提供基本時(shí)間單位：當(dāng)晶體振蕩頻率為6.MHz，定時(shí)器工作在方式1下時(shí)，若各音階相對(duì)應(yīng)的定時(shí)器計(jì)數(shù)初值為X，則可根據(jù)下式計(jì)算X：1/（f×2）=（216-X）×12/（6×106） </p><p>　　控制電路，鍵一與p3.2相連、鍵二與p3.3相連、鍵3與p3.5相連。當(dāng)電鍵按下時(shí)接口接低電平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)音樂播放器的控制。鍵一聯(lián)通實(shí)現(xiàn)上一曲更換，鍵二聯(lián)通實(shí)現(xiàn)下一曲更換，鍵三聯(lián)通實(shí)現(xiàn)

8、開始暫停操作。 </p><p>　　發(fā)聲電路由數(shù)字揚(yáng)聲器連接p2.0接口實(shí)現(xiàn)音樂的輸出，由控制電路發(fā)出操作指令后，單片機(jī)調(diào)用相應(yīng)程序，并將音樂信號(hào)由p2.0口輸出，通過驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出美妙的音樂。 </p><p>　　圖1 硬件電路設(shè)計(jì)方框圖 </p><p>　　圖2 硬件總體電路圖 </p><p><b>　　三、軟件設(shè)計(jì)

9、</b></p><p>　　軟件設(shè)計(jì)是產(chǎn)生音樂的重要部分，音樂各音符所對(duì)應(yīng)的頻率和音樂的節(jié)拍都是通過軟件的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的，軟件設(shè)計(jì)的好壞直接決定了產(chǎn)生的音樂是否正確。軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。主程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化后，進(jìn)入曲目識(shí)別子程序，進(jìn)行歌曲曲目判斷。確定歌曲曲目后，數(shù)碼管再進(jìn)行顯示。然后，子程序?qū)κ欠癫シ胚M(jìn)行循環(huán)判斷，得到播放中斷的指令后再進(jìn)行播放。 </p><p&g

10、t;　　執(zhí)行播放后，關(guān)閉數(shù)碼管顯示并調(diào)用查表子程序進(jìn)行播放音樂。在播放音樂的過程中，查表子程序循環(huán)判斷音樂是否結(jié)束。當(dāng)音樂結(jié)束時(shí)，程序跳轉(zhuǎn)回曲目識(shí)別子程序。 </p><p>　　圖3 軟件設(shè)計(jì)流程圖 </p><p><b>　　四、系統(tǒng)仿真分析 </b></p><p>　　仿真很好的實(shí)現(xiàn)了程序的主要功能，音效良好，說明電路的設(shè)計(jì)和程序的設(shè)

11、計(jì)達(dá)到了要求。音樂播放器很好的實(shí)現(xiàn)了播放/暫停、上一曲、下一曲的功能，并滿足了數(shù)碼管顯示的特殊要求。 </p><p>　　51系列單片機(jī)，體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好。本設(shè)計(jì)以51單片機(jī)為主控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)控制音樂播放的功能。功能多樣，設(shè)計(jì)簡單，性能穩(wěn)定，具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。 </p><p>　　本論文得到大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目基金支持

12、。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]何立民.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2001. </p><p>　　[2]趙建領(lǐng).51系列單片機(jī)開發(fā)寶典[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012，02. </p><p>　　[3]李朝清.單片機(jī)