基于51单片机简易音乐播放器设计(共14页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上赣南师院物理与电子信息学院数字电路课程设计报告书姓名: 班级:1001电子信息工程 学号: 时间: 基于51单片机音乐播放器设计1绪论1.1 单片机概述 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲,一块芯片就成了一台计算机。 MCS-51单片机是美国INTEL公司于1980年推出的产品,与MCS- 48单片机相比,它的结构更先进,功能更强,在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令,指令数达111条,MCS-51单片机可以算是相当成功的产品,一直到现在,MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品,各高校
2、及专业学校的培训教材仍与MSC-51单片机作为代表进行理论基础学习。 MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品。DP-51S单片机仿真实验仪是由广州致远电子有限公司设计的DP系列单片机仿真实验仪之一,是一种功能强大的单片机应用技术学习、调试。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分为如下几个范畴:(1)、在智能仪器仪表的应用 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长
3、度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪)。 (2)、在家用电器中的应用可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备,五花八门,无所不在。(3)、在工业控制中的应用用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。单片机现在可以说是百花齐放,百家争鸣的时期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片
4、机,从8位、16位到32位,数不胜数,应有尽有,有与主流C51系列兼容的,也有不兼容的,但它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供了广阔的天地。纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势,大致有: (1)、微型单片化 现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根
5、据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。 此外,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。(2)低功耗CMOS化MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW,而现在的单片机普遍都在100mW左右,随着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了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。像80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然
6、功耗低,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,更适合于要求低功耗像电池供电的应用场合。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 课题概述基于单片机的音乐播放器可应用于mp3,MP4,扩音器等很多方面,并可作为很多系统的辅助功能,作为单片机的重要硬件资源之一,利用定时器可以产生各种固定频率的方波信号,也可以产生包括Do、Re、Me-等音阶在内的各种频率声音。将各个音阶连接在一起,便可组成一支曲子或是演奏一段旋律。基于这个思想,我设计了一款特殊的音乐播放器,本播放器可实现播放、切换、复位等功能。由于时间及条件限制,本设计实现了一种简
7、单的音乐播放器,其核心器件采用STC89C52单片机,本播放器具有电路简单,功能强大,易于拓展等特点。在此基础上,可以添加按键,LED显示屏等模块,实现切换歌曲,歌名显示,动感音乐屏等功能。2 硬件电路设计2.1设计目的设计一个音乐播放器,有五个按键及控制按钮:播放、切换、复位,通过控制按钮控制单片机,播放所要求的音乐,并通过放大电路和喇叭输出声音。同时一曲演奏结束时,LED灯亮,并显示出一个心形的形状。2.2 电路设计原理LED显示电路电源STC89C52发声电路按键控制电路复位电路12M晶振电路图1 电路设计原理图2.3总原理图图2 总原理图专心-专注-专业3.系统软件设计3.1主程序流程
8、图开始查询按键按下?初始化NO播放歌曲音乐播放完毕LED显示Y图3 主程序流程图3.2 音调的产生 3.2.1 音符频率的产生: 音符及定时器初始值: 例如:中音1(do)的音频=523hz,周期T=1/523s=1912us 定时器/计数器0的定时时间为:T/2=1912/2=956us 定时器956us的计数值=定时时间/机器周期(12mhz晶振)=956us/1us=956 装入T0计数器初始值为65536-956=64580(0xFC44) 将0xFC44装入T0寄存器中(TH0装高八位即TH0=0XFC;TL0装低八位即TL=44),启动T0工作后,每技术956次将产生溢出中断,进入
9、中断服务,每次对P1.0引脚的输出取反,就可得到中音do(523hz)的音符频率。依此产生其他的不同音符 以下给出四个八度的28个频率数据 频率-半周期数据表 高八位 0xF2, 0xF3, 0xF5, 0xF5, 0xF6, 0xF7, 0xF8, /低音 0xF9, 0xF9, 0xFA, 0xFA, 0xFB, 0xFB, 0xFC, 0xFC,/1,2,3,4,5,6,7,i 0xFC, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFE, /高音 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFF; /超高音 频率-半周期数据表 低八位 0x42,
10、 0xC1, 0x17, 0xB6, 0xD0, 0xD1, 0xB6, /低音 0x21, 0xE1, 0x8C, 0xD8, 0x68, 0xE9, 0x5B, 0x8F, /1,2,3,4,5,6,7,i 0xEE, 0x44, 0x6B, 0xB4, 0xF4, 0x2D, /高音 0x47, 0x77, 0xA2, 0xB6, 0xDA, 0xFA, 0x16 /超高音 3.2.2 节拍的产生 音乐中的节拍用延时时间产生。例如:1拍=0.4s,1/2=0.2s,以此类推。只要求出1/2拍的延时时间,其余节拍是他的倍数就行了。 得到音符并加上起对应的节拍就可得到音调。以此将音调连起来就
11、可获得曲子。3.3 程序设计3.3.1 音乐库程序 “music.h”库#ifndef _MUSIC_H#define _MUSIC_Hunsigned int code tone12=1012,956,852,759,716,638,568,506,478,426,379,1136;/ T1定时的时间unsigned char code song1=3,6,6,3, 5,6,5,6, 6,3,6,6,5, 3, 11,2,2,11, 1,2,1,2, 2,11,1,2,1, 11, 3,6,7,6,5,5, 6,5,6,8,7,6,5,3, 6,3,5, 6,8,7,6,5, 3,6,7,
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