基于51单片机音乐播放器设计.doc
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1、常州信息职业技术学院学生毕业设计报告系 别: 专 业: 班 号: 学 生 姓 名: 学 生 学 号: 设 计 题 目: 基于51单片机音乐播放器设计指 导 教 师: 设 计 地 点: 常州信息职业技术学院 起 迄 日 期: 2011.9.11-2011.11.10 毕业设计任务书专业 班级 姓名 一、课题名称: 基于51单片机的音乐播放器设计 二、主要技术指标: 1、AT89c51的输入电压:DC+5V 2、4k字节在系统编程(ISP) Flash 闪速存储器 3、128*8字节内部RAM 4、32个可编程I/O口线 5、2个16位定时/计数器 三、工作内容和要求:1、播放时显示歌曲序号(或名
2、称) 2、利用I/O口产生一定频率的方波,驱动蜂鸣器,发出不同的音调,演奏乐曲。3、可通过功能键选择乐曲,暂停,播放 4、按顺序从头至尾自动循环播放全部设置的乐曲 5、按规范要求写出论文说明书 四、主要参考文献: 1胡汉才. 单片机原理及其接口技术(第2版)M. 北京:清华大学出版社,2003 2孙涵芳.MCS-51系列单片机原理及应用M.北京:北京航空航天大学出版社,1996.4 3阎石.数字电子技术基础(第三版)M.北京:高等教育出版社,1989 4王晓君,安国臣MCS-51及兼容单片机原理与选型M 北京:电子工业出版社,2003 5马家辰,孙玉德,张颖.MCS-51单片机原理及接口技术.
3、哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2001 6林凌,李刚,丁茹,李小霞. 新型单片机接口器件与技术M. 西安:西安电子科技大学出版社,2005 学 生(签名) 年 月 日 指 导 教师(签名) 年 月 日 教研室主任(签名) 年 月 日 系 主 任(签名) 年 月 日毕业设计开题报告设计(论文)题目基于51单片机的液晶显示器控制电路设计一、 选题的背景和意义:随着科技的不断发展,目前市场上出现了许许多多的音乐播放器,人们对播放器的需求也越来越广泛,对其要求也越来越高。 利用单片机演奏音乐大概是单片机爱好者感兴趣的问题之一。利用单片机控制音乐播放也多不胜举.音乐芯片也相当之多,而利用单片机存储音乐,
4、控制播放最为广泛。它有功能多价格优外围电路简单的特点,备受音乐爱好者及音乐芯片制造商的青昧。用AT89S51单电机及少数外围电路控制音乐播放,产生几首不同的歌曲。二、 课题研究的主要内容:根据音乐播放器的功能设计系统的硬件电路,包括单片机最小系统的设计;电源电路的设计;定时中断电路的设计;定时器优先级判别;扬声器控制电路的设计;键盘输入以及LED显示电路的设计。根据系统功能和硬件电路的设计,编写系统主控软件、音乐播放软件、乐曲软件、键盘控制软件、LED显示软件,并进行软件调试。之后进行硬件与软件的系统联调,以解决系统软件、硬件存在的问题,最后将软件下载到CPU,实现音乐播放器的预定功能。三、
5、主要研究(设计)方法论述:1 查阅有关51单片机的相关资料,并参考其他控制系统的设计方法及经验;2对系统项目相关的理论知识进行收集,整合;3选定系统相关的元器件,并对之进行了解与熟悉掌握;4进行模拟的调试,并完善系统设计;5编写应用程序;6完成测试及处理和测试结果分析。四、设计(论文)进度安排:时间(迄止日期)工 作 内 容2011.9.12-2011.9.18查阅相关专业信息资料,确定毕业设计题目;2011.9.19-2011.9.25明确设计任务,填写开题报告,拟定初步方案;2011.9.26-2011.10.1设计硬件系统总体方案,系统初步设计;2011.10.2-2011.10.7元件
6、选型并购买;2011.10.8-2011.10.14焊接并调试;2011.10.15-2011.10.20完成中期检查表;2011.10.21-2011.10.24查阅资料,撰写初稿;2011.10.24-2011.10.26编写键盘控制、音乐播放以及乐曲软件并调试;2011.10.27-2011.10.29编写系统主控软件,LED显示软件并进行调试;2011.10.30-2011.11.2进行系统硬件与软件的联调,系统进一步完善;2011.11.3-2011.11.5完成初稿,交给指导老师审核;2011.11.7-2011.11.9修改完善毕业设计;2011.11.9-2011.11.10定
7、稿,完成设计。五、指导教师意见: 指导教师签名: 年 月 日六、系部意见: 系主任签名: 年 月 日基于51单片机音乐播放器设计目录摘要Abstract第1章 前言. 1第2章 音乐播放器设计的内容. 22.1 单片机产生音调的基本原理. 22.2 开发环境简介. 22.3 设计内容与目标. 3第3章 音乐播放器的功能与组成. 43.1 音乐播放器的功能. 43.2 音乐播放器的组成. 4第4章 系统总体设计. 54.1 系统总体设计. 54.2 音乐播放器的工作原理. 54.3 音阶对应频率计数初值的计算. 54.4 乐曲节拍的计算. 64.5 乐谱在程序中的编制. 6第5章 音乐播放器的硬
8、件设计. 85.1 单片机最小系统. 85.1.1 单片机复位电路. 85.1.2 单片机晶振电路. 85.2 键盘接口电路的设计. .95.3 LED显示接口电路的设计 105.4 扬声器控制电路的设计. 115.5 硬件原理图. 11第6章 音乐播放器的软件设计. 136.1 主控软件的设计与流程图. 136.2 定时中断服务子程序的设计与流程图. 146.3 键盘控制模块的设计与流程图. 156.4 演奏乐曲模块的设计与流程图. 19第7章 系统调试. 217.1 软件调试. 217.2 测试LED显示模块. 217.3 测试键盘控制模块. 227.4 测试P3.0口输出. 22第8章
9、结束语. 23参考文献.24答谢辞.25附录 系统源程序.26摘 要对于我们电子信息工程专业而言,单片机是一门实用性很强的课程!在该课程的学习过程中!让我们最感兴趣的就是自己动手设计单片机控制系统。但是,要将单片机的硬件知识与软件知识融会贯通,设计出实用的系统却是让我们颇感困难的环节。许多同学对此感到无从下手。其实,对于单片机应用系统的设计还是有章可循的。单片机多用于实时工业控制、通信设备和智能仪表中。但在某些方面,如有些教学实验中,加进一些音乐,一定会趣味横生。本音乐播放器是利用89S51单片机结合内部定时系统及LED显示器,设计一个简易的微电脑音乐盒。本设计按下单键可以实现音乐播放功能,演
10、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:89S51;单片机;音乐播放;LED。AbstractFor our Electronic and Information Engineering, the microcontroller is a very practical course! In the course of the learning process! We are most interested in is the design of mi
11、crocomputer control system yourself. But to single-chip hardware and software knowledge and mastery of knowledge, design a practical system it is quite difficult for us part. Many students feel unable to start. In fact, for single-chip applications or rule-based system design. Chip used for real-tim
12、e industrial control, communications equipment and smart meter. But in some areas, such as some teaching experiment, add some music, will amusing.The music broadcast by combining internal timing is the use of 89S51 single computer led display systems and the design of a simple microcomputer music bo
13、xes. The design press single computer achievable music broadcast function at the pre-establishment song melodies, and in control of the digital show the repertoire of numbers, the most important thing is it can read the procedures designed to import new songs, the songs he loved to import procedures
14、, it can often send pleasant music, and increase life fun. Keywords: 8051single;computer;music;broadcast;led。 第2章 前言二十世纪九十年代以来,计算机、信息、电子、控制、通信等技术得到迅速发展,促使了社会生产力的提高,也使人们的生产方式和生活方式产生了日新月异的变化。随着人们生活水平的提高及对音乐的喜爱,一种用新的声源来制造印象的新型乐器脱颖而出,这就是目前人们熟知的电子音乐播放器。人们对音乐播放器的品质,功能,品种等提出了越来越多的要求,表现在对控制系统性能、可靠性等要求越来越高。而
15、品质的提高,功能的更新,可靠性的增强,品种的变化无不于产品的核心控制部分水平的提高密不可分。家用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,还除智能化的单片机莫属。本课题既是在这种背景下,对基于51单片机的音乐播放器的设计与
16、实现进行了硬件及软件的设计,并给出了一套完整的解决方案,实现了单片机音乐播放器对音乐的演奏。第2章 音乐播放器设计的内容2.1 单片机产生音调的基本原理音乐播放器是利用单片机产生乐曲音符,再把乐曲音符翻译成计算机音乐语言,用单片机进行信息处理,再通过蜂鸣器或喇叭放出音乐。音乐的产生主要是通过单片机的I/O口输出高低不同的脉冲信号来控制蜂鸣器发音。要想产生音频脉冲信号,需要算出某一音频的周期(1/频率),然后将此周期除以2,即为半周期的时间。利用单片机定时器计时这个半个周期时间,每当计时到后就将输出脉冲的I/O口反相,然后重复计时此半周期时间再对I/O口反相,这样就能在此I/O口上得到此频率的脉
17、冲。通常,利用单片机的内部定时器0,工作在方式1下,改变计数初值TH0和TL0来产生不同频率。对于音乐的节拍,每个音符使用1个字节,字节的高4位代表音符的高低,低4位代表音符的节拍。如果1拍为0.4S,1/4拍为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,那么1拍应为4DELAY,以此类推。所以只要求得1/4拍的DELAY,其余的节拍就是它的倍数。总而言之,一首乐曲是由音阶和节拍两大要素构成。一首乐曲演奏的原理是:不同音阶分别对应不同的频率,发出不同的音调,而节拍则控制发出音调时间的长短;若将乐曲的音调连续发出,并使其按相应的节拍变化,即可演奏一首乐曲。根据这一特
18、点,我们采用单片机辅以相应的接口来设计音乐播放器。2.2 开发环境简介随着单片机的不断发展,以C为主流的单片机高级语言也不断被更多的单片机爱好者和工程师所喜爱。使用C语言肯定要使用到C编译器,以便把写好的C程序编译为机器码,这样单片机才能执行编写好的程序。KEIL uVISION2是众多单片机应用开发软件中优秀的软件之一,它支持众多不同公司的MCS-51架构的芯片,它集编辑,编译,仿真等于一体,同时还支持,PLM,汇编和C 语言的程序设计,它的界面和常用的微软VC+的界面相似,界面友好,易学易用,在调试程序,软件仿真方面也有很强大的功能。本系统采用的开发环境为KEIL,软件开发环境主界面见图2
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