毕业论文-基于stc89c52单片机的智能音乐演奏器设计【终稿】Word文件下载.docx
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所设计的智能音乐演奏器,选用的是stc89c52单片机为主要控制系统,通过编程手段使音乐的播放功能得到实现。
该播放器可以读取外置存储设备,对存储设备内的音频文件进行读取及解码,再通过外置音频播放。
按键控制功能也是本设计的一大功能,设置相应按键来控制选歌、播放和停止。
【关键词】stc89c52;
音乐演奏器;
液晶显示
DesignofIntelligentMusicPlayerAbstract
Technologyindustryplaysavitalroleinourlife,withtheimprovementofpeople’slevelofmodernization.Theemergingtechnologieshavebeenextensivelydevelopedbecauseofitswideavailabilityandlowcost.SCMtechnology,asasymbolofemergingtechnologies,developsalsorapidly.Asthemicrocontrollerhastheadvantageofastrongpracticabilityandshortdevelopingcycle,thedesignofmicrocontrollerhasbecomeincreasinglywidespread.Thenameofthedesignisasmartmusicplayer,whichchoosestc89c52MCUasthemaster.Themusicplayerachievescontrolmusicplaybackfunctionsbymeansofprogramming.Theplayercanreadexternalstoragedevices,storeanddecodethefilesautomatically,andthenplayedbytheexternaldevice.Thefunctionofkeyscontrollingisabigprograminthisproject.Theplayerissetappropriatekeystocontrolsongselection,playandstop.
【Keywords】stc89c52;
MusicPlayer;
LCDdisplay
目 录
1绪 论 1
1.1研究背景和现状 1
2.2研究的目的和意义 1
2智能音乐演奏器的方案对比论证 3
2.1智能音乐演奏器的实现功能 3
2.2智能音乐演奏器的实现功能图 3
2.3系统各个子系统的方案对比 3
2.3.1系统主控方案论证 3
2.3.2电源供电方案论证 4
2.3.3显示方案论证 5
2.3.4按键输入方案论证 6
2.3.5语音模块论证 7
3智能音乐演奏器的硬件设计 8
3.1单片机系统设计 8
3.1.1单片机概述 8
3.1.2单片机管脚及功能说明 8
3.1.3单片机最小系统设计 9
3.2LCD显示电路设计 10
3.2.1LCD1602操作时序及引脚定义 10
3.2.2LCD1602的硬件设计 11
3.3语音转换模块设计 12
3.3.1语音模块概述 12
3.3.3语音模块芯片引脚定义及功能描述 13
3.3.4语音模块触发时序 13
4智能音乐演奏器的软件设计 15
4.1开发软件简介 15
4.2应用程序设计 15
4.2.1主程序的设计 15
4.2.2LCD显示程序设计 16
4.2.3按键检测程序设计 19
4.2.4NV020模块的程序设计 20
5总结 24
参考文献 27
致 谢 28
附录 29
1绪 论
1.1研究背景和现状
自动控制愈来愈重要,它为我国新兴产业带来巨大效益。
其中要求控制实现智能化、小型化、便携式得到人们广泛的关注。
在航空航天、军事民用、医疗设备等控制领域中,集成度和控制功能强大的单片机已发挥不可替代的作用,这使得各种单片机项目的开发与应用成为系统设计新的热点话题[1]。
单片机具有很多优点,如集成度高,开发简单,价格低和品种多样,这使得单片机进入各种系统的品种方式也多样化了。
新兴技术的提升发展,也同样有助于芯片业的蓬勃发展。
但是,利用单片机进行控制,并且显示的集成芯片是微乎其微的,其一是开发的难道较难,其二是开发的周期赶不上市场淘汰产品的速度。
现阶段社会上也有多种音乐播放器,但是市场上的音乐播放器大都价格昂贵,显示、功能单一,所以开发新型的便携且价格实惠的音乐播放器成为必须[2]。
音乐演奏器要实现可操作、可播放、可选择等功能,且它的听觉效果要有一定的水平。
即使对音乐演奏器的研究,过去已经多如牛毛,但是它的可操作性不佳,且它把音乐搜索、收藏、管理全部交给网络来完成,这就造成资源利用不便。
所以,还是有必要完善。
也可以增加一些流水灯闪烁效果,使得该播放器一边播放,一边有流水灯闪烁,实现美观和效果功能同步进行。
1.2研究的目的和意义
本设计目的是设计一种全新的,通过单片机控制并显示的智能音乐播放器,本播放器能够实现音乐文件的读取及控制播放等基本功能。
该播放器可以存储多首歌曲,可选择性播放歌曲,通过音频电路驱动喇叭播放。
设置相应按键来控制选歌、播放和暂停,同时在LCD液晶屏上显示正在播放的歌名,伴随音乐播放有流水灯闪烁效果。
该音乐演奏器采用技术与实惠的双赢的STC89C52单片机作为核心控制单元,结合信号控制及处理电路、LM386功率放大器,LCD1602液晶显示电路,以及配套的外围设备共同组成的可控、可显示的音乐播放系统。
本设计实现的按键功能为:
上一首,下一首,暂停、停止。
可以选择不同的按键来实现播放。
伴随着音乐的播放可实现流水灯效果,并且可以在LED显示屏上显示正在播放歌曲的名字。
本设计以STC89c52芯片作为主控制器,选用nv020作为音频解码芯片。
通过对外置TF卡媒体存储介质的读取及操作,利用LCD1602液晶屏显示内容及用流水灯实现动态效果,来完成智能音乐播放器的功能。
智能音乐演奏器设计的意义在于开发新型基于单片机的音乐播放器,实现低成本及高性能,达到更换现在社会有的价格昂贵的音乐播放器。
它的设计,应该追求高效、可操作性强、能显示多首歌等特点。
在新时代的今天,各种音乐演奏器。
参差不齐。
而且功能大同小异,可以说,音乐播放器发展也给社会的发展带来了新生,为人们的生活带来了色彩,为可持续发展的当下社会和资源节约型、环境友好型的社会增添了活力[3]。
因此,对于智能音乐演奏器设计还是有必要发展这些特点。
智能音乐演奏器研究的是播放器的灵敏便捷。
让人们使用起来有愉悦身心的感觉,它在我们生活中还是很有价值的,何况当今的社会是信息社会,计算机技术的发展带动社会的发展,而单片机技术的完善带动计算机的发展,因此很有必要好好研究。
智能音乐演奏器,是一款以STC89C52为主要控件的设计,很好的把技术和实物融合了。
2智能音乐演奏器的方案对比论证
2.1智能音乐演奏器的实现功能
智能音乐演奏器基于STC89C52主控设计并制作,以外置的TF卡为存储设备,主控通过在不同时间和状态下,对有关芯片发出不同控制命令,来实现解码播放功能。
智能音乐演奏器可以达到按键目的为开始,停止,上一首,下一首。
其中,智能音乐演奏器可实现歌曲的转换功能及歌曲信息显示功能。
主要的技术难度在于对TF进行驱动及对解码信息进行控制。
2.2智能音乐演奏器的实现功能图
电源电路
STC89C52
语音模块
显示
LCD显示
键盘电路
图1系统功能框图
智能音乐演奏器设计时就有四个可以进行控制的按键,按键的功能分别为:
下一曲,上一曲,暂停和停止。
通过主控,实现存储卡内文件扇区的读写,及数据流方向的控制。
后面再通过音频放大电路和声音输出设备将动听的音乐输出。
在音乐播放的同一时间,LCD液晶屏也能显示出曲目的名字。
主要的控制流程是单片机对语音模块进行驱动及控制,通过语音模块返回的值,进行显示。
按键电路,通过按键可以得到不同的设置控制功能,作用于语音模块(以不同控制字的方式),来达到不同的控制方法。
2.3系统各个子系统方案对比
2.3.1系统主控方案论证
主流控制器有:
PLC、MSP430、ARM、51单片机等。
MSP430有非常丰富的片上资源,即用户可以通过对多种类寄存器的配置,达到不同的控制效果和要求,而且430单片机的输出引脚一般可以选择为DAC及PWM输出模式,用户可以通过控制其中的寄存器来实现自己想要的要求,达到自己想要的期望,可谓灵活方便[4]。
51单片机控制资源有限,但现阶段的51单片机产品集成度、稳定性也在提高。
MSP430低功耗单片机 是个控制能力很强且具有很强可操作性的单片机[5],所以它有非常多种控制方法,但是,美中不足的是它很难开发,而且单片芯片较贵(一片在20元-30元左右),所以智能音乐演奏器根据各个方面的权衡,经过慎重考虑,还是选择了51单片机,以它来作为主要的控制器。
51单片机有4个8位的P口控制端口,还有2个中断源,及片内ROM和
RAM。
通过相关程序的编写,可以很快的实现智能音乐演奏器的设计。
最终结果,本设计选择了STC89C52这个很实用而且价格低廉的单片机来达到硬件功能要求。
由于STC89C52内部自带了8KB的存储空间,所以它应该基本满足设计所要的需求。
2.3.2电源供电方案论证
由于系统要求便携式及尽量控制成本,所以不能使用取市电处理之后供电。
所以选用5号电池进行串联后组成电池组提供6V直流电压。
供电方法有以下两种:
电池后接稳压二极管供电;
电池后接稳压芯片供电。
方案一:
电池组后接5v/1w的稳压二极管组成。
该电路图如图1所示。
这样设计的系统,最多可以提供5V和0.2A的电源输出。
中和本设计电流在
150mA左右,这种稳压管供电方式是可以的[6]。
但是由于智能音乐演奏器要求随身携带,即要求待机功耗尽量低的设计条件下,该类方案不可行。
稳压管方案设计电路,在无工作时(
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