基于单片机的音乐播放器.docx
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基于单片机的音乐播放器
基于单片机的音乐播放器
摘要
单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。
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,采用AT89C52单片机设计了一款特殊的"音乐播放器",本播放器可实现播放、暂停、复位等功能。
关键字:
单片机;集成电路:
89C52芯片;音乐播放器
Abstract
SingleChipMicrocomputer isanintegratedcircuitchip,VLSItechnologyistheuseofhavingthedataprocessingcapabilitiesoftheCPUrandomaccessmemoryRAM,read-onlymemoryROM,avarietyofI/Oportandinterruptsystem,thetimer/counterfunctions(mayalsoincludeadisplaydrivingcircuit,thepulsewidthmodulationcircuit,ananalogmultiplexer,A/Dconvertercircuit,etc.)areintegratedintoasmallsoundsystemonamicrocomputercomposedofsilicon.
Microcontroller-basedmusicplayercanbeusedinmanywaysmp3,MP4,loudspeakers,etc.,andasasecondaryfunctionofmanysystems,asoneoftheimportantmicrocontrollerhardwareresources,usingthetimercangenerateavarietyoffixedfrequencysquarewavesignalcanbegeneratedincludethe"Do","Re","Me"-likevariousfrequenciesincludingthesoundscale.Thevariousscalestogether,mayformasongorplayamelody.Basedonthisidea,usingAT89C52designedaspecial"MusicPlayer",theplayercanberealizedplay,pause,resetandotherfunctions.
Keyword:
SingleChipMicrocomputer;integratedcircuit;89C52chip;MusicPlayer
基于单片机的音乐播放器
单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器,常用英文字母的缩写MCU表示单片机,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。
单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成,相当于一个微型的计算机(最小系统),和计算机相比,单片机缺少了外围设备等。
概括的讲:
一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
第一章设计目的和要求
1.1设计目的
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。
在音乐播放方面,利用单片机储存音乐,控制播放也越来越广泛。
为了更好的掌握单片机的应用,用单片机设计一个音乐播放器。
这样可以有效的将理论知识与实践相结合。
1.2设计要求
设计一个音乐播放器,有三个按键:
播放/暂停、下一曲、上一曲;,用来显示所选曲目,该显示器在音乐播放中关闭,一曲演奏结束时,复位键可继续播放。
第二章硬件电路设计
2.1总体设计
本系统以89C51单片机为控制核心,以按键开关作为控制元件,以蜂鸣器作为执行器件,再结合晶振电路,共同构成音乐播放器系统。
图2-1总体设计框图
2.2模块电路设计
2.2.1单片机模块
89C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器(ROM)32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内时钟振荡电路。
此外,89C52还可工作于低功耗模式,可通过两种软件选择空闲和掉电模式。
在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。
掉电模式下,保存RAM数据,时钟振荡停止,同时停止芯片内其它功能。
图2-2单片机模块图
2.2.2晶振电路
晶振电路由两个30pF的电容和一个6Mhz的晶体振荡器组成。
节点1与单片机的XTAL2相连接。
节点2与单片机的XTAL1相连接。
图2-3晶振电路图
2.2.3复位电路
复位电路由复位键、22uF的电容C3、200Ω的电阻R3、1000Ω的电阻R4组成。
节点1与单片机的RST相连接。
图2-4复位电路
第三章软件设计
3.1音乐播放原理
音调的高低用音阶表示,不同的音阶对应不同的频率。
因此,不同频率的方波就可以产生音阶,音阶与频率的关系见表1。
由于频率的倒数是周期,因此可由单片机中的定时控制方波周期,当定时器计数溢出时产生中断。
一般说来,单片机演奏音乐基本都是单音频率,它不包含相应幅度的谐波频率,也就是说不能像电子琴那样能奏出多种音色的声音。
因此单片机奏乐只需弄清楚两个概念即可,也就是“音调”和节拍表示一个音符唱多长的时间。
不同音高的乐音是用C、D、E、F、G、A、B来表示,这7个字母就是音乐的音名,它们一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI,即唱成简谱的1、2、3、4、5、6、7,相当于汉字“多来米发梭拉西”的读音,这是唱曲时乐音的发音,所以叫“音调”,即Tone。
把C、D、E、F、G、A、B这一组音的距离分成12个等份,每一个等份叫一个“半音”。
音调的长短用节拍数表示(例如1/4拍、2/4拍、……),不同节拍数的不同音符的组合形成乐谱。
程序中,音的节拍可由延时子程序实现。
延时子程序设定为四分之一拍,节拍值只能是它的整数倍。
3.2流程控制
主程序实现对单片机进行初始化后,进行歌曲曲目判断。
确定歌曲曲目后子程序对是否播放进行循环判断,得到播放中断的指令后再进行播放。
在播放音乐的过程中,查表子程序循环判断音乐是否结束。
当音乐结束时,程序跳转回曲目识别子程序。
图3-1流程框图
3.3实物演示
第四章总结
通过这段时间的努力,在老师与同学们的指导帮助下,本次顺利的完成了。
本实验是按照课程实验要求进行的,以达到理论与实践结合的目的。
本次实验不仅仅让我巩固了课堂上所学习的理论知识,而且在实验过程中加深了对知识的理解。
同时,对于实验仪器有了更进一步的操作与认识。
同时,在这次设计中,我也发现了自己的许多不足。
首先,对开发工具的掌握还不算很全面,走了不少弯路。
其次,最初对系统的设计,考虑不是很全面,所以在实验过程中,碰到不少困难。
再次,我应该继续学习,不断提高自己的能力。
最后,感谢在实验过程中给予我帮助的老师和同学!
第五章参考文献
[1]郭文川.单片机原理与接口技术[M].中国农业出版社.2007.8
[2]阎石.数字电子技术基础(第五版)[M].北京:
高等教育出版社。
2005
[3]李泉溪.单片机原理与实例仿真[M].北京:
北京航空航天大学出版社,2009
[4]沈德金,陈粤初.MCS-51系列单片机接口电路与应用程序实例.北京航空航天大学出版社,1990
[5]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计.北京航空航天大学出版社,1990.1
附录:
主要程序
#include
#include
sbitBeep=P2^6;
unsignedcharn=0;
unsignedcharcodemusic_tab[]={
0x18,0x30,0x1C,0x10,
0x20,0x40,0x1C,0x10,
0x18,0x10,0x20,0x10,
0x1C,0x10,0x18,0x40,
0x1C,0x20,0x20,0x20,
0x1C,0x20,0x18,0x20,
0x20,0x80,0xFF,0x20,
0x30,0x1C,0x10,0x18,
0x20,0x15,0x20,0x1C,
0x20,0x20,0x20,0x26,
0x40,0x20,0x20,0x2B,
0x20,0x26,0x20,0x20,
0x20,0x30,0x80,0xFF,
0x20,0x20,0x1C,0x10,
0x18,0x10,0x20,0x20,
0x26,0x20,0x2B,0x20,
0x30,0x20,0x2B,0x40,
0x20,0x20,0x1C,0x10,
0x18,0x10,0x20,0x20,
0x26,0x20,0x2B,0x20,
0x30,0x20,0x2B,0x40,
0x20,0x30,0x1C,0x10,
0x18,0x20,0x15,0x20,
0x1C,0x20,0x20,0x20,
0x26,0x40,0x20,0x20,
0x2B,0x20,0x26,0x20,
0x20,0x20,0x30,0x80,
0x20,0x30,0x1C,0x10,
0x20,0x10,0x1C,0x10,
0x20,0x20,0x26,0x20,
0x2B,0x20,0x30,0x20,
0x2B,0x40,0x20,0x15,
0x1F,0x05,0x20,0x10,
0x1C,0x10,0x20,0x20,
0x26,0x20,0x2B,0x20,
0x30,0x20,0x2B,0x40,
0x20,0x30,0x1C,0x10,
0x18,0x20,0x15,0x20,
0x1C,0x20,0x20,0x20,
0x26,0x40,0x20,0x20,
0x2B,0x20,0x26,0x20,
0x20,0x20,0x30,0x30,
0x20,0x30,0x1C,0x10,
0x18,0x40,0x1C,0x20,
0x20,0x20,0x26,0x40,
0x13,0x60,0x18,0x20,
0x15,0x40,0x13,0x40,
0x18,0x80,0x00
};
voidint0()interrupt1//采用中断0控制节拍
{TH0=0xd8;
TL0=0xef;
n--;
}
voiddelay(unsignedcharm)//控制频率延时
{
unsignedi=3*m;
while(--i);
}
voiddelayms(unsignedchara)//豪秒延时子程序
{
while(--a);
}
voidmain()
{unsignedcharp,m;//m为频率常数变量
unsignedchari=0;
TMOD&=0x0f;
TMOD|=0x01;
TH0=0xd8;TL0=0xef;
IE=0x82;
play:
while
(1)
{
a:
p=music_tab[i];
if(p==0x00){i=0,delayms(1000);gotoplay;}
elseif(p==0xff){i=i+1;delayms(100),TR0=0;gotoa;}
else{m=music_tab[i++],n=music_tab[i++];}
TR0=1;//开定时器1
while(n!
=0)Beep=~Beep,delay(m);//等待节拍完成,通过P1口输出音频
TR0=0;//关定时器1
}
}
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