单片机应用课程设计课程设计-音乐播放器.doc

信息与电气工程学院课程设计说明书（2010/2011学年第二学期）课程名称 ： 单片机应用课程设计 题 目 ： 音乐播放器 专业班级 ： 通信08 学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ：设计周数 ： 2周 设计成绩 ： 2011年6月24日1、 课程设计目的与要求1.1设计目的本课程设计是通信工程专业的一门软硬件相结合实践的专业基础课，旨在提高学生的单片机应用、软件编程及小型工程项目开发能力。本设计将进一步加强学生对单片机硬件的理解，增强对汇编或c语言的灵活运用。要求学生能结合单片机、模拟电路、数字电路、汇编或c语言，实现基本的应用系统，为以后从事相关行业打下实践基础。本设计以at89c51单片机为核心。通过对其按键的设定来实现音乐的播放，通过对键盘的设置可以实现人机对话，借助键盘可以向计算机系统输入程序，置数、送操作命令、控制程序的执行走向等，并最终通过led显示器显示出播放的乐曲。重点研究内容有：单片机最小系统的设计与实现键盘电路的设计与控制扬声器控制电路的设计与实现led显示器的驱动及显示软件模块的设计与编写1.2设计要求 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，从而演奏乐曲（最少三首乐曲，每首不少于30秒） 采用lcd或数码管显示信息 开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号（或名称） 可自由选择歌曲进行播放，并且能按选上一曲，下一曲。开关控制的秒表。要求：按键控制秒表的启动2、 课程设计正文2.1、硬件方面图1：音乐播放器总体电路设计图2.1.1、音乐播放器的功能此次设计的音乐播放器要求具有以下功能：音乐播放器预先设定13共3首乐曲，依次为挥着翅膀的女孩，同一首歌，两只蝴蝶。设定四个按键：前进、后退、播放、停止。 通过按键前进和回退选定某一曲目，在led上显示数字13，按下播放即可播放曲目。当按下停止键时，音乐播放器停止正在播放的曲目。当按下复位键时，系统将对芯片进行初始化。2.1.2、音乐播放器的硬件组成根据系统音乐播放器的功能要求，一个完整的音乐播放器电路相当于一个简单的单片机系统，该系统由按键开关、单片机、led显示电路、扬声器控制电路4个方面构成。51单片机。51单片机为整个系统的核心部分，是带动整个系统工作的重要部件。键盘输入。键盘输入用来控制输入指令，发出指令至单片机，使单片机按照指令工作。扬声器。扬声器作为输出部分按照键盘给单片机的指令发出乐曲。led显示电路。led显示器也作为输出部分，按照键盘给单片机的指令，显示正在演奏的乐曲。2.1.3、系统方案设计根据设计任务的基本要求，设计了由单片机（at89c51）作为主控器件，按键组成的按键操作电路，以及lm386、扬声器组成的发声电路，连接led显示器将要演奏的乐曲序号显示出来，通过连接扬声器使其发出音乐。系统总体结构如图1所示。单片机led显示电路键盘输入控制晶振、复位电路扬声器图2 系统总体结构框图2.1.4、音乐播放器的工作原理利用i/o口产生一定频率的方波，驱动扬声器，发出不同的音调，从而演奏乐曲。扫描键盘，确定按下的键值，并播放相应的曲目。采用led（或lcd）显示信息。一首乐曲演奏的原理是：一首乐曲是由音阶和节拍两大要素构成，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。根据这一特点，我们采用单片机辅以相应的接口来设计音乐播放器。2.1.5、单元电路设计2.1.5.1、mc7805稳压器7805是最常用的一种稳压芯片，输入直流稳压电源，它的输出电压恰好为5v，刚好是51系统单片机运行电压。但是输入电压要大于输出电压至少2v，即7v到18v。实例图所示。图3 mc7805实例图引脚图如图3所示。图4 7805引脚图其中1接整流器输出的正电压，2为公共地（也就是负极），3接的就是我们需要的正5v输出电压。mc7805在音乐播放器电路中的连接状态如图4所示。图5 7805连接图2.1.5.2、键盘电路图6 键盘电路键盘的设计使用了单片机p1口的p1.0p1.2口，s1是前进按键，s2是后退按键，s3是播放按键，s4接p3.2口，采用外部中断，作为停止播放按键。2.1.5.3、扬声器控控制电路的设计在扬声器电路的设计中使用了lm386音频功率放大器。在此将放大器增益设为200。lm386的引脚图如图6所示。图7 lm386引脚图lm386与扬声器在电路中的连接如图7所示。图8 扬声器电路2.1.5.4、led显示电路的设计led显示器由8位led数码管组成，用于显示系统在各种不同条件下的状态。在此用的led数码管为8字型数码管，分为a、b、c、d、e、f、g、dp八段，其中dp为小数点。数码管常用的有10根管脚，每一段有一根管脚，另外两根管脚为一个数码管的公共端，两根之间相连通。数码管从电路上来看可分为共阴和共阳两种，在本设计中使用的是共阴极的led。led在电路中的连接如图8所示。图9 led显示电路表1 cd4511真值表2.1.6、系统调试 以上硬件电路图都在开发板上焊制成功之后，就需要使用keil软件烧入程序，进行调试，并使之发声。2.2软件方面2.2.1、方案设计根据设计思路，使用仿真软件进行仿真。2.2.2、系统设计系统设计最初，是使用protues仿真软件，后来发现protel 99作图比较美观，所以以上图均是用protel 99软件作出来的效果。2.2.3、系统实施程序代码：#include #include soundplay.h#include12864.hsbit k1 = p10 ;sbit k2 = p11 ;sbit k3 = p12 ;sbit k4 = p13 ;void delay1ms(unsigned int count)unsigned int i,j;for(i=0;icount;i+)for(j=0;j120;j+);/*music*/挥着翅膀的女孩unsigned char code music_girl= 0x17,0x02, 0x17,0x03, 0x18,0x03, 0x19,0x02, 0x15,0x03, 0x16,0x03, 0x17,0x03, 0x17,0x03, 0x17,0x03, 0x18,0x03, 0x19,0x02, 0x16,0x03, 0x17,0x03, 0x18,0x02, 0x18,0x03, 0x17,0x03, 0x15,0x02, 0x18,0x03, 0x17,0x03, 0x18,0x02, 0x10,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x02, 0x15,0x03, 0x16,0x03, 0x17,0x02, 0x17,0x03, 0x18,0x03, 0x19,0x02, 0x1a,0x03, 0x1b,0x03, 0x1f,0x03, 0x1f,0x03, 0x17,0x03, 0x18,0x03, 0x19,0x02, 0x16,0x03, 0x17,0x03, 0x18,0x03, 0x17,0x03, 0x18,0x03, 0x1f,0x03, 0x1f,0x02, 0x16,0x03, 0x17,0x03, 0x18,0x03, 0x17,0x03, 0x18,0x03, 0x20,0x03, 0x20,0x02, 0x1f,0x03, 0x1b,0x03, 0x1f,0x66, 0x20,0x03, 0x21,0x03, 0x20,0x03, 0x1f,0x03, 0x1b,0x03, 0x1f,0x66, 0x1f,0x03, 0x1b,0x03, 0x19,0x03, 0x19,0x03, 0x15,0x03, 0x1a,0x66, 0x1a,0x03, 0x19,0x03, 0x15,0x03, 0x15,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x66, 0x17,0x04, 0x18,0x04, 0x18,0x03, 0x19,0x03, 0x1f,0x03, 0x1b,0x03, 0x1f,0x66, 0x20,0x03, 0x21,0x03, 0x20,0x03, 0x1f,0x03, 0x1b,0x03, 0x1f,0x66, 0x1f,0x03, 0x1b,0x03, 0x19,0x03, 0x19,0x03, 0x15,0x03, 0x1a,0x66, 0x1a,0x03, 0x19,0x03, 0x19,0x03, 0x1f,0x03, 0x1b,0x03, 0x1f,0x00, 0x1a,0x03, 0x1a,0x03, 0x1a,0x03, 0x1b,0x03, 0x1b,0x03, 0x1a,0x03, 0x19,0x03, 0x19,0x02, 0x17,0x03, 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0x15,0x02, 0x16,0x02, 0x17,0x02, 0x17,0x03, 0x18,0x03, 0x19,0x02, 0x15,0x02, 0x18,0x66, 0x17,0x03, 0x19,0x02, 0x16,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x00, 0x17,0x01, 0x19,0x02, 0x1b,0x02, 0x1b,0x70, 0x1a,0x03, 0x1a,0x01, 0x19,0x02, 0x19,0x03, 0x1a,0x03, 0x1b,0x02, 0x1a,0x0d, 0x19,0x03, 0x17,0x00, 0x18,0x66, 0x18,0x03, 0x19,0x02, 0x1a,0x02, 0x19,0x0c, 0x18,0x0d, 0x17,0x03, 0x16,0x01, 0x11,0x02, 0x11,0x03, 0x10,0x03, 0x0f,0x0c, 0x10,0x02, 0x15,0x00, 0x1f,0x01, 0x1a,0x01, 0x18,0x66, 0x19,0x03, 0x1a,0x01, 0x1b,0x02, 0x1b,0x03, 0x1b,0x03, 0x1b,0x0c, 0x1a,0x0d, 0x19,0x03, 0x17,0x00, 0x1f,0x01, 0x1a,0x01, 0x18,0x66, 0x19,0x03, 0x1a,0x01, 0x10,0x02, 0x10,0x03, 0x10,0x03, 0x1a,0x0c, 0x18,0x0d, 0x17,0x03, 0x16,0x00, 0x0f,0x01, 0x15,0x02, 0x16,0x02, 0x17,0x70, 0x18,0x03, 0x17,0x02, 0x15,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x66, 0x16,0x03, 0x16,0x02, 0x16,0x03, 0x15,0x03, 0x10,0x02, 0x10,0x01, 0x11,0x01, 0x11,0x66, 0x10,0x03, 0x0f,0x0c, 0x1a,0x02, 0x19,0x02, 0x16,0x03, 0x16,0x03, 0x18,0x66, 0x18,0x03, 0x18,0x02, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x19,0x00, 0x00,0x00 ;/两只蝴蝶 unsigned char code music_two = 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x17,0x01, 0x16,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x01, 0x10,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x02, 0x16,0x0d, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x03, 0x10,0x03, 0x10,0x0e, 0x15,0x04, 0x0f,0x01, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x17,0x01, 0x16,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x01, 0x10,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x02, 0x16,0x0d, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x03, 0x10,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x01, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x17,0x01, 0x16,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x01, 0x10,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x02, 0x16,0x0d, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x03, 0x10,0x03, 0x10,0x0e, 0x15,0x04, 0x0f,0x01, 0x17,0x03, 0x19,0x03, 0x19,0x01, 0x19,0x03, 0x1a,0x03, 0x19,0x03, 0x17,0x01, 0x16,0x03, 0x16,0x03, 0x16,0x02, 0x16,0x0d, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x03, 0x10,0x03, 0x10,0x0d, 0x15,0x00, 0x19,0x03, 0x19,0x03, 0x1a,0x03, 0x1f,0x03, 0x1b,0x03, 0x1b,0x03, 0x1a,0x03, 0x17,0x0d, 0x16,0x03, 0x16,0x03, 0x16,0x0d, 0x17,0x01, 0x17,0x03, 0x17,0x03, 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