《专业综合实践》实习报告-简易WAVE音乐播放器与制作.doc

实 习 报 告实习名称： 专业综合实践 学生姓名： 学院名称： 电气与信息工程学院 专业班级： 电子xx41 学 号： 10位学号 成 绩 评 定考核内容实习表现实习报告实习成果或答辩综合评定成绩成绩2011年7月20日实习纪律要求和成绩考核办法（纪律要求和成绩考核办法在封皮背面打印）1实习必须听从教师指导，严格遵守安全操作规程。不准违规操作，未经指导教师允许不准启动任何非自用设备、仪器、工具等；操作项目和内容必须按实习要求进行，特别要注意防止电烙铁烧烫伤、不用时要及时切断电源。2实习教室内不准吸烟、吃零食，不准带无关人员到实习教室活动，否则扣平时表现分。3参加本次实习时间不足三分之二或旷课3天以上者，不得参加本次考核，按不及格处理。4病事假必须有请假条，需经班主任或有关领导批准，否则按旷课处理。5实习过程考核和实习成绩在教师手册中要有记载。6实习成绩的考核由指导教师根据实习表现（出勤、遵守纪律情况等）、实习报告、实习成果、现场操作、口试或笔试等几个方面，给出各项成绩或权重，综合后给出实习总成绩。该实习经考核教研室主任审核，主管院长审批备案。7成绩评定采用五级分制，即优、良、中、及格、不及格。8实习结束一周内，指导教师提交实习成绩和实习总结。实习报告要求实习报告内容、格式各专业根据实习类别（技能实习、认识实习、生产实习、毕业实习等）统一规范，经教研室主任审核、主管院长审批备案。注意： 1实习任务书和实习指导书在实习前发给学生，实习任务书放置在实习报告封面后和正文目录前。2为了节省纸张，保护环境，便于保管实习报告，统一采用a4纸，实习报告建议双面打印（正文采用宋体五号字）或手写，左侧装订，订两个钉。简易wave音乐播放器与制作一、设计要求用单片机设计并制作一个可以播放wave格式的音乐播放要求：1.在单片机内部内置4首wave格式音乐；2.用4个不同按键代表播放不同的音乐，当某个音乐播放的时候，按其他音乐按键没有任何效果；3.当音乐开始播放后，按停止按键可以终止当前的音乐播放；4.在音乐播放的同时，用8个led灯表示音乐播放的音节。二、系统整体方案利用at89s52产生乐曲音符，再把乐谱翻译成计算机音乐语言，由单片机进行信息处理，经过信号放大，由蜂鸣器放出乐曲声。由于音符和节拍是由计算机产生的，所以发音音符和节拍准确。实现功能如下：1、 按下开关s1键播放一首音乐，此时s2，s3,s4按下不起作用，只有s5能停止该首音乐2、 在播放音乐时要换首音乐必须先按下s5开关再按别的音乐控制开关。3、 停止播放音乐可以按下s5开关或者切掉电源即可。4、 播放音乐的同时8个led灯不同的闪烁。3、 电路原理 1、音节显示led电路在这2-1音乐显示led原理图中r1r8是单片机的上拉电阻，由于ats8952p0口没有内置上拉电阻（其余p口都有）所以必须接上拉电阻，其作用主要是为集电极开路输出型电路输出电流通道。上拉电阻的选择原则：1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大；电阻大，电流小。2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小；电阻小，电流大。3、对于高速电路，过大的上拉电阻可能边沿变平缓。综合考虑以上三点，通常在1k到10k之间选取。r9r16是led灯的限流电阻，其作用是防止电流过大从而致使led灯烧坏。led灯得限流电阻的计算一般可以是：电源电压-led正向稳压电压/要求的工作电流。音节显示led电路如图2-1所示。图2-1 音节显示led原理图2、音乐播放部分电路 图2-2音乐播放电路原理图图2-2音乐播放电路原理图中可以看出：从单片机t0/3.5口的定时器送出脉冲调制方波信号，经三极管npn放大后传输至蜂鸣器输出，发出乐曲声。r17是限流电阻防止电流过大烧坏三极管及蜂鸣器。三极管是属于流控流型的器件，在这用于驱动蜂鸣器，通过三极管可以控制流过蜂鸣器的电流，达到我们想要的功率。r18是上拉电阻。3、 按键电路原理按键部分电路图如图2-3所示： 图2-3按键电路原理图此按键电路的s1s5开关分别接至单片机p1.0p1.4口，由单片机内置程序控制。当按下s1s4中任意一个开关，再按s1s4中的开关就不起作用，按s5后音乐程序中断，再由操作者发出按键指令，控制电路的运行。4、核心部分电路原理核心部分电路原理图如2-4图所示：图2-4核心部分原理图图2-5 三点式电容振荡电路图这是核心部分电路中的并联晶体振荡器电路图，在这中晶体振荡器为单片机提供一个稳定的准确的时钟信号，2个电容与晶体振荡器构成三点式电容振荡器电路，2个并联电容起到滤波，美化波形的作用。图2-6 复位电路这是核心部分电路中的复位电路图。此电路是标准的上电自动复位电路。上电自动复位是在加电瞬间电容通过充电来实现的，在通电瞬间，电容c5通过电阻r19充电，节点处出现正脉冲，用以复位。只要电源vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就完成了系统的复位初始化。关于参数的选定，在振荡稳定后应保证复位高电平持续时间（即正脉冲宽度）大于2个机器周期。图2-7 内部程序允许电路这部分电路中ea/vpp是片内与片外存储器的选择端，ea为高时，访问片内程序存储器，但是当pc(程序计数器)值超过0fffh时，自动访问片外存储器；而at89s52自带内部程序存储器，所以应该和vcc一起接5v高电平。vss为接地端。图2-8 pcb设计图4、 硬件介绍 此次设计中用到了at89s52单片机，蜂鸣器，led，npn三极管，晶体振荡器等。1、at89s52： 图2-9 at89s52管脚图 at89s52概述： at89s52是一种低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k 在系统可编程flash 存储器。at89s52使用atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80c51 产品指令和引脚完全兼容。片上flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，at89s52拥有灵巧的8 位cpu 和在系统可编程flash，使得at89s52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。at89s52具有以下标准功能： 8k字节flash，256字节ram，32 位i/o 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，at89s52 可降至0hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，cpu停止工作，允许ram、定时器/计数器、串口中断继续工作。掉电保护方式下，ram内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 主要性能：1、与mcs-51单片机产品兼容；2、8k字节在系统可编程flash存储器；3、1000次擦写周期；4、全静态操作：0hz-33mhz；5、三级加密程序存储器；6、32个可编程i/o口线； 7、三个16位定时器/计数器；8、六个中断源；9、全双工uart串行通道；10、低功耗空闲和掉电模式；11、掉电后中断可唤醒； 12、看门狗定时器；13、双数据指针；14、掉电标识符。t0个t1口：定时器和计数器是相同的内部电路，当电路的输入脉冲是周期性的方波时就作为定时器使用，如果过是记录外部的事件 比如按键按下等就作为计数器使用，至于怎么使用还是要通过设置相应的寄存器来控制的；例如你想产生作为计数器用来记录外部的输入信号，那就要接信号进来吧，如果用作定时器那就可以通过设置对应的寄存器完成控制信号的输出。比如简单点pwm生成，首先要设置定时器初值，计数到达后就触发中断，转入中断服务，在isr中为了生成pwm就要设置波形占空比，然后每来一次中断取反输出电平，这样就产生了高低交错的pwm波形了。 2、蜂鸣器： 图2-10 蜂鸣器电路蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。 ；蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字母“h”或“ha（旧标准用“fm”、“lb”、“jd”等）表示。led： 图2-11 发光二极管构造图 3、led灯简介： led（light emitting diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。led的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是p型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是n型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个p-n结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向p区，在p区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是led发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成p-n结的材料决定的。 led特点和优点 led的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，它有着广泛的用途。体积小：led基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小，非常的轻。耗电量低：led耗电非常低，一般来说led的工作电压是2-3.6v。工作电流是0.02-0.03a。这就是说：它消耗的电不超过0.1w。使用寿命长：在恰当的电流和电压下，led的使用寿命可达10万小时。高亮度、低热量。环保：led是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时led也可以回收再利用。坚固耐用 ：led是被完全的封装在环氧树脂里面，它比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分，这些特点使得led可以说是不易损坏的。4、npn三极管：图2-12 npn三极管管脚图 npn三极管简介： 由2块n型半导体中间夹着一块p型半导体所组成的三极管,称为npn型三极管。 工作原理： 三极管除了有对电流放大作用外,还有开关作用(即通、断作用),当基极加上正偏压时,npn型三极管即导通处于饱和状态及灯会亮,反之,三极管就不导通,灯不亮。 5、石英晶体振荡器：图2-13 晶体振荡器 石英晶体振荡器是一种高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。 国际电工委员会（iec）将石英晶体振荡器分为4类：普通晶体振荡（spxo），电压控制式晶体振荡器（vcxo），温度补偿式晶体振荡（tcxo），恒温控制式晶体振荡（ocxo）。目前发展中的还有数字补偿式晶体损振荡（dcxo）微机补偿晶体振荡器（mcxo）等等。晶体振荡器的应用：1 通用晶体振荡器，用于各种电路中，产生振荡频率。2时钟脉冲用石英晶体谐振器，与其它元件配合产生标准脉冲信号，广泛用于数字电路中。3微处理器用石英晶体谐振器。4ctvvtr用石英晶体谐振器。5钟表用石英晶体振荡器。5、 程序流程图 主程序流程图： 图2-14 主程序流程图 中断子程序： 图2-15 中断子程序流程图六、音乐播放器原理音乐的基本知识： 在音乐中使用的各个固定频率的音叫音级。常用符号c、d、e、f、g、a、b、c、d、e、a1、b1、c2、d2表示，它们对应于钢琴上的白键。两音之间音高的距离叫音程。在上述音级中，e与f、b与c之间音高的距离仅为其它相邻音级之间距离的一半，称它们之间的音程为半音音程，而称其它相邻各音之间的距离为全音音程。在这些全音音程之间又加入新的半音音级，用符号c、d、f、g、a、c、d、f、表示，对应于钢琴上的黑键。国际上目前采用以a1 =440hz作为标准国际音高，由此推算出各音级的频率。音持续时间的长短即时值，一般用拍数表示。休止符表示暂停发音。拍数1/81/41/23/415/43/27/4字符00h01h02h03h04h05h06h07h拍数25/237/24568字符08h09h0ah0bh0ch0dh0eh0fh表2-1拍数对应的字节字符表2-2各音的频率、定时初值、字节字符 要产生音频信号，只要算出某一音频的周期（频率的倒数），将此周期除以2即为半周期的时间，利用定时器计时此半周期时间，计时到后取反输出，重复此过程即得到此频率的声音信号。每个音符使用两个字节。低位字节（偶地址）代表音级，00h表示不发音（休止符），01h30h依次表示的音级为c、c、d、d、e、f、a3、a3、b3 ，详见表2.1.2。高位字节（奇地址）代表音符的时值（拍数），00h0fh依次表示拍数为1/8拍（0.10s）8拍（6.40s），见表2.1.1。乐曲的结束标志是两个字节：00h，0fh。定时器t1工作在定时方式1，定时时间为0.10s左右，作为音符节拍的最小时间单位，即1/8拍，该时间要求不必很准确，该时间越短，音乐播放节奏就越快。时间取0.10s时，定时常数取为3cb0h。即th1=3ch，tl1=0b0h。其它的音符节拍都是1/8拍的整数倍，借助软件计数，允许中断的次数就是倍数。例如，要得到1拍的延时，只要中断8次即可。程序产生的音频信号由p3.5输出，在p3.5口与间接上扬声器，运行程序时扬声器即可播放出乐曲。七、芯片程序1.misuc_code.h。wave音乐文件/*music*uchar code song15=the fairy tale,coral sea,meet,love transfer;/爱情呼叫转移uchar code love= 0x0f,0x03, 0x10,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x03, 0x17,0x0d, 0x17,0x03, 0x17,0x0d, 0x17,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x03, 0x17,0x0d, 0x17,0x03, 0x17,0x0d, 0x17,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x67, 0x15,0x0e, 0x15,0x03, 0x10,0x03, 0x15,0x67, 0x16,0x0e, 0x16,0x03, 0x17,0x03, 0x17,0x66, 0x0f,0x03, 0x10,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x0d, 0x15,0x03, 0x19,0x03, 0x19,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x0d, 0x15,0x03, 0x17,0x0d, 0x17,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x67, 0x16,0x0e, 0x16,0x03, 0x16,0x03, 0x16,0x67, 0x15,0x0e, 0x15,0x03, 0x10,0x03, 0x16,0x66, 0x0f,0x03, 0x10,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x03, 0x17,0x0d, 0x17,0x03, 0x19,0x0d, 0x19,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x03, 0x17,0x0d, 0x17,0x03, 0x1a,0x0d, 0x1a,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x67, 0x15,0x0e, 0x15,0x03, 0x10,0x03, 0x15,0x67, 0x16,0x0e, 0x16,0x03, 0x17,0x03, 0x19,0x66, 0x0f,0x03, 0x10,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x0d, 0x15,0x03, 0x1a,0x0d, 0x1a,0x03, 0x19,0x03, 0x17,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x0d, 0x15,0x03, 0x17,0x0d, 0x17,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x67, 0x16,0x0e, 0x16,0x03, 0x16,0x03, 0x16,0x67, 0x15,0x0e, 0x15,0x03, 0x10,0x03, 0x15,0x66, 0x15,0x03, 0x1f,0x03, 0x1b,0x03, 0x1f,0x03, 0x1a,0x03, 0x1f,0x67, 0x1a,0x0e, 0x1a,0x03, 0x19,0x03, 0x1a,0x03, 0x19,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x17,0x03, 0x19,0x03, 0x1a,0x03, 0x19,0x0d, 0x19,0x03, 0x19,0x03, 0x1a,0x03, 0x19,0x03, 0x1a,0x67, 0x1a,0x0e, 0x1a,0x03, 0x1a,0x03, 0x1a,0x67, 0x19,0x0e, 0x19,0x03, 0x1a,0x03, 0x19,0x03, 0x17,0x0d, 0x17,0x16, 0x15,0x03, 0x16,0x03, 0x17,0x03, 0x19,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x0d, 0x15,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x03, 0x17,0x03, 0x1a,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x15,0x0d, 0x15,0x03, 0x15,0x03, 0x15,0x03, 0x15,0x03, 0x1f,0x67, 0x1f,0x0e, 0x1f,0x03, 0x1f,0x03, 0x1f,0x67, 0x1a,0x0e, 0x1a,0x03, 0x1f,0x03, 0x1a,0x66, 0x19,0x0d, 0x19,0x03, 0x15,0x03, 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0x17,0x02, 0x19,0x03, 0x16,0x0d, 0x16,0x02, 0x17,0x03, 0x16,0x0d, 0x16,0x03, 0x15,0x0d, 0x15,0x01, 0x15,0x03, 0x11,0x03, 0x10,0x03, 0x11,0x03, 0x15,0x03, 0x11,0x0d, 0x15,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x03, 0x17,0x0d, 0x17,0x00, 0x19,0x03, 0x17,0x0d, 0x17,0x02, 0x19,0x03, 0x16,0x0d, 0x16,0x02, 0x17,0x03, 0x16,0x0d, 0x16,0x03, 0x15,0x0d, 0x15,0x01, 0x15,0x03, 0x11,0x03, 0x10,0x03, 0x11,0x03, 0x15,0x03, 0x11,0x0d, 0x11,0x03, 0x15,0x03, 0x15,0x0d, 0x16,0x03, 0x15,0x15, 0x19,0x03, 0x17,0x0d, 0x17,0x02, 0x19,0x03, 0x16,0x0d, 0x16,0x02, 0x17,0x03, 0x16,0x0d, 0x16,0x03, 0x15,0x0d, 0x15,0x01, 0x15,0x03, 0x11,0x03, 0x10,0x03, 0x11,0x03, 0x15,0x03, 0x11,0x0d, 0x11,0x03, 0x15,0x0d, 0x15,0x03, 0x16,0x03, 0x17,0x00, 0x19,0x03, 0x17,0x0d, 0x17,0x02, 0x19,0x03, 0x20,0x0d, 0x20,0x02, 0x1f,0x03, 0x1b,0x0d, 0x1b,0x03, 0x1f,0x0d, 0x1f,0x01, 0x15,0x03, 0x11,0x03, 0x10,0x03, 0x11,0x03, 0x15,0x03, 0x11,0x0d, 0x11,0x03, 0x15,0x03, 0x15,0x0d, 0x16,0x03, 0x15,0x15, 0x19,0x03, 0x1a,0x03, 0x1b,0x03, 0x1f,0x02, 0x1b,0x03, 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