基于C51的简易音乐播放器

单片机作业（论文）题目简易音乐播放器姓名XXX学号309040XXXX专业班级09通信工程3班指导教师李林功学院信息科学与工程学院完成日期2012年5月20日宁波理工学院I摘要当今社会的快速发展，科技的进步，人们的生活水平不断提高，人们开始使用开发电子产品，给生活、工作带来便利。单片机的应用刚好适应了人们的需求，同时它更加贴近于生活。本文介绍了一种基于MCS51单片机的简单音乐播放器设计。该设计以8051单片机为主体，结合播放等设备，实现单首歌曲循环播放及暂停功能，同时以指示灯显示播放状态。整个实验设计过程如下五部分设计构建电路图，程序流程图设计，确定音符与节拍数据，书写程序，实验仿真。关键词音乐播放器；AT89C51；计数器III目录摘要I第1章概述111MCS51单片机简介112音乐播放器功能113本文工作1第2章预备知识221单片机最小系统222发光二级管闪烁323扬声器工作原理324按键的抖动3第3章设计原理531电路原理图532音乐6321播放音乐简谱6322乐曲的硬件实现原理6第4章程序流程图8第5章仿真结果9第6章总结10附录111第1章概述11MCS51单片机简介单片机具有功能强、价格低、体积小、使用方便等特点，在工农业生产、航空航天、日常生活等各个领域都得到了广泛应用。目前单片机种类繁多，性能各异，但是原理都是相通的。目前产量最大、应用最广泛的当属MCS51系列单片机。MCS51单片机主要由运算器、控制器、定时器/计数器、存储器、串/并行I/O口、中断控制系统、时钟电路和总线等工作部件组成。MCS51单片机DIP封装为40引脚。12音乐播放器功能本设计中音乐播放器具有以下功能循环播放一段音乐，同时八个发光二级管随着音调变化闪烁；当开关拨下时，暂停音乐播放，同时八个发光二级管同时闪烁；当开关拨回后，继续播放音乐。13本文工作构建音乐播放器电路图，其中包括MCS51单片机最小系统和扬声器、发光二级管等设备；确定程序流程图；计算延时以及定时时间，确定音符和节拍对于的数据，建立曲谱表；编写汇编程序及程序调试；在PROTEUS软件中仿真。2第2章预备知识21单片机最小系统单片机最小系统是单片机工作时应具备的最基本条件，因单片机型号不同，最小系统也有差异。对于8051系列单片机，最小系统如图所示。图18051系列单片机，最小系统单片机第40引脚（VCC）接电源5V，第20引脚（VSS）接地，为单片机工作提供电源。单片机内部已具备振荡电路，只要在引脚19和18上连接石英晶体及相关电容即可构成时钟电路。8051单片机复位引脚（RESET）是第9引脚，当此引脚处于高电平并超过2个机器周期时即可产生复位动作。在上图中，电源接上瞬间，电容C3电位不能突变，相当于短路，所以第9引脚为高电平，即单片机开始执行复位动作。随着时间的增加，电容上的电压逐渐增加，而第9引脚上的电压逐渐下降，当第9引3脚上的电压降至低电平时，单片机结束复位，恢复正常状态。在电容两端并联一个按钮开关，提供手动复位。由于8051单片机片内带有程序存储器，如果把31引脚（/VPP）接EAVCC，则使用内部程序存储器；如果把31引脚（/VPP）接地，则使用外部扩展程序存储器。在实践中，如果程序容量不大，多采用内部程序存储器，所以把31引脚（/VPP）通过限流电阻接电源5V。EA22发光二级管闪烁实现发光二极管（LED）闪烁实际上就是让LED亮一下灭一下，即让LED导通一会儿关断一会即可。因此，只需要将LED发光二极管的一个极接到电源上，另一个极接到单片机32个I/O口的任何一个即可。23扬声器工作原理扬声器中的线圈通电时，其线圈就会产生磁场，在与磁铁的磁场相互作用下，线圈就会振动，振动就会发出声音。简单来说是通电导体在磁场内的受力作用。扬声器的工作是将电能转化为机械能，机械能转化为声能的过程。具体是扬声器中的线圈通电时，其线圈就会产生磁场，线圈就受磁场力的作用而上下运动，从而带动鼓纸的振动鼓纸排开空气发出声。24按键的抖动在单片机应用系统中，为了控制设备的运行状态，需要向系统输入一些命令或数据，按键就是单片机应用系统中最常见的输入部件。按键的工作过程可以等效为一个开关的断开、闭合过程。但由于按键机械触点的弹性作用，按键在闭合和断开的瞬间，电接触是不稳定的，即按键在闭合时不会马上问道地接通，在断开时也不会马上断开，而是在闭合、断开的瞬间伴随有一连串的抖动。按键抖动会引起按下一次按键被单片机误读多次的错误。4为了确保单片机对按键的一次动作仅作一次处理，必须去除抖动。去抖动的方法有硬件和软件两种方法。本设计采用硬件法去除抖动，常用电路图如下图2硬件方法去抖动电路图中用两个与非门构成一个RS触发器。当按键未被按下而处于A处时，触发器输出为“1”。当按键按下处于B处时，输出为“0”。此时即使由于按键的机械弹性，因抖动产生瞬间断开，只要按键不返回原始状态A，双稳态电路的状态就不改变，输出保持为“0”，不会产生抖动。所以，经RS触发器输出的电平便不再受按键抖动的影响。按键在闭合时有抖动，在断开时也有抖动，去抖动的原理是相同的。5第3章设计原理31电路原理图图3音乐播放器电路原理图元器件参数功能元器件参数功能AT89C51核心芯片扬声器播放声音晶体振荡器12MHZ发光二级管8个作指示灯、流水灯电容C1，C233PF构成自激振荡器电阻（R18）100限流电阻电容C310UF电阻R18191K电阻R2110K构成复位电路74LS00构成RS触发器表1电路设计中所以器件列表632音乐321播放音乐简谱图4宾克斯的酒简谱322乐曲的硬件实现原理组成乐曲的每个音符的发音频率值及其持续的诗句是乐曲能连续演奏所需的2个基本要素。根据相关计算可以得出音符对应的频率。表2简谱音符与频率对应图7根据程序设定的延时，一周期的时间为00398MS，因为中音1对应的频率为523HZ，所以频率的控制值TAB中的值为十六进制的30H，用十进制表示为48。音符频率/HZTAB值（十六进制）音符频率/HZTAB值（十六进制）低音539140H中音365926H低音644039H中音469824H低音749333H中音578320H中音152330H中音68801CH中音2582BH中音798719H表3部分音符对于程序所需TAB中的值歌曲是速度决定时间，但是时值是相对的。本设计中利用计数器完成10毫秒延时，设置1拍的长度为640毫秒，则对于TAB中的值用十六进制表示为40H。8第4章程序流程图9第5章仿真结果1仿真开始，需要按按钮才能开始播放音乐，八个发光二级管的闪烁规律由音符与节拍控制。102与P32口连接的开关拨下，音乐播放暂停，八个发光二级管同时闪烁。3开关拨回，则音乐继续播放。当一段音乐播放结束后，将延时1秒后循环播放。第6章总结该设计实现的是简单的音乐播放功能，通过外部控制能实现的功能仅有暂停。在功能上还有较大改进空间。整个程序在实现上也存在一点瑕疵，当开关拨回，暂停结束继续播放音乐时，会在短暂的时间内出现噪音。11附录程序ORG0000HLJMPSTARTORG0003LJMPSECONDORG000BHLJMPCOUNTORG0100HSTARTMOVP0,0FFHMOVSP,50HMOVP1,0FFHMOVTH0,0D8H设置初值10毫秒MOVTL0,0EFHMOVTMOD,01HSETBIT0边沿触发SETBEX0允许外中断0中断SETBET0允许定时器中断SETBEALOOPJNBP05,MUSIC01键按下转MUSIC0AJMPLOOPMUSIC0NOPMOVDPTR,TAB表头地址送DPTRMOV20H,00H中断计数器清0MOVB,00H表序号清0MUSIC1NOPCLRAMOVCA,ADPTR查表取代码JZEND0A中内容为00H,则跳转MUSIC2NOPMOVR6,AINCDPTRCLRAMOVCA,ADPTR取节拍代码送R7MOVR7,ASETBTR0启动计数MUSIC3NOP12CPLP23取反MOVA,R6MOVR3,AMOVP1,ALCALLDELMOVA,R7R7,节拍代码CJNEA,20H,MUSIC3中断计数器20HR7否不等,则继续循环MOV20H,00H等于,则取下一代码INCDPTRLJMPMUSIC1END0NOPMOVR2,64H歌曲结束,延时2秒后继续DEL1MOVR3,00HLCALLDELDJNZR2,DEL1LJMPMUSIC0DELNOPDEL3MOVR4,02HDEL4NOPDJNZR4,DEL4NOPDJNZR3,DEL3RETSECONDCLREAPUSHACCSETBP23MOVP1,00HLCALLDELAYMOVP1,0FFHLCALLDELAYJNBP32,SECONDSETBEAPOPACCRETIDELAYMOVR5,255130MS延时DEL9MOVR6,255DEL8DJNZR6,DJNZR5,DEL9RET13COUNTINC20H中断服务,中断计数器加1MOVTH0,0D8HMOVTL0,0EFH12M晶振，形成10毫秒中断RETITABDB26H,15H,20H,15H,20H,15H,20H,80H,1CH,15H,1CH,15H,20H,15H,26H,40H,20H,160HDB26H,15H,20H,15H,20H,15H,20H,80H,1CH,15H,1CH,15H,20H,15H,26H,40H,30H,160HDB26H,15H,20H,15H,20H,15H,20H,80H,1CH,15H,1CH,15H,20H,15H,26H,40H,20H,160HDB26H,15H,20H,15H,20H,15H,20H,80H,1CH,15H,1CH,15H,20H,15H,26H,40H,30H,160HDB20H,15H,20H,15H,26H,15H,2BH,15H,2BH,15H,30H,15H,39H,15H,39H,15H,30H,15H,30H,40HDB20H,15H,20H,15H,26H,15H,2BH,15H,2BH,15H,30H,15H,39H,15H,39H,15H,30H,15H,20H,40HDB39H,15H,39H,15H,30H,15H,40H,15H,40H,15H,40H,15H,39H,15H,39H,15H,33H,15HDB30H,15H,24H,15H,26H,15H,26H,15H,26H,15H,2BH,15H,2BH,15H,30H,15H,2BH,80HDB20H,15H,20H,15H,26H,15H,2BH,15H,2BH,15H,30H,15H,39H,15H