单片机课程设计音乐播放器报告

1、 中州大学 单片机 课程设计报告报告题目： 音乐播放器 作者所在系部： 工程技术学院 作者所在专业： 电气自动化 作者所在班级： B10204 作 者 姓 名 ： 张强 作 者 学 号 ： 指导教师姓名： 雷刚 完 成 时 间 ： 2014年10月12日 课程设计任务书课题名称音乐播放器的设计完成时间6.12指导教师王晓职称副教授学生姓名张婷班 级B10204总体设计要求和技术要点利用单片机设计一个音乐播放器，并能够播放三种音乐，音乐自行设计。一、设计目的1.掌握单片机定时器的使用方法2.掌握单片机扩展显示器、键盘的方法二、技术指标1键盘设置3种音乐的播放切换；2LED显示3种音乐的提示符；3

2、. 流水灯闪烁工作内容及时间进度安排第14周：周1到周2查阅资料，确定设计方案周3到周4编写程序并进行proteus仿真周5焊接调试第17周：周1撰写实验报告周2验收课程设计成果1与设计内容对应的软件程序与焊接实物2课程设计报告书内 容 摘 要 本文的主要内容是用AT89C52单片机为核心控制元件，设计一个音乐播放器，以单片机作为主控核心、蜂鸣器等模块组成。 利用单片机产生不同频率来获得要求的音阶，最终可随意编写需要的程序，播放出音乐。在此设计中我采用12MHz的晶振，产生的频率信号即音乐信号由P37口输出，信号经过放大后由喇叭发出声音。设有四个按键，其中两个能实现多首音乐的选择，另一个能实现

3、开始功能和单曲重播的功能，最后一个能实现复位和关闭歌曲的功能。设有一位数码管，每选择一首曲子能在数码管上显示当前的曲目（只是数字）。设十六个发光二极管，能随歌曲频率闪烁。关键字：单片机 音乐 不同频率 按键 目 录一、 概 述 1二、方案设计与论证1 1硬件设计1 2软件设计2三、单元电路设计与分析31单片机最小系统32. 数码管显示4 3发光二级管和按键44蜂鸣器发声 55软件部分程序和流程图 5四、总原理图及元器件清单11 1总原理图 11 2元器件清单11 五、结论 12六、心得体会 12七、参考文献 12一、概述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

4、可以产生包括“Do“、“Re“、“Me“-等音阶在内的各种频率声音。在此设计中我们采用12MHz的晶振，产生的频率信号即音乐信号由P3.7口输出，信号经过放大后由蜂鸣器发出声音。 乐曲中，每一音符对应着确定的频率，我们可以参照给出的各音符频率及其相应的时间常数来编写程序，根据表中所提供的常数，将其16进制代码送入芯片里，可以奏出音符。音符的节拍我们可以用定时器T0来控制，送入不同的初值，就可以产生不同的定时时间。便如某歌曲的节奏为每分钟94拍，即一拍为0.64秒。其它节拍与时间的对应关系也可以从两者关系表中得到。 定时器T0工作在定时方式1，改变TH0及TL0，产生不同的音频频率。要编写的乐谱

5、按要求以音符字节数据表的形式存放在程序中，改变乐曲就是通过改变该数据表的内容来实现的。主程序的任务是按顺序读取数据表中的字节，根据情况调用音级子程序和音长子程序，启动定时器T0进行工作。2、 方案设计与论证1. 硬件设计 电路以AT89C52单片机为核心控制元件，P3.7口的蜂鸣器播放歌曲，P3.3、P3.4、P3.5口的三个按键实现开始/单曲重播，上一首，下一首的功能。P1口的一位数码管显示播放歌曲的曲目号。P2口发光二级管闪烁增加音乐播放的情调。 图2.1 AT89C52引脚图 2. 软件设计 （1） 要生产音频脉冲,只要算出某一音频的周期(1/频率),然后将此周期除以2,即为半周期的时间

6、.利用定时器计时这个半周期时间,每当计时到后就将输出脉冲的I/O反相,然后重复计时此半周期时间再对I/O反相,就可在I/O脚上得到此频率的脉冲. （2）利用8051的内部定时器使用其工作在计数器模式MODE1下,改变计数值THO及TLO以产生不同频率的方法. （3）例如频率为523Hz,其周期T1/5231912us,因此只要令计数器计时956us/1us956,在每次计数956次时将I/O反相,就可得到中音DO (523Hz). 计数脉冲值与频率的关系公式如下: NFi2Fr 1.1 N: 计算值; Fi: 内部计时一次为1us, 故其频率为1MHz; （4）其计数值的求法如下:T65536

7、-N65536-Fi2Fr 1.2 例如: 设K65536, FFi1MHz, 求低音DO(261Hz).中音DO (523Hz). 高音的DO (1046Hz)的计算值. T65536-N65536-Fi2Fr65536-2Fr65536-/Fr。低音DO的 T65536-/26263627，中音DO的T65536-/52364580，高音DO的T0=65536-/104765059（5）C调各音符频率与计数值T的对照表如表1所示.表1 C调各音符频率与计数值T的对照表音符频率（HZ）简谱码（T值）音符频率（HZ）简谱码（T值）低1DO26263628# 4 FA#74064860#1DO#

8、27763731中 5 SO78464898低2RE29463835# 5 SO#83164934#2 RE#31163928中 6 LA88064968低 3 M33064021# 693264994低 4 FA34964103中 7 SI98865030# 4 FA#37064185高 1 DO104665058低 5 SO39264260# 1 DO#110965085# 5 SO#41564331高 2 RE117565110低 6 LA44064400# 2 RE#124565134# 646664463高 3 M131865157低 7 SI49464524高 4 FA139765

9、178中 1 DO52364580# 4 FA#148065198 （6）每个音符使用1个字节,字节的高4位代表音符的高低,低4位代表音符的节拍,表2为节拍与节拍码的对照.如果1拍为0.4秒,1/4拍是0.1秒,只要设定延迟时间就可求得节拍的时间.假设1/4拍为1DELAY,则1拍应为4DELAY,以此类推.所以只要求得1/4拍的DELAY时间,其余的节拍就是它的倍数,如表3为1/4和1/8节拍的时间设定。 3、 单元电路设计与软件分析1. 单片机最小系统 图3.1 最小系统（1） 时钟源电路 单片机内部具有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。通常在引脚XTALl和XTAL2跨接石英晶体和两

10、个补偿电容构成自激振荡器，结构如图1。可以根据情况选择6MHz、12MHz等频率的石英晶体，补偿电容通常选择22pF左右的瓷片电容。 （2） 复位电路 单片机小系统采用上电自动复位和手动按键复位两种方式实现系统的复位操作。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。手动复位要求在电源接通的条件下，在单片机运行期间，用按钮开关操作使单片机复位。其结构如图1。上电自动复位通过电容C3充电来实现。手动按键复位是通过按键将电阻R1与VCC接通来实现。2. 数码管显示图3.2 数码管显示当有键按下时，数码管显示当前的曲目。3.发光二级管和按键图3.3 发光二级管和按键 当接通电源，单片机运行时，十六个发光

11、二级管随着不同的调子闪烁，增加美感。P3.3、P3.4和P3.5口的按键作用分别是播放重复的曲子也可开启播放，播放上一曲，播放下一曲。4.蜂鸣器发声图3.4 蜂鸣器 利用单片机的P3.7口产生不同音调所对应的方波来使蜂鸣器发声，实际焊接中用了PNP三级管来驱动。5.软件部分程序和流程图开始初始化查表调音符数据用延时产生节拍调键盘程序开中断一首曲子播完？ YN 软件系统程序: ORG 0000H AJMP LOOOOP ORG 000BH AJMP TIM0 ORG 001BH RETI ORG 0023HLOOOOP:MOVA,#01HLOOOP: MOV P1,#3FH MOV P2,A R

12、L AMOV R2,#0FFHDELAY0:MOV R3,#0FFHDJNZ R3,$MOV R4,#0FFHDJNZ R4,$DJNZ R2,DELAY0 JNBP3.3,STARTLJMP LOOOPSTART: MOV P1,#06H MOV R5,#00H ;初始化 MOV TMOD,#B MOV IE,#B MOV DPTR,#TAB2 ;装第一首歌 MOV 30H,DPL ;DPTR低8位送30H暂存 MOV 31H,DPH ;DPTR高8位送31H暂存START1: INC R4 ;产生8位随机数 MOV A,#BMOV B,R4 MUL AB ;8位随机数由P2口输出 MOV

13、P2,A MOV DPL,30H MOV DPH,31H MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR ;查表 MOV R0,A ;音符数据送R0崭存 MOV A,#00H INC DPTR MOVC A,A+DPTR ;查表 MOV R1,A ;节拍数据送R1崭存 INC DPTR MOV 30H,DPL MOV 31H,DPH CJNE A,#01H,ELECT ;一首歌没结束转ELECT INC R5 LJMP KEYWORK ;结束歌曲计数器加1 ELECT: JZ START ;所有歌曲结束转START循环 MOV A,R0 JNZ SING CLR TR0 SETB P3.7

14、LOOP1: ACALL DELAY ;调用延时子程序 DJNZ R1,LOOP1 SJMP START1 SING: MOV DPTR,#TAB1 ;音符表首址送DPTR DEC R0 ;计算音符 MOV A,R0 MOV B,#02H MUL AB MOV R0,A MOVC A,A+DPTR ;查表 MOV 21H,A INC DPTR MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV 20H,A MOV TL0,20H MOV TH0,21H SETB TR0 ;开T0定时器 LOOP2: ACALL DELAY DJNZ R1,LOOP2 AJMP START1 TIM0: MO

15、V TL0,20H MOV TH0,21H CPL P3.7 RETI ;中断返回 DELAY: MOV R2,#70 DELAY1: MOV R3,#252 DJNZ R3,$ JNB P3.3,AGAIN ;重复正播放的曲子 JNB P3.4,FORM ;上一曲开关按下转FORM JNB P3.5,NEXT ;下一曲开关按下转NEXT DJNZ R2,DELAY1 RETAGAIN: JNB P3.3,$ ;等待键释放 LJMP KEYWORK FORM: CLR EA ;关中断 JNB P3.4,$ ;等待键释放 CJNE R5,#00H,ZERO ;不是第一首歌曲转ZER0 MOV R

16、5,#04H ;是第一首将最后一首歌曲装入歌曲计数器 SJMP KEYWORK ZERO: DEC R5 ;歌曲向上进一首 SJMP KEYWORK NEXT: CLR EA JNB P3.5,$ CJNE R5,#04H,LAST MOV R5,#00H LJMP KEYWORK LAST: INC R5 ;歌曲下翻一首 LJMP KEYWORKKEYWORK: MOV DPTR,#TAB ;将歌曲排列表装入DPTR MOV A,R5 ;将R5的内容送A RL A SETB EA ;开中断 JMP A+DPTR ;根据A的内容转向不同歌曲 TAB: AJMP MUSIC2 AJMP MUSI

17、C3 AJMP MUSIC4 AJMP MUSIC5 MUSIC2: MOV DPTR,#TAB2 ;第2首歌曲首址送DPTR MOV P1,#06H GONG: MOV 30H,DPL MOV 31H,DPH AJMP START1 MUSIC3: MOV DPTR,#TAB3 MOV P1,#5BH SJMP GONG MUSIC4: MOV DPTR,#TAB4 MOV P1,#4FH SJMP GONG MUSIC5: MOV DPTR,#TAB5 MOV P1,#66H SJMP GONG ;*（音符表）*; TAB1: DW 64021,64185,64331,64400,6452

18、4,64632,64732 DW 64777,64860,64934,64968,65030,65085,65134 DW 65157,65198,65235,65252,65283,65310,65335;*(因为爱情)*;TAB2: DW 0910H,0A08H,0C08H,0C08H,0A18H,0010H,0C08H,0A08H DW 0908H,0C08H,0C20H,0D08H,0E08H,0F08H,0F08H,0F08H DW 0E08H,0F18H,0E04H,0E08H,0E08H,0C08H,0A08H,0A20H DW 0C08H,0A08H,0C08H,0D08H,0

19、D18H,0C08H,0D08H,0C08H DW 0C08H,0808H,0820H,0608H,0808H,0A08H,0908H,0608H DW 0A08H,0908H,0608H,0A08H,0908H,0608H,0D10H,0C20H DW 0001H;*(兰花草)*;TAB3: DW 0608H,0A08H,0A08H,0A08H,0A18H,0908H,0808H,0908H DW 0808H,0708H,0620H,0D08H,0D08H,0D08H,0D08H,0D18H DW 0C08H,0A08H,0C08H,0C08H,0B08H,0A20H,0A08H,0D08H

20、 DW 0D08H,0C08H,0A18H,0908H,0808H,0908H,0808H,0708H DW 0610H,0310H,0308H,0808H,0808H,0708H,0618H,0A08H DW 0908H,0808H,0708H,0508H,0620H,0908H,0808H,0708H DW 0508H,0640H,0001H;*(我只在乎你)*;TAB4: DW 0A08H,0A08H,0A08H,0908H,0A10H,0C08H,0C08H,0C20H DW 0D08H,0D08H,0D08H,0C08H,0A10H,0D08H,0C08H,0C20H DW 0F08

21、H,0F08H,0F08H,0D08H,1010H,0F08H,0C08H,0C20H DW 0D08H,0D08H,0D08H,0F08H,0D08H,0C10H,0A10H,0920H DW 0A08H,0A08H,0A08H,0908H,0A10H,0C08H,0C08H,0C20H DW 0D08H,0D08H,0D08H,0C08H,0A10H,0C08H,0C08H,0C20H DW 0F08H,0F10H,0D08H,1010H,1010H,0F08H,0C08H,0C20H DW 1010H,0C10H,0F10H,1010H,1110H,1010H,0F10H,0E10H D

22、W 0F10H,0E10H,0D10H,0C10H,0D40H,0020H,0004H,0F08H DW 1008H,1110H,1010H,0F10H,0E10H,0F10H,0E10H,0A10H DW 0C10H,0D20H,0008H,0D08H,0C08H,0D10H,0F10H,0F20H DW 0010H,0F20H,1010H,1110H,0F10H,1010H,0F10H,0D08H DW 0D08H,1210H,1110H,1010H,0F08H,1208H,1210H,1110H DW 1010H,0F10H,1030H,1110H,1008H,0F08H,0F20H,0

23、F10H DW 1010H,1120H,0F10H,1410H,1310H,1108H,1008H,0F10H DW 0D30H,0010H,0C10H,0F10H,1110H,1310H,1408H,1108H DW 1008H,0F10H,0D10H,0F10H,0F08H,1010H,0F08H,0F40H DW 0001H;*(童年)*;TAB5: DW 0A08H,0C08H,0C10H,0C08H,0A08H,0D08H,0D08H,0E08H DW 0D08H,0D08H,0D08H,0D08H,0C08H,0F10H,0F08H,0F08H DW 0F08H,0D08H,0F0

24、8H,0D08H,0C40H,0A08H,0C08H,0C10H DW 0C08H,0A08H,0D08H,0D08H,0E08H,0D08H,0D08H,0D08H DW 0D08H,0C08H,0F10H,0F08H,0F08H,0F08H,0D08H,0D08H DW 0F08H,1040H,1308H,1308H,1310H,1310H,1108H,1008H DW 0F08H,0F10H,0D08H,0D08H,0F08H,0D08H,0F08H,1008H DW 1008H,1008H,1008H,1008H,0F08H,1108H,1008H,1040H DW 1108H,111

25、0H,1108H,1108H,1008H,1010H,0F08H,0F10H DW 0F08H,1008H,0F08H,0D08H,0C08H,0C08H,0C10H,0C08H DW 0D08H,0C08H,1008H,1108H,0F40H,0001H,0000H END4、 总原理图及元器件清单1 总原理图图4.1 总原理图2.元器件清单AT89C52，晶振，电容，电阻，排阻，按键，数码管，二极管，蜂鸣器，三极管5、 结论此音乐播放器能够播放四首曲子，且用按键选择曲目，基本实现了设计要求。用数据线连上电脑充当电源，将已下载程序的单片机插入插座，按下P3.3口的键可重复播放当前曲子，按下P3.4口的键可播放上一曲，按下P3.