基于单片机的MP3播放器设计毕业论文.docx
基于单片机的MP3播放器设计姓名： 陆翠凤 学号： 1212270236 学院： 物理科学与工程技术学院 专业班级：电子科学与技术122班 日期： 2015年 摘要：因为单片机编写的MP3播放器具有执行效率高、频率输出稳定、易于修改、高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等,使单片机近几年得到迅猛发展和大范围推广,广泛应用于工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、及通讯设备、日常消费类产品、玩具等 1 。利用单片机设计的MP3播放器具有硬件电路简单，软件运行可靠等特点。本文介绍了一种以 AT89S52 单片机为控制核心的MP3。该设计采用2*16个点阵液晶模块LCD1602作为显示界面，蜂鸣器作为发声元件，并利用定时器进行中断控制。关键词：MP3播放器；AT89S52；LCD1602；蜂鸣器一、总体方案设计以AT89S52为核心，通过单片机的定时器产生一定长度的方波，方波脉冲驱动蜂鸣器发声。要产生音频脉冲，只需算出某一音频的周期（1/音频），然后取半周期的时间定时。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口反相,就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。当键盘有键按下时，判断键值，启动计数器T0，产生一定频率的脉冲，驱动蜂鸣器，放出乐曲。同时在LCD显示歌曲序号和歌曲名称5。总体设计框图如下：液晶显示模块键盘扫描模块A T 8 9 S 5 2蜂鸣器发声模块二、各模块电路分析2.1 电源电路系统直流9V或者12V电池供电，由一片LM7805将9V/12V电源稳压在5V上。5V电源给所有芯片和电路供电。在电源电路中我们使用了两个滤波电容，使用滤波电容主要目的是为了消除电源波动对系统的干扰，提高系统的抗干扰能力，其中104电容是用来滤高频杂波干扰，220uF电容是用来滤低频杂波干扰。如下图所示：电源电路2.2时钟震荡电路AT89S52中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或者陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。片外石英晶体或者陶瓷谐振器及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。这里我们采用电容30pF，晶振采用12MHZ。电路如下图所示：震荡电路2.3复位电路复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。 复位电路采用RC充电电路组成上电复位单片机电路，当系统上电时，在上电初期，电容C充电，使复位脚持续高电平，当C充电到达一定程度复位脚电位会慢慢变低，最后被电阻R完全拉低，高电平复位的时间由充电的时间决定，充电时间又由R与C的阻值和容值之积决定。一旦单片机复位脚拉低后就一直都低电平，只有下电后再上电才重新开始复位过程。电路图如下图所示：2.4键盘扫描模块本方案采用独立式按键接口设计,各按键相互独立,每个按键单独占用一根I/O口线，每根I/O口线的按键工作状态不会影响其他I/O口线上的工作状态。因此，通过检测输入线的电平状态可以很容易判断哪个按键被按下。键盘工作方式采用定时扫描方式，采用定时器T0定时，通过读取输出数据，识别按键工作状态。键盘按键所用开关为机械弹性开关，利用了机械触点的合断作用。由于机械触点的的弹性作用，一个按键开关在闭合和断开的瞬间均有一连串的抖动。抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为10100ms。电平信号的波动，有可能令CPU误解为多次按键操作，从而引起误处理。为了确保CPU对一次按键动作只确认一次按键，必须消除抖动的影响。按键的消抖通常有软件和硬件两种消除方法。如果按键较多，硬件消抖将无法胜任，常采用软件消抖。本设计虽然按键少但还是采用常规的软件延时的方法：在第一次检测到有键按下时，执行一段延时子程序后，再确认电平是否仍保持闭电平，如果保持闭合状态电平，则确认真正有键按下，进行相应处理工作，消除了抖动的影响。2.5显示模块常见的基于单片机设计的MP3播放器基本不能显示歌曲。该音乐播放系统设计上增加液晶显示器，可为使用者提供曲目信息。由于LED数码管只能显示数字而无法显示其他中英文字符，并对成本及功能考虑，因此从设计的成本及功能的角度考虑，采用LCD-1602显示模块，它可以显示每首曲目的英文名字。LCD-1602驱动电路简单，可以由单片机直接输出命令驱动。LCD各引脚功能说明：VDD：电源正极，4.55.5V，通常使用5V电压。VL：LCD对比度调节端，电压调节范围为05V。接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，但对比度过高时会产生“鬼影”，因此通常使用一个10K的电位器来调整对比度，或者直接串接一个电阻到地。 RS：MCU写入数据或者指令选择端。MCU要写入指令时，使RS为低电平；MCU要写入数据时，使RS为高电平。R/W：读写控制端。R/W为高电平时，读取数据；R/W为低电平时，写入数据。E：LCD模块使能信号控制端。写数据时，需要下降沿触发模块。D0D7：8位三态双向数据总线。如果MCU的I/O口资源紧张的话，该模块也可只使用4位数据线D4D7接口传送数据。本充电器就是采用4位数据传送方式。BLA： LED背光正极。需要背光时，BLA串接一个限流电阻接VDD，BLK接地，实测该模块的背光电流为50mA左右。BLK： LED背光地端。2.5播放模块通过蜂鸣器实现发声，当三极管基级由单片机控制变成高电平时，V1导通并工作在饱和区，由于集电极和发射极之间的电压差几乎等于0，故相当于蜂鸣器的另一个脚接地，蜂鸣器会发出蜂鸣声。当三极管基级由单片机控制变成高低电平时，V1不导通并工作在截止区，那么蜂鸣器的另一个脚接到高电平，蜂鸣器不发出蜂鸣声。可以通过改变三极管基级的开关频率来控制蜂鸣器发出各种不同频率的声音。另外，蜂鸣器需要三极管驱动，而不能由单片机口线直接驱动，因为蜂鸣器的工作电流比较大（大概100mA），故单片机口线不能承受。蜂鸣器发声模块三、软件流程图开始程序 指向乐谱第一个字节 拆分字节的高低字节 由高字节得音高对应定时器定时常数 由低字节得到节拍对应节拍次数 启动定时器0 延时节拍时间 关闭定时器0 读取下一个乐谱字节 字节是00H吗？ 程序循环YESNO音乐播放子程序流程图
