基于单片机的音乐播放器的设计(毕业论文).doc
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1、基于单片机的音乐播放器的设计 【摘要】 本设计是一个基于AT89C51系列单片机的音乐盒,依据单片机技术原理,通过硬件电路制作以及软件编译,设计制作出一个多功能多功能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。使用两个按键控制音乐盒,一个用来切换歌曲,另一个用来切换8路LED的变化花样,本音乐盒共有两首歌曲,花样灯花样共计3种。播放歌曲时,蜂鸣器发出某个音调,与之对应的LED亮起。本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试,配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试,节约了设计时间。【关键字】音乐盒;AT89C51单片机; KEIL; PROTEUS; 音调
2、 Music box design based on single chip microcomputer In this paperThis design is a based on AT89C51 singlechip music box series, based on single chip microcomputer technology principle, through the hardware circuits and software compilation, design to produce a multi-functional multi-purpose music b
3、ox.This music box is mainly composed of key circuit and reset circuit, clock circuit and a buzzer.Using two buttons control the music box, a used to switch songs, another to switch 8 LED the change of the pattern, the music box of a total of two songs, lamp designs a total of three kinds of designs.
4、Play songs, buzzer sends a tone, and the matching of LED lights up. This design using the KEIL programming software for music box of source program of programming and debugging, cooperate with the PROTEUS simulation software to simulation and debugging of hardware, save design time.The keyword Music
5、 box; AT89C51; KEIL; PROTEUS. The tones.目录毕业设计(论文)任务书1引言4第一章 概述61.1 单片机的发展状况61.2 课题意义81.3设计方案81.4设计内容9第二章 方案比较92.1 方案的提出92.2方案比较122.3系统组成框图132.4音乐盒的功能结构图132.5 主要设计软件介绍142.5.1 PROTEUS软件简介142.5.2 KEIL简介15第三章 硬件设计163.1 设计框图163.2 各部分硬件设计及其原理163.2.1 AT89C51单片机163.1.2 时钟振荡电路203.1.3 发光二极管工作电路图和原理223.1.4 硬件
6、电路功能23第四章 软件设计234.1音调、节拍以及编码的确定方法244.1.1 音调的确定244.1.2 节拍的确定264.1.3 编码284.2 软件程序设计294.2.1 程序流程图及相应代码块29第五章 调试355.1 检查硬件连接355.2 检查软件系统355.3 测试结果365.3.1总体运行图365.3.2 花样灯3种花样图37总结38致谢39参考文献40附件1 原理图43附件2 程序代码45 兰州工业学院毕业设计(论文)任务书 电子信息工程 学院 2014届 电子信息工程 专业毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)题目基于单片机的音乐播放器的设计课题内容性质软、硬件开发课题来源
7、性质教师收集的结合生产实际的课题设计/论文指导老师职称工作单位及部门联系方式兰聪花讲师电子信息工程学院18919080769 一、题目说明(目的和意义) 本设计希望通过对常见的电子产品的设计与制作来培养学生的综合运用所学知识,分析和解决实际问题的能力,掌握相关的绘图软件,会运用电子仪器进行电路检测和测试,强化电子技术应用技能训练,为今后开展产品技术开发、设计和制作打下初步基础。该系统设计涉及到电路技术、单片机原理、Protel电路设计原理、程序设计、单片机程序烧写和焊接电路等知识面,考察了学生对以往学习过的课程的综合应用能力。 二、设计(论文)要求: 【设计内容】 通过音乐演奏控制所要实现的显
8、示与选曲及音乐产生的功能原理,系统包括演奏扬声器、选曲、播放和显示几部分。通过按键控制,系统具有开启、暂停播放当前的曲子的功能;播放前一首、后一首歌曲的功能;控制播放器的播放模式:顺序播放、随机播放、重复单曲、全部重复等功能。未播放时二极管会产生流水灯,播放时能随曲调闪烁。所涉及的音乐播放器可以播放多首音乐,曲目的选择可以由键盘控制,并通过显示器显示歌曲序号。 【设计环境】 软件:keil软件,AVR_fighter烧写软件,protel199se绘图软件,protues仿真软件。 硬件:微机,常用电子元件,实验室常用电子检测仪器。 【设计要求】 完成系统总体设计,硬件设计和软件设计等。 完成
9、各种硬件图的绘制及仿真,完成相应流程图的绘制和程序的编写 、调试。 论文书写规范、文字通顺、图标清晰、测试数据完整、结论明确。 【设计步骤】 1、熟悉开发环境,总体方案设计; 2、系统硬件设计; 3、系统软件设计; 4、完成毕业设计报告。 三、进度表日期内容2013.12.92013.12.152013.12.16 2013.12.222013.12.23 2013.12.292013.12.302014.1.122014.1.132014.1.19熟悉设计任务,查阅相关书籍和文献。方案论证及可行性分析功能电路设计程序设计、实现与调试,系统测试与分析,逐步修改、完善设计对毕业设计的成果进行归纳
10、、整理、总结并撰写毕业设计报告完成日期第21周(本学期)答辩日期第1-2周(下学期) 四、主要参考文献、资料、设备和实习地点及翻译工作量 主要参考文献、资料参考 微机原理与接口技术赵又新 主编 中国电力出版社 单片机原理及接口技术胡汉才 主编 清华大学出版社 新概念51单片机c语言教程-入门、提高、开发、拓展全攻略郭天祥编著 电子工业出版社指导教师签字教研室主任签字主管系领导签字 2013年10月13日 2013年10月14日 2013年10月14日注:本任务书要求一式两份,一份系部留存,一份报教务处实践教学科。 引言 21世纪,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会
11、的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快。 目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。单片机应用的重要意义还在于它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能,现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是传统控制技术的一次革命。单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪
12、表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。 随着科学技术的进步和社会的发展,人类所接触的信息也在不断增加并且日益复杂。面对浩如烟海的信息,人们已经能够利用计算机等工具高效准确地对之进行处理,但要想将处理完的信息及时,清晰地传递给别人,还必须通过寻求更加卓越的显示技术来实现。单片机技术与液晶显示技术的结合,使信息传输交流向着智能可视化方向迅速发展。 随着人类社会的发展,人们对视觉、听觉方面的享受提出了越来越高的要求。小小的音乐盒
13、可以给人们带来美好的回忆,提高人们的精神文化享受。传统音乐盒多是机械型的,体积笨重,发音单调,不能实现批量生产。本文设计的音乐盒是以单片机为核心元件的电子式音乐盒,体积小,重量轻,能演奏和旋音乐,功能多,外观效果多彩,使用方便,并具有一定的商业价值。第一章 概述 本设计是以AT89C51芯片的电路为基础,外部加上蜂鸣器,以此来实现音乐演奏控制器的硬件电路,通过软件程序来控制单片机内部的定时器使其演奏出优美动听的音乐。用户可以按照自己的喜好选择音乐并将其转化成机器码存入单片机的存储器中。对于不同型号的单片机只需要相应的改变一下地址即可。该软、硬件系统具有很好的通用性,很高的实际使用价值,为广大的
14、单片机和音乐爱好者提供了很好的借鉴。1.1 单片机的发展状况 21世纪,电子技术进入了突飞猛进的发展阶段。随着集成电子技术的迅速发展,特别是微型计算机的出现使现代科学研究得到了质的飞跃,那么可以毫无夸张的说,单片机技术的出现则是给现代工业测控领域带来一次新的技术命。目前,单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点,在工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领域得到极为广泛的应用,并已进入家庭,从洗衣机、微波炉到音响、汽车,到处都可见到单片机的踪影。因此,单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一,单片机的发展阶段可分为: 第一阶段(1
15、9711974年):1971年11月美国Intel公司首先设计成集为2000只晶体管的4位微处理器Intel 4004,并且配有随机存储器ROM和移位寄存器等芯片,构成第一台MCS-4微型计算机。1972年4月Intel公司又研发成了功能较强的8位微处理器Intel 8008,这些微处理器虽说不是单片机,但从此拉开了研发单片机的序幕。 第二阶段(19741978年):初级单片机阶段。以Intel公司的MCS-48为代表。这个系列的单片机内集成有8位CPU、并行IO串口、8位定时器计数器,寻址范围不大于4K,且无串行口。 第三阶段(19781983年):高性能单片机阶段。这一阶段单片机普遍带有串
16、口、多级中断处理系统、16位定时器计数器。片内ROM、RAM容量加大,寻址范围到了64K,有的还带有AD转换接口。比如Intel公司的MCS-51,Motorola公司的6801等。这类单片机的应用领域已经及其广泛,这类系列的各类产品是目前国内外产品的主流。其中MCS-51系列产品,由于其优良的性能价格比,特别适合我国的国情,MCS-51系列单片机有可能稳定相当一段时期。现在国内的MCS-51热正在继续升温,随着我国经济建设步伐的加大,MCS-51系列单片机必将在各个领域大显身手。 第四阶段(1983):8位单片机巩固发展到16位单片机推出阶段。此阶段主要特征是一方面发展16位单片机及专用单片
17、机;另一方面不断完善高档8位单片机,改善其结构,以满足不同的用户需要。 MCS-51系列属高档单片机,近年来,Intel公司在提高该系列产品性能方面做了不少工作,相继推出了不少新产品: (1)805287528032:将原来805187518031单片机进行了扩展,片内数据存储器增至256字节,程序存储器增至8K,定时器计数器增至3个16位计数器,有6个中断源。 (2)低功耗看的CHMOS工艺芯片80C5187C5180C31:这种芯片允许电源波动范围大,为5V20%,并有三种功耗控制方式。 (3)具有高级语言编程的芯片8052AH-BASIC.该芯片在片内固化有MCS-BASIC52解释程序
18、,软件开发比较方便。此外还能实现BCD码的浮点运算以及16进制数和十进制数的转换。 (4)高性能的C52系列:在8052的基础上,采用CHMOS工艺,并将MCS-96系列中的一些高速输出、脉宽调制、上下定时器计数器移植进来,构成新一代MCS-51产品80C25287C25283C252,他们是MCS-51系列中的新产品。1.2 课题意义 传统的音乐盒多是机械音乐盒,其工作原理是通过齿轮带动一个带有铁钉的铁桶转动,铁桶上的铁钉撞击铁片制成的琴键,从而发出声音。但是,机械式的音乐盒体积比较大,比较笨重,且发音单调。水、灰尘等外在因素,容易使内部金属发音条变形,从而造成发音跑调。另外,机械音乐盒放音
19、时为了让音色稳定,必须放平不能动摇,而且价格昂贵,不能实现大批量生产。本文设计的音乐盒,是基于单片机设计制作的电子式音乐盒。与传统的机械式音乐盒相比更小巧,音质更优美且能演奏和弦音乐。电子式音乐盒动力来源是电池,制作工艺简单,可进行批量生产,所以价格便宜。基于单片机制作的电子式音乐盒,控制功能强大,可根据需要选歌,使用方便。根据存储容量的大小,可以尽可能多的存储歌曲。另外,可以设计彩灯外观效果,使音乐盒的功能更加丰富。1.3设计方案设计一个基于AT89C51系列单片机的音乐播放器,利用按键切换演奏出不同的乐曲。蜂鸣器发出某个音调,与之相对应的LED亮起。从听觉和视觉两方面给人们带来美的享受。在
20、音乐播放器工作时使用两个按键,一个用来切换歌曲,另一个切换八路LED的变化花样。1.4设计内容 通过音乐演奏控制所要实现的显示与选曲及音乐产生的功能原理,系统包括演奏扬声器、选曲、播放和显示几部分。通过按键控制,系统具有开启、暂停播放当前的曲子的功能;播放前一首、后一首歌曲的功能;未播放时二极管会产生流水灯,播放时能随曲调闪烁。所涉及的音乐播放器可以播放多首音乐。电路有两种工作模式:演奏音乐模式和花样灯模式。在演奏音乐模式下时,演奏完整的一首的歌曲,八路LED随着音乐变化;在花样灯模式下,八路LED变化出各种花样,蜂鸣器随着发出“嘀嘀”声。曲目的演奏模式和播放模式是通过键盘来控制的,按下按键1
21、进入演奏音乐模式,再按切换歌曲,共四首歌曲。按下按键2进入花样灯模式,再按切换LED花样,共三种花样。第二章 方案比较2.1 方案的提出 方案一:基于C8051F350 单片机和AT45DB642D 存储器的音频播放器。 音频播放器系统结构如图2-1所示, 它主要由C8051F350 单片机、PC 机、AT45DB642D 存储器、RS232 串行通信接口、显示电路、键盘电路以及信号放大电路等组成。系统中单片机是控制核心, 通过UART串口与PC 机通讯, SPI 串口对存储器进行读、写操作。写操作就是数据下载过程, 即写入存储器的音频文件经PC 机里的Lab Windows/CVI 软件处理
22、, 通过RS232 串行通信接口传输到单片机, 由单片机通过SPI 串口写入存储器。1读操作就是音频信号播放过程, 即由键盘选择播放曲目, 单片机通过SPI 串口读取存储器中的音频代码, 以单片机的电流模式DAC 输出, 再经信号放大电路后音频输出。键盘用来调节信号频率、控制音量和选择曲目, 单片机通过扫描方式读取键盘接口命令, 并根据查表程序选择相应的控制命令, 执行相应的操作。液晶显示模块显示曲目序号和相应的播放时间。该系统突出特点是合理应用了Flash 存储器AT45DB642D,可以根据需要由PC 机将音频文件转换为适合音频播放器播放的文本文件, 并下载到存储器。存储在AT45DB64
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- 基于 单片机 音乐 播放 设计 毕业论文
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