音乐播放器实验报告

一、实验项目名称

基于单片机的音乐播放器

二、实验目的

Ⅰ设计方案

设计一个基于AT89C51系列单片机的音乐盒，利用按键控制切换演奏出不同的音乐。蜂鸣器发出某个音调，与之对应的LED灯亮起。使用两个按键，一个用来切换歌曲，另一个切换LED的变化花样。Ⅱ研究内容

①电路有两种模式：演奏音乐模式和花样灯模式

A 演奏音乐模式：演奏完整的一首歌曲，LED随着音乐变化；

B 花样灯模式：LED变化出各种花样，蜂鸣器随着发出“滴滴”声；

②按下按键1进入演奏音乐模式，再按切换歌曲，共两首歌曲；

按下按键2进入花样灯模式，再按切换LED花样，共三种花样。Ⅲ总体方案图

a组成框图：

音乐盒的系统结构以AT89C51单片机位控制核心，加上2个按键、时钟复位电路、蜂鸣器、LED模块组成。单片机负责接收按键的输入，根据输入控制音乐播放曲目和音乐花样灯的显示样式以及蜂鸣器发音。系统组成框图如下所示：

b功能结构图：

Key1负责切换播放歌曲，共两首。分别是祝你生日快乐和寂寞沙洲冷；Key2负责切换LED显示花样，共3种：顺序显示，由两边向中间移动然后向两边移动，循环显示。

三、实验器材

Windows7 操作系统Proteus仿真软件

keil4软件AT89C51单片机

共阴极数码管开关电容晶振

电阻发光二极管蜂鸣器

四、实验要求

（1）以单片机为主控处理器，用蜂鸣器播放歌曲；

（2）系统要求有选择上一首、下一曲功能；

（3）两个按键，可在播放和显示花样中进行切换；

（4）用一个键控制花样类型的显示功能；

（5）用LED灯闪烁“伴奏”。

五、实训基本原理（附原理图、源程序清单）

1 硬件设计

①LED显示电路设计与原理

LED显示电路是由8个LED发光二极管组成，连接方式是共阳极，LED接到单片机的P1口，若是低电平，可使LED亮。发光二极管的亮灭是由内部程序控制的，8个LED发光二极管分别对应不同的音阶，所以LED会随着音阶的变化按规律亮灭。

②硬件电路图及其功能介绍

1）电路中用P3.2、P3.3 控制键；

2）P1.0~P1.7控制LED；

3）P2.3控制蜂鸣器；

4）电路为12MHZ晶振频率工作，起振电路中C1、C2均为30PF。

③时钟振荡电路

AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反向放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入和输出端。

④蜂鸣器播放

声音是通过振动产生的。单片机对某一引脚以一定的频率循环置1置0，该引脚便产生一定频率的方波，方波通过放大，作用于一定的物理实件（扬声器），就产生了一定频率的声音。若改变输出方波

的频率，产生的声音随之改变。通过控制输出方波的时间长短，声音的长短也可以得到控制，因此，根据乐谱，以类似的音及同样的节拍，单片机就可以产生电子音乐。音乐的播放模式及选择可以通过按键的输入得以实现。在本次设计中将蜂鸣器连接到AT89C52的P3^7接口处。

通过控制单片机定时器的定时时间产生不同频率的音频脉冲使得蜂鸣器发出不同音节的声音，即声调。用软件延时来控制发音时间的长短，控制节拍。把乐谱中的音符和相应的节拍变换为定时常数和延时常数，作为数据表格存放在存储器中，由程序查表得到定时常数和延时常数，分别用来控制定时器产生的脉冲频率和发出该音频脉冲的持续时间。

2 软件设计

①在本程序中设置了两个标志：count１和count２，分别初始化为１和０。按键１使得count１在１和２之间切换，按键２使得count ２在１～４之间切换。程序检测count１的值，count等于１时播放第一首歌曲，２时播放第二首。同时根据count２的值来切换LED的花样。count1和count2的值是互斥的，设置count1等于1、2时，count2同时设置为0；设置count2等于1~4时，count1也同时设置为0。

②音调的确定

1）要产生音频脉冲，只要计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。利用定时器计时这半个周期的时间，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）可利用AT89C51的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下，改变计数值TH0和TL0产生不同频率的方法。

3）C调各音符频率与计数值T的对照表

频率T 参数中音频率T 参数高音频率T 参数低

音

Do 262 1908 229 Do 523 956 115 Do 1046 57 57 Do﹟277 1805 217 Do﹟554 903 108 Do﹟1109 54 54 Re 294 1701 204 Re 587 852 102 Re 1175 51 51 Re﹟311 1608 193 Re﹟622 804 97 Re﹟1245 48 48

Mi 330 1515 182 Mi 659 759 91 Mi 1318 45 45 Fa 349 1433 172 Fa 698 716 86 Fa 1397 43 43 Fa﹟370 1351 162 Fa﹟740 676 81 Fa﹟1480 41 41 So 392 1276 153 So 784 638 77 So 1568 38 38 So﹟415 1205 145 So﹟831 602 72 So﹟1661 36 36 La 440 1136 136 La 880 568 68 La 1760 34 34 La﹟464 1078 129 La﹟932 536 64 La﹟1865 32 32

Si 494 1012 121 Si 988 506 61 Si 1976 30 30

③节拍的确定

音乐是由许多不同的音符组成，而每个音符对应着不同频率，这样就可以利用不同的频率组合，加以与拍数对应的延时，构成音乐。

④编码

do re mi fa so la si分别编码为1~7，重音do编为8,重音re 编为9，停顿编为0。播放长度以十六分音符为单位（在本程序中为165ms），一拍即四分音符等于4个十六分音符，编为4,其它的播放时间以此类推。音调作为编码的高4位，而播放时间作为低4位，如此音调和节拍就构成了一个编码。以0xff作为曲谱的结束标志。

歌曲播放的设计。先将歌曲的简谱进行编码，储存在一个数据类