单片机课程设计 音乐播放系统设计

《单片机原理及应用》课程设计报告书

课题名称音乐播放器

姓名

学号

专业

指导教师

机电与控制工程学院

年月日

任务书

本次课题是：

设计一个以单片机为核心的音乐播放器，该音乐播放器具有音乐的循环播放及播放时的音乐显示等功能。

具体要求如下：

设计三个键分别实现：播放/停止、下一曲、上一曲；同时用LED显示器显示播放曲目，为了节省电源，LED显示器在播放期间设计为关闭状态，只有当一首歌演奏结束或选曲时显示器才显示曲目信息。

当播放键打开时音乐开始播放，同时LED显示器显示，假如是第一首歌则LED显示器显示数字1，当打开下一曲按键时播放器开始播放第二首歌，同时LED显示器显示数字2。声音经过三级管放大后由蜂鸣器输出。

音乐可以给我们的生活带来乐趣，音乐可以放松我们的心情，音乐可以让我们得到释怀。而且通过这次设计我们可以学到关于单片机在实际生活中的设计应用，同时也使我们加深了对单片机的认识，提高了我们的编程能力，为我们能够更好的学习单片机有很大的帮助。

目录

1.绪论 (1)

2.方案论证 (2)

3.方案说明 (2)

4.硬件方案设计 (3)

5.软件方案设计 (13)

6.调试 (14)

7.小结 (17)

8.参考文献 (11)

9.附录 (14)

1.绪论

二十世纪九十年代以来,计算机、信息、电子、控制、通信等技术得到迅速发展,现代家庭更加注重生活品质,健康、安全、舒适、便捷成为人们的迫切需要。智能家电控制系统为智能家居的一个重要组成部分,为人们提供方便、安全、智能化、舒适的数字化生活提供解决方案。

随着电子技术的迅速发展，特别是随大规模集成电路出现，给人类生活带来了根本性的改变。由其是单片机技术的应用产品已经走进了千家万户。

首先描述系统硬件工作原理，并附以系统结构框图加以说明，着重介绍了本系统所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程,其次，详细阐述了程序的各个模块和实现过程。

本设计以数字集成电路技术为基础，单片机技术为核心。本文编写的主导思想是软硬件相结合，以硬件为基础，来进行各功能模块的编写。

系统以单片机的汇编语言进行软件设计，增加了程序的可读性和可移植性,为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了。系统通过扬声器为载体发出声音，所以具有人性化的操作和悦耳的歌声。

要产生音频信号，只要算出某一音频的周期（频率的倒数），将此周期除以2即为半周期的时间，利用定时器计时此半周期时间，计时到后取反输出，重复此过程即得到此频率的声音信号。此信号从P1.7脚输出。

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。必须考虑到中断响应时间的影响，尤其在高音部分，若忽略中断响应时间，会使音频频率比标准值低几十Hz，相当于1/4音程，很容易听出来，对低音部分影响不大。一般中断响应时间为3～6个机器周期，经过反复试验取5个机器周期作为校正最为恰当，表1中所给的定时初值就是考虑中断响应后的定时常数。另外，为避免T1中断可能引起杂音，应将定时器T0中断设为高优先级。这样编写出来的程序播放的音与标准音叉进行差频校音，非常准确和谐。

2.方案论证

首先设定三个键分别将三个开关键接到单片机的三个端口P1.0—P1.2,P3.5作为输出接口。8255的A口接LED显示器的字形控制端口，PC0接位控制端口，并将片选信号接口接好。将输出信号通过三极管放大后由蜂鸣器输出，三极管的一端接高电平，一段接低电平，另一端接地。

3.方案说明

当打开播放键时系统经过判别选出第一首歌曲，首先将歌曲地址送到寄存器中，然后调用音乐频率数码表，经过P3.5口输出，再经三极管放大，最后由蜂鸣器发出音乐。同时在音乐播放期间，显示电路通过并行方式与单片机扩展的8255的PA口相连，用74LS244译码后接到显示上。假如是第一首歌则显示器显示1，第二首则显示相应的数字2。同时也可以通过相应的开关选择相应的歌曲。

4.硬件方案设计

4.1单片机的选择

单片机采用应用最为普遍的MCS-51系列单片机。

MCS-51单片机是由8位CPU、只读存储器

EPROM/ROM、读写存储器RAM、并行I/O口、串行

I/O口、定时器/计数器、中断系统、振荡器和时钟电路

等部分组成，各部分之间通过内部总线相连。

MCS-51系列单片机的主要性能有：1）8位字长

CPU和指令系统；2）1个片内时钟振荡器和时钟电路；

3）64K外部数据存储器的地址空间；4）64K外部程序

存储器的地址空间；

5）32条双向且分别可位寻址的I/O口线；6）128B的

片内RAM；7）2个16位定时器/计数器；8）具有2个

优先级的5个中断源结构；9）1个全双工串行口；10）

1个布尔处理器。

MCS-51单片机的核心部分是中央处理器CPU，它

由运算器和控制器两大部分组成。运算器用来完成算术

运算、逻辑运算和进位操作，由算术逻辑单元（ALU）、位处理器、累加器ACC、寄存器B、暂存器TMP1和TMP2等组成，与一般运算器的作用类似。

控制器是用来统一指挥和控制计算机进行工作的部件，它由定时和控制逻辑、内部振荡电路OSC、指令寄存器及其译码器、程序计数器PC 及其增量器、程序地址寄存器、程序状态寄存器PSW、RAM地址寄存器、数据指针DPTR、堆栈指针SP等部分组成。

单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的。在单片机的XTAL1和XTAL2两个管脚，接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路。电路中，电容器C1和C2对振荡频率有微调作用，通常的取值范围为（30+10）pF。石英晶体选择6MHz或12MHz都可以，其结果只是机器周期时间不同，影响计数器的计数初值。如图所示：