单片机课程设计音乐播放器报告

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：20104020416

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；

2．LED显示3种音乐的提示符；

3. 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P3．7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 (3)

1．单片机最小系统 (3)

2. 数码管显示 (4)

3．发光二级管和按键 (4)

4．蜂鸣器发声 (5)

5．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。

二、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 A T89C52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.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T＝1/523＝1912us,因此只要令计数器计时

956us/1us＝956,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: N＝Fi÷2÷Fr ………………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:T＝65536-N＝65536-Fi÷2÷Fr ………1.2

例如: 设K＝65536, F＝1000000＝Fi＝1MHz, 求低音DO(261Hz).中音DO (523Hz). 高音的DO (1046Hz)的计算值. T＝65536-N＝65536-Fi÷2÷Fr＝65536-1000000÷2÷Fr＝65536-500000/Fr。低音DO的 T＝65536-500000/262＝63627，中音DO的T＝65536-500000/523＝64580，高音DO的T0=65536-500000/1047＝65059

（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1 DO 262 63628 # 4 FA# 740 64860

#1 DO# 277 63731 中 5 SO 784 64898

低2 RE 294 63835 # 5 SO# 831 64934

#2 RE# 311 63928 中 6 LA 880 64968

低 3 M 330 64021 # 6 932 64994

低 4 FA 349 64103 中 7 SI 988 65030

# 4 FA# 370 64185 高 1 DO 1046 65058

低 5 SO 392 64260 # 1 DO# 1109 65085

# 5 SO# 415 64331 高 2 RE 1175 65110

低 6 LA 440 64400 # 2 RE# 1245 65134

# 6 466 64463 高 3 M 1318 65157

低 7 SI 494 64524 高 4 FA 1397 65178

中 1 DO 523 64580 # 4 FA# 1480 65198