干海洋三级项目实验报告

信息与电气工程学院

单片机应用系统（三级项目）

设计说明书

（2014/2015学年第二学期）

题目：音乐播放器设计

专业班级：信息1201

学生学号：120070128

学生姓名：干海洋

指导教师：吴开兴、刘会军、

马永强、马小进

设计周数：2周

设计成绩：

2015年6月26日

目录

1、绪论 (2)

2、概述 (2)

2.1课程设计目的 (2)

2.1课程设计要求 (2)

2.2课程设计内容 (3)

3、系统总体设计方案 (3)

3.1设计的工作原理 (3)

3.2设计框图 (3)

4、音乐播放器硬件电路设计 (4)

4.1各部分硬件设计及原理 (4)

4.1.1 晶振电路部分 (4)

4.1.2 LCD液晶显示部分 (5)

4.1.3 键盘扫描部分 (5)

4.2电路设计主要芯片介绍 (6)

4.2.1 AT89C51芯片的内部结构及引脚 (6)

4.2.2 LM386芯片的内部结构及引脚 (9)

5软件设计与综合调试 (10)

5.1音调、节拍以及编码的确定方法 (10)

5.1.1 音调的确定 (10)

5.1.2节拍的确定 (11)

5.1.3 编码 (12)

5.2调试 (12)

5.2.1 检查硬件连接 (12)

5.2.2 检查软件系统 (13)

5.3程序 (13)

5.4实物图 (14)

6、项目设计总结 (15)

7、参考文献 (15)

附录1： (16)

附录2： (16)

1、绪论

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。

此次设计的课题是“基于单片机的音乐播放器设计”，它是以单片机AT89S51作为硬件核心控制部件，结合负脉冲电路和LM386功率放大器，数码管构成典型的显示电路，以及其他外围设备组成的音乐播放系统。

根据音乐演奏控制器所要实现的显示与选曲及音乐产生功能原理，系统包括演奏扬声器、选曲、播放和显示几部分。所设计的单片机乐曲播放控制器不仅能够播放悦耳的歌曲，同时设置按钮使所设计的程序能在五首歌曲之间进行选曲，并通过显示器使其显示歌曲序号。本文设计的音乐演奏控制器是通过控制单片机内部的定时器来产生不同频率的方波，驱动喇叭发出不同音节的声音，再利用延迟来控制发音时间的长短，即控制音调中的节拍。同时设置按钮使所设计的程序能在四首歌曲之间进行选曲、设计显示器使其显示歌曲序号。.

2、概述

2.1课程设计目的

应用单片机，利用它的原理组成一个音乐播放器。

2.1课程设计要求

（１）分析设计题目；

（２）根据要求设计系统实现方案；

（３）设计并绘制电路原理图；

（４）画出功能模块的程序流程图；

（５）使用汇编语言或C语言编写实现程序；

（６）结合硬件调试修改并完善程序；

（７）编写课程设计报告．

2.2课程设计内容

（１）可通过按键选择乐曲，暂停，播放；

（２）利用LCD或数码管显示歌曲信息；

（３）开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号（或名称）；

（４）利用I/O口产生一定频率的方波，驱动喇叭，发出不同的音调，从而演奏乐曲（最少三首歌曲，每首不少于30秒）；

（５）选作内容：编写上位机程序，并通过串口发送指令来控制音乐的播放

3、系统总体设计方案

3.1 设计的工作原理

在硬件上是基于单片机AT89S51为核心器件进行控制及信号的产生。本设计的音乐演奏控制器是通过控制单片机内部的定时器来产生不同频率的方波，驱动喇叭发出不同音节的声音。再利用延迟来控制发音时间的长短，即控制音调中的节拍。同时设置按钮使所设计的程序能在几首歌曲之间进行选曲，设计显示器使其显示歌曲序号。

3.2 设计框图

如图1所示.

图1 整体设计框图

4、音乐播放器硬件电路设计

4.1各部分硬件设计及原理

4.1.1 晶振电路部分

AT89C51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然振荡器。外接石英晶体及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对外接电容C1，C2虽然没有什么严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温度稳定性。如果使用石英晶体，我们推荐电容使用30PF10PF，而如果使用陶瓷振荡器建议选择40PF10PF。用户也可以采用外部时钟。采用外部时钟的电路如图示。这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL1端，即内部时钟发生器的输入端，XTAL2则悬空。由于外部时钟信号是通过一个2分频触发器后作为内部时钟信号的，所以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求，但最小高电平持续时间和最大的低电平持续时间应符合产品技术条件的要求

51单片机的复位是由外部的复位电路来实现的.复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连,斯密特触发器用来抑制噪声.单片机需要复位以后才能正常工作,复位的目的就是使单片机处于一个基准点,在这个基准点,程序将会从C51的main( )主函数的第一条语句开始执行,.复位工作是一个纯硬件的工作,一般是在上电开始几毫秒内执行完毕.复位的过程很简单,在电源刚刚合上时,电流经过电阻对电解电容充电,这样在电阻上就形成一个电压,对于单片机来说,这个电压就是复位电压.经过若干毫秒以后,电解电容器被充满电,这是电阻就没有电流流过,电阻两端也就没有电压,单片机的复位脚电压恢复为0,复位工作结束,单片机开始工作.