文献综述-单片机控制音乐播放

毕业设计（论文）文献综述题目: __ 单片机控制音乐播放_ __英文题目: Single chip microcomputer to control the music player系 : _ 信息工程系_ __专业: _ _ ___电子信息工程___ ___班级: ___ _ __ 09电信本________ _学号: ___ _____8110109053___ ______姓名: ________ 张亚峰 ______ _____指导老师: _________王乐平_________ ____填表日期 _ __ ___2012.11.16_____ ____一、前言部分：单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。

它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。

同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。

STC89C52RC是采用8051核的ISP（In System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC 端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。

STC89C52RC系列单片机是单时钟/ 机器周期(1T)的兼容8051 内核单片机，是高速/ 低功耗的新一代8051 单片机，全新的流水线/ 精简指令集结构,内部集成MAX810 专用复位电路。

可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。

不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。

它由主机、键盘、显示器等组成,还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。

这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机。

顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。

因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。

它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。

现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、音乐播放器、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。

各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。

现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。

究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。

二、主题部分：本次课程设计是基于STC89C51单片机设计的一个音乐播放器通过单片机音乐播放器系统设计和研究，对于切实掌握单片机相关知识具有重要的理论和实际意义。

这次课程设计的音乐播放器是软件和硬件的结合，不同音符表现形式就是不同频率地声音。

通STC89C51过单片机产生不同的频率的脉冲信号，通过放大电路，由蜂鸣器放出，就产生了美妙和谐优美动听的乐曲。

根据节拍给出该音阶持续的时间，最终实现播放简单歌曲的功能。

为人们生活的改善提供了可靠，方面，廉价的方法。

单片机STC89C51作为硬件核心控制部件，结合三极管作为放大器，数码管构成典型的显示电路，按键作为输入部分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。

其中，AGAIN按键具有开启播放曲子和重复播放当前曲子的功能，FORM按键具有播放前一曲的工能，NEXT按键具有播放后一曲的功能，RES键具有播放前一曲的功能。

所设计音乐播放器可以播放多首音乐，曲目选择可以由键盘控制，并通过显示器使其显示歌曲序号。

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三到四首歌曲之间进行选曲，设计显示器使其显示歌曲序号。

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。

利用延时程序控制矩形波的高、低电平持续时间，即改变矩形波的频率，即可产生不同的音调，从而发出不同的声音，再让矩形波输出的长短对应节拍，就可以实现单片机对音乐的演奏。

单片机奏乐只需弄清楚两个概念，也就是“音调”和“节拍”。

音调表示一个音符唱多高的频率，节拍表示一个音符唱多长的时间。

由于各个音调对应的频率是已知的，因此，播放音乐时，应对乐曲中出现的音调进行编码，并找出单片机播放这些音调所对应的定时初值。

这样，任意一首乐曲的简码都可以通过乐谱提取软件获得，而得到简码后，就可以编程了。

三、总结部分:现当今，单片机的应用无处不在。

利用单片机控制音乐播放也多不胜举，音乐芯片也相当之多，，而利用单片机存储音乐，控制播放最为广泛。

它有功能多、价格低、外部电路简单的特点，用89C51单片机及少数外部电路控制音乐播放，深受音乐爱好者及音乐芯片制造商的青睐。

本次课程设计（1）外设装置部分是由按键、数码管、LED、扬声器等组成电路组成对于整个设计的电路由单片机、驱动发声电路及歌曲播放控制电路等部分组成，其中单片机ST89C51主要是将各个模块连接起来并控制各个模块；时钟电路则是用来产生时钟频率，一般是12MHz；驱动发声电路则是来播放音乐的；歌曲播放控制电路则是来控制歌曲的上一曲、下一曲以及待机时背景音乐的加速和减速；而整个电路组成框图则是用来控制歌曲的选择及音乐的播放（2）工作原理利用单片机ST89C51直接来产生音频脉冲来驱动喇叭来完成音乐的播放。

利用了该单片机的内部定时器/计数器T0来定进行定时，同时利用定时器/计数器T1用业计数，并同时利用了该单片机的P2口的P2.0来作为音频脉冲的输出端。

（3）发声驱动电路主要是采用一个三极管来驱动蜂鸣器来产生音乐。

在单片机的P2口上的P2.0的端子上连接发声驱动电路，其中要先连接一个10k的电阻主要是用业限制电流过大，然后连接一个三极管来驱动蜂鸣器以致放出的音质较好，再连接蜂鸣器，因为用到一个蜂鸣器所以就可以不能区分它的正负极性了。

（4）控制电路这部分电路主要是用来控制歌曲的上一曲、下一曲以及待机时背景音乐的加速和减速。

采用了三个按钮来共同实现了音乐播放歌曲的控制对于单片机产生音乐，关键是控制频率的输出。

我们知道，不同的声音对应不同的频率，产生有规律的频率输出就可以得到响应规律的声音。

音乐中，有8个基本音符：do、re、mi、fa、so、la、xi、do，8个不同的音符对应着不同的频率。

只要我们找最与音符输出相应的频率，就可以产生美妙的音乐了。

现在可以说单片机是百花齐放的时期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位、16位到32位,数不胜数,应有尽有,它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地。

纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势。

现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。

甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。

此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。

现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。

四、参考文献:[1] 郑郁正.单片机原理及应用.四川大学出版社.2003.[2] 刘建清.轻松玩转51单片机C语言.北京航空航天大学出版社.2011.[3] 王港元.电工电子实践指导.江西电子科学技术出版社.2007[4] 阎石.数字电子技术基础 第五版.高等教育出版社,2006.[5] 谭浩强.C程序设计 第四版.清华大学出版社.2010.[6] 张鑫.单片机原理及应用[M].北京：电子工业出版社.2005[7] 李玉梅.基于MCS-51系列单片机原理的设计应用[M].北京:国防工业出版社.2006[8] 吴金戌．8051单片机实践与应用［M］．清华大学出版社.2003．[9] 戴梅芳．微型计算机技术及应用［M］．清华大学出版社.1996．[10] 徐爱卿．单片微型计算机应用和开发系统［M］．北京航空航天大学出版社. 1998[3] 朱清慧.Protues教程—电子线路设计、制版与仿真[M].北京 清华大学出版社2008.9。