基于AT89C51音乐播放器

单片机原理及系统课程设计

专业：自动控制

班级：1103班

*名：**

学号：*********

指导教师：***

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2013 年 9月 1 日

单片机原理及课程设计报告

基于单片机的音乐播放器设计

摘要

随着我国现代化技术建设的发展，电子产品多种多样，但同类电子产品工作原理基本相同，只不过在硬件电路的是实现上有所不同。例如我们我们平时所用的MP3音乐播放器，就可以用单片机和一些电子元件来实现它的基本功能。我的设计是以89C51单片机作为核心工作元件的音乐播放器，依据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个多功能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试，配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试，节约了设计时间。它在实现音乐播放功能上简单易行，在制作硬件电路上也不困难。因此，此次课程设计，我除了完成了系统的软件设计和实物电路仿真外，利用空余时间制作出了实物。

关键字音乐播放器，AT89C51单片机，KEIL,PROTEUS。

1 引言

1.1 设计目的

此次制作的音乐播放器，只需将音乐编码导入C语言程序，经过KEIL软件运行生成HEX文件，经BDM下载器导入单片机中即可。可以同时生成多首歌曲的音乐编码，再次我选择了两首歌的音乐编码。学生自己动手就可以制作属于自己的个性化的音乐播放器，通过自己动手将所学的单片机知识应用到实践中。1.2 设计要求

设计一个基于AT89C51的音乐播放器，利用软件编程和相应的硬件电路实现不同歌曲的播放，先利用KEIL软件编程，再用PROTEUS仿真实现，生成可执行的HEX文件，最后焊接实物电路。

1.3 设计方法

采用AT89C51单片机、蜂鸣器，晶体振荡器，晶体管2N2905，复位开关为主要硬件。PROTEUS仿真软件设计和C语言编程方法实现播放器的模拟，用AT89C51实现音乐编码的处理，用晶体管2N2905对电路中电流放大，进而驱动蜂鸣器播放音乐。

2 设计方案及原理

按照系统设计要求，将系统分为主控模块，电源电路复位电路、晶振电路、功率放大电路，蜂鸣器发声电路等模块。系统框图如图1所示。

图1 系统组成框图

AT89C51简介

AT89C51是一种带4K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机外形及引脚排列如图2所示。

图2 AT89C51单片机引脚图

主控模块AT89C51

时钟电路

复位电路

按键输入电

路

功率放大电路

蜂鸣器发声

电路

3 硬件设计

3.1 晶振电路

晶振电路，对于单片机系统而言是必须的，因为单片机内部是由各种各样的数字逻辑器件构成，而这些器件又必须按时间顺序完成。所以在管脚的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体和俩个谐振电容，电容采用2个30pf电容，采用12M 的石英晶体。这样就可以构成单片机的基本时钟电路，时钟频率为12M。如图2所示

图2晶振电路

3.2 复位电路

复位电路是对单片机进行初始化操作，使单片机处于一个确定的初始状态。而要AT89S51复位得在RESET引脚上加5V的高电平信号就可以了。复位电路参数为30U的电解电容和1kΩ的电阻。如图3为单片机的复位电路。

图3复位电路

3.3功率放大电路

功率放大电路对工作电流进行放大，因为单片机电路本身的电流不足以带动蜂鸣器发生，加一个三极管放大器2N2905可以带动蜂鸣器发生。

图4功率放大电路

3.4 晶振、复位、功放之间连线电路

图5复位电路、晶振电路与单片机之间的连线图3.4 系统连接图

整体硬件连接图如图6所示。

图6系统连接图

4 软件设计

4.1 主程序设计

主程序流程图如图6所示。

图7主程序流程图

5系统仿真及调试

软件调试，先编写显示程序并进行硬件的正确性检验，然后分别进行主程序，音乐播放程序和定时程序的编译和调试；硬件调试，仔细检查电路有没有漏接或是错接的地方，再接一个电压表检查供给蜂鸣器的电压是否合适，调节电阻的阻值以调节工作电路的阻值。并且外接了一个数字滤波器检测P1.7引脚的电平高低。

如果不理想，继续调整程序和硬件电路，直到得到正确结果。仿真图详见第4图6。

6 总结

通过此次基于单片机的音乐播放器的设计，使我进一步加深了对课堂上知识的理解，对单片机的寻址方式及定时中断的理解更加深刻，熟悉了单片机应用系统设计的各主要环节的设计，了解了三极管2N2905的参数，及使用方法，蜂鸣器的正常工作条件，示波器在PROTEUS中的使用方法，使用外部晶体振荡器如何选取电容，及晶体振频率。但是动手制作实物的过程的，动手焊接能力还是不行，容易把引脚焊接在一起，因此，在以后的学习要加强自己实践能力的锻炼。软件调试，先编写显示程序并进行硬件的正确性检验，然后分别进行主程序，A/D转换程序和LED显示器程序编译和调试；硬件调试，仔细检查电路有没有漏接或是错接的地方，再接一个电压表检查LED显示器显示的数值是否和电压表的示数一致，如果不理想，继续调整程序，直到得到正确结果。