单片机 音乐播放器设计

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1、单片机原理与应用综合实验报告题目:音乐播放器设计专业班级：姓　　名：学号：指导教师：时间：27题目:音乐播放器设计班级：姓名:摘要：本设计是基于AT89C51单片机的可控数字音乐播放器的程序设计。该音乐播放器是一个依据单片机技术原理，通过PROTEUS仿真软件对硬件电路进行仿真制作以及利用KEIL软件对音乐播放器源程序进行C语言编译，而设计制作出的一个多功能数字音乐播放器。该音乐播放器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调的音乐。该程序通过把乐谱转化成相应的定时常数来驱动发音

2、设备演奏出悦耳动听的音乐。本音乐盒一共设计了五首歌曲，同时还设计了三种LED彩灯的变化花样。在演奏歌曲时彩灯随音调闪烁。在停止演奏歌曲时彩灯花样开始闪烁。歌曲和花样均可随意切换。与此同时，数码管也不断变化数字，以此显示歌曲和彩灯花样的序号。关键词：数字音乐播放器；AT89C51；KEIL；PROTEUS；数码管1引言随着科技越来越发达，单片机技术也越来越纯熟，单片机的应用也越来越广泛，可以说几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。如今，单片机在各个领域都起着至关重要的作用[1]。单片机是一种集成在电路芯片，

3、是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。随着人类社会的发展，人们对于视听方面的享受提出了更高的要求。而传统的音乐播放器大部分是机械型的，体积庞大，而且沉重，发音单调，且不悦耳，不能实现大27批量的生产，所以很难满足当代人们的需求。但是本文设计的数字音乐播放器是以单片机为核心元件的数

4、字音乐播放器。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点。因此该数字音乐播放器也就具有体积小，重量轻，能演奏各种各样的音乐，功能多，外观绚丽多彩，使用非常方便等诸多优点。而且具有一定的开发价值。2总体设计方案根据音乐播放器系统的功能与组成，进行系统分析，系统除单片机核心部分外还需要与按键连接以接收输入指令，连接LED显示器将要演奏的乐曲序号显示出来，通过连接扬声器使其发出音乐。2.1设计思路该音乐播放器主要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调的

5、音乐。如图：图2-1音乐播放器主体结构框图本设计是一个基于AT89C51系列单片机的数字音乐播放器，一共设计了五首不同风格的歌曲，在播放歌曲同时八路LED彩灯随音调变化而变化，同时利用数码管显示歌曲的序号，以便切换歌曲。在不播放歌曲的时候还设计了八路LED27彩灯，给人们带来视听的双重享受。一共设计了两个开关，一个用以切换LED彩灯花样，一个用以切换歌曲。2.2设计方框图图2-2总设计框图3设计原理分析硬件除了AT89C51芯片外，主要的就是时钟振荡电路、LED彩灯以及数码管的设计。3.1时钟振荡电路AT

6、89C51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30PF-10PF，而如果使用陶瓷振荡器建议选择40PF-10PF。用户也可以采用外部

7、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。振荡器电路图如下：27图3.1单片机内部、外部振荡电路3.2LED和数码管的设计（1）八路LED彩灯，分别接在P1.0-P1.7这八个端口上，连接方式为共阳极，若为低电平，可使LED亮起。发光二极管的亮、熄由内部程序控制，八

8、个LED发光二极管分别对应不同的音阶，所以LED会随着音阶的变化按规律亮、熄。设计如图：图3-2LED设计图（2）数码管接在AT89C51的P0端口上，数码管采用的是共阴极数码管[5]，在数码管与端口之间接了上拉电阻以使数码管能正常工作。如图所示：27图3-3数码管设计图3.3音调和节拍的设计3.3.1音调和节拍的设计以及音乐基础知识一般说来，单片机演奏音乐基本都是单音频率，它不包含相应幅度的谐波频率，也就是说不能像电子琴那样