基于單片機的音樂播放器電氣自動化技術專業畢業設計畢業論文-免費閱讀

　　

【正文】 基于單片機的音樂播放器 電氣自動化技術專業畢業設計 畢業論文 畢業設計報告論文 報告論文題目基于單片機的音樂播放器 作者所在系部 電子工程系 作者所在專業 電氣自動化技術 作者所在班級 08242 作 者 姓 名 陳勇勝 作 者 學 號 20203024207 指導教師姓名 王曉 完 成 時 間 2020 年 6 月 10 號 北華航天工業學院教務處制北華航天工業學院電子工程系 畢業設計論文任務書 姓 名 陳勇勝 專 業 電氣自動化技術 班 級 08242 學號 20203024207 指導教師 王曉 職 稱 副教授 完成時間 2020年 6 月 10 號 畢業設計論文題目 基于單片機的音樂播放器 設計目標 利用 89C51 單片機和 LM016L 設計一個至少能播放三首歌曲以及能顯示歌曲曲號和播放時間的音樂播放器 技術要求 至少能播放三首歌曲 能對正在播放中的歌曲曲號進行調整和選擇歌曲進行播放 利用 LM016L 顯示正在播放中的歌曲曲號以及播放時間 具有開機畫面開機時顯示英文字符歡迎 播放的歌曲應該比較動聽和諧圓潤 所需儀器設備 計算機一臺 proteus 以及 keil 軟件 成果驗收形式 原理圖仿真結果 參考文獻 《模擬電子技術基礎》《數字電子技術基礎》《 MCS51 單片機應用教程》 《音樂基礎理論教程》《 51 單片機高級實例開發指南》《單片機原理與應用系統設計》 《基于 proteus 的單片機應用技術》 時間 安排 1 5 周 6 周 立題論證 3 9 周 13 周 仿真調試 2 7 周 8 周 方案設計 4 14 周 16 周 成果驗收 指導教師 教研室主任 系主任 摘 要 近年來隨著科技的飛速發展單片機的應用正在不斷地走向深入同時帶動傳統控制檢測日新月異更新在實時檢測和自動控制的單片機應用系統中單片機往往是作為一個核心部件來使用僅單片機方面知識是不夠的還應根據具體硬件結構以及針對具體應用對象特點的軟件結合加以完善 當今利用單片機控制音樂播放多不勝舉音樂芯片也相當之多而利 用單片機存儲音樂控制播放最為廣泛它有功能多、價格優、外圍電路簡單的特點很受音樂愛好者及音樂芯片制造商的青昧本文中用單片機芯片及少數外圍電路控制音樂播放 本設計以單片機 89C51 為核心數據處理器件由顯示元件以低耗采當鍵盤有鍵按下時判斷鍵值啟動計數器 T0 產生一定頻率的脈沖驅動蜂鳴器放出樂曲同時啟動定時器 T1 顯示樂曲播放的時間并驅動 LCD 顯示歌曲號及播放時間功能完整第 1 章 緒 論 1 11 電子音樂概述 1 12 國內外電子音樂的發展 1 13 音樂發生器的擴展 2 第 2 章 設計方案 3 21 設計方案論證 3 3 方案二 4 方案三 5 方案比較 6 第 3 章 硬件設計 7 31 電路組成及工作原理 7 電路組成 7 電路工作原理 7 32 AT89C51 的簡介 8 AT89C51 功能概述 8 AT89C51 的管腳圖 8 AT89C51 單片機的引腳介紹 9 33 晶振電路 9 34 揚聲器電路 10 35 顯示電路 10 36 更換歌曲電路 11 37 復位電路 12 38 程序存儲器外部擴展電路 13 第 4 章 液晶顯示原理及 LM016L 簡介 14 41 液晶顯示原理及分類 14 示原理 14 示器的分類 14 示器各種圖形的顯示原理 14 42 LCD1602 簡介 15 第 5 章 穩壓電源 17 51 穩壓電源的功能 17 52 直流穩壓電源 17 53 ２２０ v 交流電轉５ v 直流電的電源設計 18 作原理 18 理圖 19 第 6 章 軟件系統設計 20 61 軟件流程設計 20 62 性能分析 22 結論 23 致 謝 24 參考文獻 25 附 錄 26 基于單片機的音樂播放器 第 1 章 緒 論 1112 國內外電子音樂的發展 早期電子音樂靠模擬電路產生聲音的它的主要功能是 產生電子音頻和對人耳所能聽到的所有泛音列進行編輯電子音樂向人們展現出了混合新音色非常規音色制作方式的優勢大大提高了制作和創作音樂的效率帶動了新的音樂風格的發展 60 多年來電子音樂主要經歷了從錄音機音樂到合成器音樂再到電腦音樂這三個階段的演變電子樂器的發展在電子音樂的誕生后使人們充分認識到了電子樂器運用到電子音樂中的可行性這必將為電子音樂渲染上一片神話色彩映照著人類生生不息的智慧沒有這個發展就不可能有當代電腦音樂的出現電子音樂在我國的發展 電子音樂最初是 70年代末到 80年代初的改革開放以來西方現代音樂思潮與實踐 在中國的傳播 90年代以來電子音樂創作與教育已經開始逐步廣泛開展 1993年中央音樂學院作曲家張小夫教授創建了中國現代電子音樂中心有力的推動了中國電子音樂的發展并于此開始開設關于此項技術一些相關領域的研究生本科生 以 MIDI 為代表的音樂數碼技術從 20 世紀 80 年代中期開始逐步進入我國的音樂生活并以驚人的速度從多方面影響著專業音樂尤其是作曲與作曲技術理論專業的思想觀念表現手法與工作程序社會生產和消費也因此引發了急切的用人需求現在隨著計算機的兼容性越來越好多媒體計算機進入千家萬戶計算機進行綜合音樂制作能力更強音樂作品 可以把它儲存成一定的格式通過軟盤或網絡進行傳播聽眾直接在計算機上聽音樂它容聲音圖形文字于一體極富有刺激性比現場演出還精彩更明白除了網絡中的應接不暇的應用技術也逐步普及到了大眾手機鈴音領域可以自行剪切編輯錄制喜歡的音樂或聲音作為個性手機鈴音 綜合上述從電子音樂的過去現在未來發展的進程中可以看出它給音樂制作能普及至社會個人便攜操作的影響是不可磨滅的功績它的統治地位趨勢已成不可逆轉的狀態電子音樂已經深入地影響到了現代人的音樂審美觀念并有繼續發展的強烈趨勢在這個趨勢中 11 方案一 利用 AT89C5174LS373 鎖存 器和 27512 外部擴展組成的音樂播放器硬件設計 2 軟件設計 程序中根音選取的是 C調三個 8度內的音符共個音每個音符對應頻率由定時器 T0 產生為了程序調用方便每個音符都對應一個編碼占用一個字節在程序中以查表的方式加載計數初值當值為 00H 時表示空拍與節拍碼配合完成節拍發音節拍碼也占一個字節長度等于基本時間乘以節拍碼的值節拍碼值為 01H 時表示當前樂曲結束為 00H 時表示全部樂曲結束為了編碼簡單一般節拍碼高半字節表示整拍低半字節表示分數只要基本延時設定 方案二 1 硬件設計軟件設計 程序中音選取的是 C 調個 8 度內的音符 共個音每個音符對應頻率由定時器T0 產生為了程序調用方便每個音符都對應一個編碼占用一個字節在程序中以查表的方式加載計數初值為了編碼簡單一般節拍高半字節表示整拍低半字節表示分數只要基本延時設定恰當即可為了及時響應鍵盤操作按鍵每按下一次 12 方案三 1 硬件設計軟件設計 程序中音選取的是 C 調個 8 度內的音符共個音每個音符對應頻率由定時器T0 產生按鍵每按下一次 13 方案比較 從以上三種方案方案一采用的是獨立式按鍵按鍵太少不能實現歌曲的快速選擇幾乎沒有拓展功能的可能而方案二雖然采用的是矩陣式鍵盤無論從擴展功能上將還是快速 選擇都優于方案一但數碼管顯示不穩定編程以及困難占用 CPU時序太多方案三顯然不存在方案一方案二的缺點使用了液晶顯示屏編程簡單顯示穩定占用 CPU 時序少并且可以實現許多方案一方案二無法實現的功能無論是矩陣式鍵盤還是液晶顯示器都有許多可擴展的功能并且在播放音樂時簡單實用在使用上及其功能的實現上都優于前兩種方案更重要的是液晶顯示器是當今電子設計的主流通過這次設計我能夠學習到許多東西通過方案對比最終 電路組成 音樂發生器的電路設計方框圖如所示硬件電路中用 P10P17 控制按鍵其中P10P13 掃描行 P14P17 掃描列 用 P20P22 作為 LCD 的 RSRWE 的控制信號用 P00P07作為 LCD 的 D0D7 的控制信號用 P37 口控制蜂鳴器電路為 12MHZ 晶振頻率工作起振電路中 C1C2 均為 30pf12 電路工作原理 本音樂發生器是用單片機來設計制作完成其功能的實現主要通過軟件編程來完成 AT89C51 單片機片內帶有 4KB 和外部程序存儲器擴展的 256K 的內存并且允許在系統內改寫或用編程器編程該音樂發生器的效率較高其誤差主要由晶振自身的誤差所造成存儲歌曲是采用 0 口的電平拉低單片機檢測到 O 口 AT89C51 功能概述 自從 1971 年 微型計算機問世以來隨著大規模集成電路技術的進一步發展導致微型計算機正向兩個主要方向發展一是高速度高性能大容量的高檔微型機及其系列化向大中型計算機的挑戰另一個是穩定可靠小而廉能適應各種控制領域需要的單片機 MCS51 系列是 Intel 公司在 1980 年推出的高檔 8 位單片機具有性能價格比高品種多兼容性強開發用的仿真機較完善等優點所以在國際上和國內的占有率相當高它擁有 8 位微處理器和控制器內含一個一位布爾運算處理器可直接對數據的位進行操作和運算特別適用于邏輯控制內部含有 4KB的程序 ROM并且在外部擴展了 256K的存儲空 間 2個 16位的計數定時器本次采用的是 AT89C51單片機其電路如 31 所示它的中斷功能比較強有 5 個中斷源即外部中斷 2 個定時器中斷 2個串行中斷 1個有 2個中斷優先級中斷控制電路主要包括用于中斷控制的四個寄存器定時器控制寄存器 TCON 串行口控制寄存器 SCON 中斷允許控制寄存器 IE 中斷優先級控制寄存器 IP等內部時鐘振蕩器全雙工方式的串行接口 UART兩極中斷優先權的 6 個中斷源 5 個中斷矢量的中斷邏輯哈佛結構的存儲器組織支持高達64K為單周期指令支持六種尋址方式最高時鐘振蕩頻率可達 12MHZ大部分指令執行時間為 1μ s 乘除 指令為 4μ s AT89C51 的管腳圖 MCS51 系列單片機采用 40 引腳雙列直插式封裝 DIP 其引腳排列和邏輯符號如圖 23所示 4個并行口共有 32根引腳可分別作地址線數據線和 IO 線 2根電源線 2 根時鐘振蕩電路引腳和 4 根控制線 AT89C51 單片機的引腳介紹 AT89C51 單片機是高性能單片機因為受引腳數目的限制所以有許多引腳具有第二功能各引腳功能說明如下 1 輸入輸