可選音樂播放器

課程設計說明書<2018 /2018學年第二學期）課程名稱：單片機課程設計題目：可選音樂播放器專業(yè)班級:電氣項目及其自動化學生姓名：學號：0900625指導教師：設計周數(shù)：2周設計成績：2018年6月20日目錄1. 課程設計目的與要求 22. 總體設計22.1硬件電路總體方案設計 2單片機2數(shù)碼管顯示電路4蜂鳴器發(fā)聲電路 5按鈕電路5發(fā)光二極管電路 6時鐘振蕩電路72.1.7 復位電路 72.1.8 總電路圖 82.2 軟件總體設計方案 82.2.1 程序流程圖 82.2.2 音樂產生原理 102.2.3 程序設計 112.3 軟件和硬件調試 142.3.1 硬件調試 142.3.2 軟件調試 153心得體會 .15附表一 .16音樂播放器1課程設計目的與要求(1>利用 I/O 口產生一定頻率的方波，驅動蜂鳴器，發(fā)出不同的音調，從而演樂曲 ( 內 存 3 首樂曲 > 。(2>采用七段數(shù)碼管和發(fā)光二極管來顯示當前播放的歌曲序號, 播放樂曲時 , 數(shù)碼管顯示當前歌曲序號同時對應二極管點亮。(3>可通過功能鍵來進行樂曲切換 , 按下鍵時從當前歌曲切換到下一首歌曲 , 且可實現(xiàn)歌 曲自動循環(huán)。2總體設計<1)硬件部分由數(shù)碼管、發(fā)光二極管、蜂鳴器、單片機、按鈕組成，來實現(xiàn)歌曲的播 放和歌曲序號的顯示，按鈕用來實現(xiàn)對下一首歌曲的切換，每按一次按鈕播放器切換到下 一首歌曲。<2)軟件用來對單片機的各引腳進行控制進而控制數(shù)碼管的顯示數(shù)目，同時在蜂鳴器的輸出端口產生不同頻率的矩形波進而產生音樂，當按鈕按下時程序要完成對歌曲的切換，對數(shù)碼管和發(fā)光二極管的切換。2.1硬件電路總體方案設計硬件電路由數(shù)碼管分顯示電路、蜂鳴器發(fā)聲電路、按鈕電路、發(fā)光二極管顯示電路、時鐘 振蕩電路、單片機組成。顯示電路用來對當前播放歌曲序號進行顯示，蜂鳴器發(fā)生電路用 來進行音樂的產生，按鈕電路用來進行當前歌曲到下一首的切換，三個發(fā)光二極管分別對 應三首歌曲，播放歌曲時與其對應發(fā)光二極管點亮，另外兩個發(fā)光二極管不亮。時鐘振蕩 電路用來為單片機產生時鐘脈沖，本設計采用內部時鐘方式。單片機AT89C51按功能劃分有如下功能部件組成：<1 )微處理器CPU :AT89C51單片機中有1個8位的CPU與通用的CPU基本相同，同樣包 含了運算器和控制器兩大部分 ，只是增加了面向控制的處理功能 ，不僅可以處理字節(jié)數(shù)據，還 可以進行為變量的處理。<2)數(shù)據存儲器 RAM片內位128B,片外最多可外擴 64KB.數(shù)據存儲器來存儲單片機運行期間的工作變量、運算的中間結果、數(shù)據暫存和緩沖、標志位等。片內的128B的RAM以高速RAM的形式集成在單片機內，可以加快單片機的運行速度，降低功耗。3)程序存儲器(4>4個8位并行(5>1個串行口<6)2個16位定時器P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5匚L 匚 匚 r 匚P1.6 匚P1.7 匚RST匚(8特殊功能功能寄存器一 (TXD) P3.1 匚(7>中斷系統(tǒng)：具有制、監(jiān)視。AT89C51(INT1) P3.3 匚站 口 口 工rt -rt_U 厶站 仃口 J(T1) P3.5 匚亠t.t .r.r.XTAL1 :接外部晶振的一/放大器構成了片XTAL2 :接外部晶振的一/GND匚鐘發(fā)生器輸入端。1 片外2 393384375363573483313口下281526卜引腳。在單片機4 AJ蕩 振 咅 外二用個引腳。在片內接I20 21可擴展只讀存儲器，最多擴至64KB PO.O (AD0) P0.1 (AD1) P0.2 (AD2) P0.3 (AD3) P0.4 (AD4) P0.5 (AD5) P0.6 (AD6) P0.7 (AD7)-尸對片內各功能部件進行管理、 ALE/PRT5G豈一個具有特殊功能的 P2.7 (A15) P2.6 (A14)RAM區(qū)它是一反相放大器輸入端，這個二i 4刀卩丿2z J女丄也° P2.2 (A1D)1振蕩器的反相放大器輸出端和內部時 P2.0 (A8)接外部振蕩信號的輸入。RST :AT89C51的復位信號輸入AT腳9,高電位引作圖當要對芯片又時'只要將此引腳電 位提升到高電位，并持續(xù)兩個機器周期以上的時間，AT89C51便能完成系統(tǒng)復位的各項工作，使得內部特殊功能寄存器的內容均被設成已知狀態(tài)。P0 口 （P0.0P0.7>是一個8位漏極開路雙向輸入輸出端口，當訪問外部數(shù)據時，它是地址總線 <低8位）和數(shù)據總線復用。外部不擴展而單片應用時，則作一般雙向I / 0 口用。P0 口每一個引腳可以推動8個LSTTL負載。P2 口（P2.0P2.7> 口是具有內部提升電路的雙向 I/O端口（準雙向并行I/O 口，當訪 問外部程序存儲器時，它是高 8位地址。外部不擴展而單片應用時，則作一般雙向I /0口用。每一個引腳可以推動 4個LSTL負載。P1 口 （P1.0P1.7> 口是具有內部提升電路的雙向I/O端口（準雙向并行I/O 口，其輸出可以推動4個LSTTL負載。僅供用戶作為輸入輸出用的端口。P3 口 （P3.0P3.7> 口是具有內部提升電路的雙向 I/O端口（準雙向并行I/O 口，它還 提供特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制及外部隨機存儲器內容的讀 取或寫入控制等功能。2.1.2 數(shù)碼管顯示電路數(shù)碼管選用七段顯示數(shù)碼管LED,接單片機的 P0端口，用單片機的P0端口來控制七段數(shù)碼管（用控制七段碼 a,b,c,d,e,f>，通過對 P0端口賦不同的值來改變P0端口輸出的電平進而來改變數(shù)碼管顯示的數(shù)值。因為P0端口為三態(tài)門，作為輸出端口時須外frd .K-LSJ-IC0427ft#357736迢3433二"7PC.O'ADO PC.l ADI Pfl.2 AD2 PO.3AD3PO.5/AD5 P0C.AD6PC.7 AD7 Pl JO Pl.lPl.2S0C51BH BQAi接上拉電阻。數(shù)碼管顯示電路如圖2-2 所示蜂鳴器發(fā)聲電路蜂鳴器發(fā)聲電路由蜂鳴器、三極管<PNP組成。蜂鳴器接單片機的P1. 0端口，因單片機復位時各輸出端口均為高電平，為防止單片機一上電復位蜂鳴器就響用低電平來驅動蜂鳴器，三極管選用 PNP型配合P1. 0端口來對電流進行放大，三極管與P1. 0端口共同完成對蜂鳴器的驅動。蜂鳴器發(fā)生電路圖如圖2-3所示按鈕電路圖2-3蜂鳴器電路按鈕電路由按鈕、上拉電阻組成。按鈕接P3. 2端口，未按下按鈕時P3. 2端口為高電平，當按鈕按下時在P3. 2端口產生一個低電平輸入單片機，來產生切換到下一曲的信號，進而通過軟件來完成歌曲的切換。按鈕電路如圖2-4所示RES2 VCCL：R3RES2VCCTJ2U119ih1415RST XTAL1EAATPRXDP3.0INT0P3,2LNTT'P3.3T0/P3.4T1.151 斗發(fā)光二極管電路圖2-4按鈕電路發(fā)光二極管電路由限流電阻和發(fā)光二極管組成，三個二極管分別接P2. 7、P2. 6和P2. 5三個端口。三個發(fā)光二極管分別對應三首歌曲，當有歌曲播放時與其對應的發(fā)光二極管點亮，另外兩個發(fā)光二極管不亮。通過改變P2 口的輸出來使二極管狀態(tài)改變，二極管采用低電平驅動，防止復位時二極管全亮。發(fā)光二極管點路如圖2-5所示衛(wèi)AL2 亜P3J WRP3.6TXDP3.1.ALE7R0GP27/A15P2.6A14P25/A13P2.3/AUP2.2A10LEDLEDR12r 11RVCCR13TIIRR14RLEDP2.1 A9P2.0A8圖2-5發(fā)光二極管電路時鐘振蕩電路時鐘振蕩電路由晶振 <12MHZ和電容組成，接單片機的XTAL1和XTAL2引腳。時鐘振蕩電路用來為單片機產生時鐘脈沖，為內部時鐘方式。時鐘振蕩電路圖如圖2-6 所示C233pf33pfU1CCr_復位電路LI!JZRSTPSENO-XTAL1XTAL2EAATPRDP3.7匚:-TJVTS.'TJl ATip tji x圖2-6晶振電路29HT717復位電路由電解電容、電阻和按鈕組成。復位分為上電復位和手動復位，上電復位在單片兩種復位方機一上電時對單片及進行復位，手動復位通過外部按鈕來對單片機進行復位。式的結果一樣。復位電路的電路圖如圖2-7所示總電路圖由上述的數(shù)碼管分顯示電路、蜂鳴器發(fā)聲電路7癬位電路發(fā)光二極管顯示電路、時鐘振蕩電路和單片機組成總電路圖?？傠娐穲D配合軟件程序可實現(xiàn)音樂播放器的功 能，總電路圖和 PCB版圖如附一、附二所示。2.2軟件總體設計方案2.2.1 程序流程圖開始(1>要周期的時間重復計I產生不同頻率的方法。時956沖值記數(shù)脈31H/Fr N曰 3IH:記數(shù)值,就可得到中音D0(523HZ。 es yes (2利用元歌唱第音樂產生原理疋否使其判斷卜/1=956在每記數(shù)判斷有無按1鍵 判斷下判斷某一曰時器的周初始化(忻音頻 ,然后將此周期除以 2,即為半,利用定時器計時這個半周期時間再對曰判斷31H的8051的內部定次時將N=Fi/2虬每當計時到后就將輸出脈沖的I/O反相,然后口反站就可在腳上得到此頻率的脈沖 noDE下，改變記總數(shù)值THO及TLO以3HZ,其周期23=1912循環(huán)第三首歌曲要令計數(shù)器定循環(huán)第一首歌曲按鍵次數(shù)計數(shù)賦初值yeSQHH :內部計時一次為1微秒|.故其頻率為 1MHZ31H力口一并顯示，唱第二首歌 :要產生的頻率一J 丿 Fr(3起記數(shù)值的求法如下:載入節(jié)拍 載入音符T= 65536 N= 65536 Fi / 2/ Fr例如：設 K= 65536, F =記數(shù)值00000=判斷3Z求低音D0523HZ，高音的D0<1046HZ 的是否為樂是否結束T= 65536 N= 65536 Fi5536 1000000/ 2 / Fr = 65536 500000 / Fr(4>比如一節(jié)拍時間為0.4秒,則1/4節(jié)拍時間為 0.1秒，只要根據延遲時間就可用延時DELAY以此類推程序的次數(shù)即可實現(xiàn)不yes節(jié)拍的產生通過延時程序匚來實現(xiàn)!1個DELA丫則一節(jié)拍為ORG 0JMP SORG 0JMP T判斷有無按鍵求得按下1/4拍的DELAY時間，其它節(jié)拍時間第二首整曲倍通過設定調程序設計31H加一并顯示，唱第三首歌000HSTART:MOV TMOD,#0 MOV IE,#82H JB P3.2,$ CALL DELAY1 JNB P3.2,$TART00BHM判斷31H是；初始化T0MOV 31H,#00START0:MOV 30H,#SONGLCALL XIANSHI*PD: JB P3.2,NEXTLCALL DELAY1JNB P3.2,DEN0NEXT: MOV A,30HMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV R2,AJZ END0ANL A,#0FHMOV R5,AMOV A,R2SWAP AANL A,#0FHJNZ SINGCLR TR0JMP D1*SING: DEC AMOV 22H,ARL AMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRMOV TH0,AMOV 21H,AMOV A,22HRL AINC AMOVC A,A+DPTRMOV TL0,AMOV 20H,ASETB TR0*D1:CALL DELAYINC 30HJMP DP*； 取簡譜碼指針 < 第一首）取節(jié)拍和音頻值載入取到的音符碼，開始播放簡譜碼指針加一查詢程序END0: CLR TR0MOV A,31HXRL A,#00HJNZ END1MOV 30H,#SONGJB P3.2,NEXTCALL DELAY1JNB P3.2,$INC 31HLCALL XIANSHIMOV 30H,#SONG1JMP DPEND1: CLR TR0MOV A,31HXRL A,#01HJNZ END2MOV 30H,#SONG1JB P3.2,NEXTCALL DELAY1JNB P3.2,$INC 31HLCALL XIANSHIMOV 30H,#SONG2JMP DPEND2: CLR TR0MOV A,31HXRL A,02HJNZ END3MOV 30H,#SONG2JB P3.2,NEXTCALL DELAY1JNB P3.2,$END3: MOV 31H,#00HJMP START0定時器中斷程序*TIM0: PUSH ACCPUSH PSWSETB RS0CLR RS1MOV TL0,20HMOV TH0,21HCPL P1.0POP PSWPOP ACCRETI延時程序*DELAY: MOV R7,#02D2:MOV R4,#125D3:MOV R3,#248DJNZ R3,$DJNZ R4,D3DJNZ R7,D2DJNZ R5,DELAY*DELAY1:MOV R4,#20D4: MOV R3,#248DJNZ R3,$DJNZ R4,D4RET*XIANSHI: MOV DPTR,#OUT_TABMOV A,31HMOVC A,A+DPTRMOV P0,AMOV DPTR,#LED_TABMOV A,31HMOVC A,A+DPTRMOV P2,ARET*ORG 0300HOUT_TAB:DB 06H,5BH,4FHLED_TAB:DB 7FH,0BFH,0DFHTABLE:DW 64260,64400,64524,64580DW 64684,64777,64820,64898DW 64968,65030,65058,65110DW 65157,65178,65217SONG: 。第一首歌 生日快樂 。1DB 82H,01H,81H,94H,84HDB 0B4H,0A4H,04HDB 82H,01H,81H,94H,84HDB 0C4H,0B4H,04H 。2DB 82H,01H,81H,0F4H,0D4HDB 0B4H,0A4H,94HDB 0E2H,01H,0E1H,0D4H,0B4H按鍵去抖延時程序數(shù)碼管和二極管顯示程序程序調用表DB 0C4H,0B4H,04HDB 00HSONG1: 。第二首歌 兩只老虎。1DB 44H,54H,64H,44HDB 44H,54H,64H,44HDB 64H,74H,88HDB 64H,74H,88H。2DB 82H,92H,82H,72H,64H,44HDB 82H,92H,82H,72H,64H,44HDB 44H,84H,48HDB 44H,14H,48HDB 00HSONG2: 。第三首歌 不倒翁。1DB84H,94H,88HDB64H,54H,68HDB84H,64H,54H,44HDB62H,82H,42H,62H,58H。2DB84H,94H,88HDB64H,54H,68HDB84H,64H,54H,44HDB52H,42H,52H,62H,48HDB00H2.3 軟件和硬件調試2.3.1 硬件調試硬件調試：硬件調試是利用 DVCC實驗與開發(fā)系統(tǒng)、基本測試儀器 < 萬用表、示波器等），檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。硬件調試可分為靜態(tài)調試與動態(tài)調試兩步進行。靜態(tài)調試：是在用戶系統(tǒng)未工作時的一種硬件檢測。 第一步：目測。檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點。 第二步：用萬用表測試。先用萬用表復核目測中有疑問的連接點，再檢測各種電源線 與地線之間是否有短路現(xiàn)象。第三步：加電檢測。給板加電，檢測所有插座或是器件的電源端是否符合要求的值 第四步：聯(lián)機檢查。因為只有用單片機開發(fā)系統(tǒng)才能完成對用戶系統(tǒng)的調試。 動態(tài)調試：是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器件內部故 障、器件連接邏輯錯誤等的一種硬件檢查。動態(tài)調試的一般方法是由近及遠、由分到合。 由分到合是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當調試電路時，與該元件 無關的器件全部從用戶系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個局部的電路上。當各 塊電路無故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，在對各塊電路功能及各電路間可能存在的相 互聯(lián)系進行調試。由分到合的調試既告完成。由近及遠是將信號流經的各器件按照距離單 片機的邏輯距離進行由近及遠的分層，然后分層調試。調試時，仍采用去掉無關元件的方 法，逐層調試下去，就會定位故障元件了。232軟件調試軟件調試是通過對程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯誤與邏輯錯誤 并加以排除糾正的過程。上電后，數(shù)碼管顯示 8，正常。第一次按下按鍵，播放第一首歌曲，數(shù)碼管顯示1,對應發(fā)光二極管點亮，歌曲播放完畢后可自動循環(huán)播放。第二次按下按鍵，播放第二首歌 曲，數(shù)碼管顯示 2，對應發(fā)光二極管點亮，歌曲播放完畢后可自動循環(huán)播放。第三次按下 按鍵，播放第三首歌曲，數(shù)碼管顯示3，對應發(fā)光二極管點亮，歌曲播放完畢后可自動循環(huán)播放。第四次按下按鍵，重復以上過程。與要求相同，調試成功。3.0心得體會通過兩周的單片機課程設計我從其中學到了很多東西。在這兩周里我進一步鞏固了這學期 所學的單片機課程，加深了對單片機的理解。在課程設計過程中我學會了如何系統(tǒng)的設計 一個完整的程序，如何來設計硬件電路。在編程的過程我遇到了許多的問題，通過查閱資 料來解決這些問題，在這個過程中我不但進一步加深了自己對所學知識的理解而且學會了 如何查找資料解決問題。同時我也明白要想得成功就一定要有恒心和毅力。通過這次課程設計，我體會到了成功的喜悅，聽著自己設計的程序下載到單片機中播 放出音樂，非常高興。這次的課程設計在一定程度上改變了我單片機這門課程的態(tài)度，并學 會了將理論運用到實踐中去。我明白了一個人要想做好一件事，就必須具備自信心，耐 心，還要有毅力，要膽大心細，要勇于嘗試，要手腦并用，最后才能交出一份令人滿意的 答卷。附表名稱數(shù)量型號備注單片機1AT89C52晶振16MHZ電容322uf<1 個）20pf（2個>蜂鳴器1數(shù)碼管1LG5611AH發(fā)光二極管3電阻211k（9 個 >200<1 個）470<11 個）按鈕2三極管1S9012PNP型三極管