基于51单片机的多功能音乐播放器.docx

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基于51单片机的多功能音乐播放器

毕业设计（论文）题目：

基于51单片机的多功能音乐播放器

基于51单片机的多功能音乐播放器

Basedon51single-chipmulti-functionmusicplayer

总计毕业设计（论文）__37__页

表格__7___个

插图__20__幅

摘要

当今社会基于单片机的音乐播放器也是越来越多，因为单片机体积小、作用多、稳定性高，用单片机做音乐播放器简单容易实现控制，基于单片机的音乐播放器在许多方面都有应用，比如MP3、MP4、扩音器等等。

它是利用定时器产生各种固定的频率的方波信号，也可以产生音律中的几个音阶在内的各种频率的声音，将这些产生的不同频率的声音连接起来就能产生一首曲子或者是一段旋律了。

基于这个思路，设计了一款可以上翻、下翻、确定以及功能选择的音乐播放器;为了体现播放歌曲过程中的动态效果，增加了8个彩灯，在系统工作是能够循环点亮增加了一个1602液晶显示模块，可以显示当前播放的音乐名;此系统还增加了一个1302时钟芯片来显示时间和调整时间。

通过对系统硬件的仿真，能够实现歌曲的播放和时间的调整。

关键词:

AT89S52单片机多功能音乐播放器液晶显示Protel

Abstract

Today'ssocietyisbasedonthesinglechipmusicplayerisalsomoreandmore,becausesinglechipsmallsize,functionandstabilityishigh,withsingle-chipcomputermusicplayer,simpleandeasytocontrol,musicplayerbasedonsingle-chipmicrocomputerapplicationinmanyways,suchasMP3,MP4,microphone,andsoon.Timeritproducesvariousfixed-frequencysquarewavesignals,canalsohavearhythmofthesoundsofvariousfrequencies,scales,toconnectthesedifferentfrequenciesofsoundcancreateatuneormelody.Basedonthisthought,designhasaparagraphcanShangturned,andXiaturned,anddeterminesandfeaturesselectofmusicplayManager;toreflectedplaysongsprocessintheofdynamiceffect,increasedhas8alantern,insystemworkistocyclepointslightincreasedhasa1602LCDdisplayedmodule,candisplayedcurrentplayofmusicname;thissystemalsoincreasedhasa1302clockchiptodisplayedtimeandadjustmenttime.Throughthesimulationofthesystemhardware,songplaybackandtimeadjustmentcanbeachieved.

Keyword：

AT89S52single-chip;multi-functionmusicplayer;Liquidcrystaldisplay;prortel

第一章绪论

1.2电子音乐的背景意义

音乐是人类的灵魂，自从创造了音乐，人的灵魂就有了一个依靠。

在每个人的心灵里，都有些别人不知道的东西。

唯有音乐，才能洋溢着心中的激情。

音乐是一条钥匙，这条钥匙能打开心灵的交流。

音乐在变化，只因为人们的追求在不断的变化。

音乐带给人们享受，同样人们给了音乐的载体——音乐播放器。

随着社会的发展，人类不仅追求物质的富裕，也会追求心灵上的享受，而音乐可以洗涤人的心灵，所以人们会不断追求音乐播放器的高质量。

目前许多人都致力于制作基于单片机的多功能音乐播放器！

当今社会基于单片机的音乐播放器也是越来越多，因为单片机体积小、作用多、稳定性高，用单片机做单片机简单容易实现控制，基于单片机的音乐播放器在许多方面都有应用，比如MP3、MP4、扩音器等等。

还可以作为许多系统的辅助功能，单片机的重要硬件资源之一的音乐播放器，它是利用定时器产生各种固定的频率的方波信号，也可以产生音律中的几个音阶在内的各种频率的声音，将这些产生的不同频率的声音连接祁连就能产生一首曲子或者是一段旋律了。

基于这个思路，我设计了一款可以上翻、下翻、确定以及功能选择的音乐播放器;为了体现播放歌曲过程中的动态效果，增加了8个彩灯，在系统工作是能够循环点亮增加了一个1602液晶显示模块，可以显示当前播放的音乐名;此系统还增加了一个1302时钟芯片来显示时间和调整时间。

这是一个基于AT89S51单片机的设计，本音乐播放器具有电路简单、功能强大、易于拓展的特点，整个系统还添加了四个按键，可实现歌曲的选择、时间的调整、功能的选择。

1.3电子音乐的发展和趋势

早期音乐的声音播放是靠模拟电路实现的，它主要是产生电子音频列和编辑人耳所能听到的所有泛音。

电子音乐器拥有混合新音色和非常规音色制作方式的极大优势，创作音乐的效率因此被大大的提高了，从而推动新的音乐风格的诞生。

60多年来，电子音乐器发展历程为:

由开始的录音机音乐到合成器音乐然后到如今的电脑音乐这三大阶段。

自从电子音乐的诞生后，电子乐器便逐步的开始发展， 之后电子乐器运用到电子音乐中也变得越来越可行，而且广被人们接受。

如果没有这个发展，之后电脑音乐播放器的诞生应用和当代电子音乐在我国的快速发展就将变得遥不可及。

音乐播放器的设计是一门集计算机技术和数字多媒体技术为一体的综合设计。

因为中国计算机技术和宽带网络技术的快速发展，多媒体播放器的发展与应用受到越来越多人的重视。

在当今这个信息的社会，以多媒体为特征的信息技术和信息产业的发展及应用将对人类社会产生更大的影响和具有更大的作用。

作为多媒体其中一个重要组成部分，音乐可以对信息的包装进行一定改变，还实现了知识信息数字化，所以当人们获取知识信息有极大的方便和获得无穷的乐趣。

恰当适宜的人机界面、各式各样的多媒体教学软件、引人入胜的电子游艺节目、还有身临其境的多媒体导购系统、多种多样的信息家电和快捷方便的网上查询应用等等，始终渗透着多媒体的实际作用，它引领着人们进入到一个绘声绘色的世界。

同时伴随着多媒体的发展和推广运用，各行各业的相互渗透和飞速发展也被推动着，极大地改变了人们的生活方式和工作环境。

很实在地说，多媒体产业的发展，引起了计算机工业的一次革命，人类社会也因此正在发生着巨大的变革。

多媒体软件开发的水平很大程度上决定了多媒体技术的发展。

当今信息技术领域发展最快、最活跃的技术莫过于多媒体技术，这是新一代电子技术发展和竞争人们关注的焦点。

多媒体技术融计算机、文本、动画、图像、声音、通信和视频等多种功能于一体，借助越来越普及的高速信息网，计算机的全球联网和信息资源共享将会实现，因此多媒体技术被广泛应用在图书、教育、通信、医疗、咨询服务、金融、军事等诸多行业，并正慢慢地改变着我们生活的方式。

人类社会正在进入信息化时代，社会分工也越来越细，人际交往也越来越频繁，人们生活方式和劳动方式的基本特征将转化为交互性、群体性、协同性和分布性，其间绝大部分的工作都需要群体的坚持才能完成。

可是，在现实生活中，会影响和阻碍上述工作方式的因素有多，如打电话的时候对方不在。

即使电话交流，也只能够通过声音来传递，是很难看见某些重要的图纸资料的，而如果要面对面的进行交流讨论，又需要很花时间的长途交通和昂贵的出差花费，如果采取这种方式就会造成效率较低、花费时间长、花销很大的缺点。

今天，有了多媒体计算机技术和通信技术的发展，多媒体和通信两者相结合而形成的多媒体通信和分布式多媒体信息系统就可以较好地解决上面所说的问题。

因为网络技术的不断发展和互联网的慢慢普及，使用者对网络产品需求量也不断增长。

如今市场上流行着的网络音乐播放器虽然数不胜数，但都或多或少有着许多不同的缺

陷，比如：

1、某些没有记忆功能；使用者在下一次播放的时候想但却不能从上次离开的那个曲目开始听；2、没有身份认证功能；这样就不能够对媒体播放器里面的歌曲专有性进行有效的保护；3、功能的组合与用户的习惯相违背；界面比较复杂而且操作相对太难等。

未来人们对娱乐要求也会越来越高，一款精致的、符合用户操作习惯的完美的音乐播放器是非常值得去研究和开发，并使用到生活当中去的。

1.4单片机的概述

单片机又称单片嵌入式控制器,这个芯片集成了一个计算机系统。

概括的讲：

这样的芯片就等于是一台计算机。

它的体积小、成本低、价格便宜，同时，是学习和使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。

AT89S52系列单片机有5个中断源，两个外部中断，两个内部中断，一个串行中断，中断分为高优先级和低优先级，每个中断源的优先级都可以由软件来设定。

AT89S52单片机中断系统的组成:

它由4个与中断有关的特殊功能寄存器、中断允许控制寄存器IE、中断优先级管理和中断顺序查询逻辑电路等组成。

1.4.1单片机的发展和趋势

现在可以说是单片机发展最盛的时期，世界上各个芯片制造公司都推出了自己制造的有特色单片机，从8位、16位到32位，品种非常之繁多，有与主流C51系列兼容的，当然其中也不乏与之不兼容的，但它们各有特色，相辅相成，为单片机的应用提供了非常广阔的领域。

纵观

，我们可以预示出单片机未来的发展趋势，大致有：

1、微型单片化

、

序

、

，

、

、

一块

，增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW、WDT，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就更强大。

此外，现在人们都追求体积小、重量轻的产品，这就要求单片机除了具有功能强和功耗低的优点外，还需要其体积要小。

现在的单片机大部分都具有多种封装形式，其中SMD变得越受欢迎，于是使得由单片机构成的系统朝着微型化的方向发展。

2、低功耗CMOS化

之前，MCS-51系列的8031推出时它的功耗达到了630mW，而现在的单片机一般都在100mW上下，在这样的情况下单片机功耗被要求需要越来越低，所以现在的各个单片机制

造商基本都选择采用CMOS。

像80C51就采用了HMOS和CHMOS。

虽然CMOS功耗低，但受到物理特征的影响，其工作速度表现的不够高，而CHMOS就具备了高速和低功耗兼具的特点，这些特征，对于要求低功耗的像使用电池供电的应用场合就更适合。

所以今后一段时期单片机发展的主要途径就是发展这种工艺。

3、主流与多品种共存

    虽然现在单片机的品种非常多，也各有特色，但以80C51为核心的单片机仍然占了市场的主流，兼容其结构和指令系统的产品也有很多，如：

PHILIPS公司的产品，ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机。

所以目前为止80C51占据了单机片的半壁江山。

当然，与此同时，Microchip公司的PIC精简指令集合也有着强大的发展趋势，中国台湾的HOLTEX公司近年的单片机产量日益增加，与其低价质优的优势，表现出它的市场竞争力，并且占据了一定的市场份额。

此外还不乏其他有竞争力的产品，如MOTOROLA公司的产品，这可是日本几大公司的专用单片机。

在一定的时期内，这种情形将保持稳定，并不存在某个单片机会发展成一统天下的垄断局面，它们之间走的是相辅相成、依存互补、共同发展的道路。

九十年代以后，单片机在结构上采用双CPU或内部流水线，CPU位数有8位、16位、32位，时钟频率高达20MHZ，片内带有PWM输出、监视定时器WDT、可编程计数器阵列PCA、DMA传输、调制解调器等。

高度集成化、低功耗是芯片的目前发展方向，使得单片机在大量数据的实时处理、高级通信系统、数字信号处理、复杂工业过程控制、高级机器人以及局域网等方面得到大量应用。

这类单片机有NEC公司的MPD7800，MITSUBISHI公司的M337700，REVKWELL公司的R6500。

第二章设计方案

2.1设计的方案

2.1.1硬件设计方案

电路以AT89C51为主控制器，采用利用独立式键盘组成的4个按钮键盘来控制歌曲的播放，其中S2、S3、S4、S5分别为功能键的上翻键、下翻键、确定键以及功能选择键。

显示电路采用液晶显示器LCD1602进行显示，时间显示芯片采用的是1302芯片，同时实现对时间的调整，晶振采用12MHz，音乐信号由P3．0口输出，经喇叭发声而播放歌曲，时钟信号由P1口的P1.4、P1.5、P1.6的I/O口输出，液晶显示器LCD1602显示歌曲名和时间，8个彩灯采用共阳的接法，与P0口相连，对P0口送入一个从低位到高位的循环的低频信号，这样就实现了8个彩灯循环的工作。

如图2.1所示。

2.1.2软件设计方案

在程序中，有许多的ASCII码，每个ASCII码对应的是一个初值，每个初值对应一个频率，而每个频率对应的就是一个音调，单片机中以T0定时器产生定时时间，一个是脉冲方波的频率，一个是一个音调的延时时间，系统播放音乐器是以键盘为主要控制电路，键盘程序以键盘扫描为主，当有按键按下时，程序响应下按键，并跳转到相应的功能子程序，运行，当要播放歌曲时，系统会先取歌曲的首地址，将事先设置好的曲谱加载到单片

机中通过I/O口送到扬声器，通过不同的频率值，扬声器发出不同的音调。

2.2方案的特点

本方案使用了液晶显示屏，编程简单，显示稳定，占用CPU时序少，并且可以实现许多的功能，独立式键盘对于少量的按键来说，它的结构简单，功能清晰，让人一看就明白。

液晶显示器，都有许多可扩展的功能，并且在播放音乐时简单实用，在使用上及其功能的实现上都又许多的优点。

更重要的是液晶显示器是当今电子设计的主流，通过这次设计，我能够学习到许多东西。

音乐播放器电路原理图见附录一所示。

第三章硬件设计

3.1电路组成和工作原理

3.1.1电路组成

设计的电路有以上设计方案就可以知道，电路原理图见附录一所示，主要包括AT89S52单片机控制系统、复位电路、晶振电路、独立式键盘电路、时间的显示和调整电路，液晶显示电路，8个彩灯电路、电源电路以及扬声器电路构成。

系统以AT89S52为核心，主要负责对数字信号的逻辑处理和控制作用，在其引脚上还接有：

复位电路、晶振电路、显示电路、彩灯、按钮、扬声器。

硬件中AT89C51单片机的P0口作为8个彩灯的控制信号口，P1口的其中P1.0~P1.3用作控制键盘，一个键对应一个接口，用来扫描四个按键，另外P1.4~P1.6用作连接1302时钟芯片。

单片机的P2口作为LCD1602液晶显示的控制接口，P3口其中的P3.2~P3.4与LCD1602的三个使能端相连，控制液晶显示屏的工作。

P3.5用来控制蜂鸣器的工作，工作电路采用12HZ的晶振频率，起振中的C1、C2为30pf。

3.1.2工作原理

本音乐播放器是用单片机来设计制作完成，其功能的实现主要通过软件编程来实现完成的，AT89S52单片机片内带有8KB的ROM和片内256K的RAM，并且允许在系统内改写或用编程器编程。

通过程序编程，设定四个按键对应的功能，当按键按下时，单片机检测到I/O口有低电平，单片机判断并进行工作，之行相应的代码，显示电路采用LCD1602显示屏，可以显示两行，一行显示歌曲名字，一行显示时间，同时P0口开始循环输送低电平，使8个彩灯循环工作。

3.2AT89S52的简介

3.2.1AT89S52的功能概述

单片机作为一个系统的核心处理部分，单片机具有许多的功能，它也是在结构简单，功能强大让大家能很快的接受。