单片机应用课U盘音乐盒C组1Word文档格式.docx
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3、了解音乐的播放设备；
4、了解音箱的组成及分类；
5、认识我们的音乐功放板，并能够用多用传感器来进行控制。
教学内容：
1、音乐的概念及起源
1、音乐的概念
物体规则震动发出的声音称为乐音，由有组织的乐音来表达人们思想感情、反映现实生活的一种艺术就是音乐（英文名称：
Music;
法文名称：
Musique）。
音乐是用有组织的音构成的听觉意象，来表达人们的思想感情与社会现实生活的一种艺术形式，也是最能即时打动人的一种艺术形式。
在所有的艺术类型中，音乐是最抽象的艺术，现实生活中还有用音乐来减轻或消除患者病痛的音乐疗法。
音乐不仅是艺术门类的一脉，也是作为人类的一种社会现象，是伴随着人类的出现而产生的，是人类社会发展到一定阶段的产物。
2、音乐的起源
人类社会究竟从什么时候开始有音乐，已经无法查考。
但是早在人类还没有产生语言时，就已经知道利用声音的高低、强弱等来表达自己的意思和感情。
随着人类劳动的发展，逐渐产生了统一劳动节奏的号子和相互间传递信息的呼喊，这便是最原始的音乐雏形；
当人们庆贺收获和分享劳动成果时，往往敲打石器、木器以表达喜悦、欢乐之情，这便是原始乐器的雏形。
世界上最早的弦乐器是中国的古琴，亦称瑶琴、玉琴、七弦琴。
古琴，是在周朝就已盛行的乐器，截止（2013年）至少也有3000年以上的历史了；
本世纪初才被称作“古琴”。
琴的创制者有“昔伏羲作琴”、“神农作琴”、“舜作五弦之琴以歌南风”等作为追记的传说，可看出琴在中国有着悠久的历史。
《诗经·
关雎》有“窈窕淑女，琴瑟友之”，《诗经·
小雅》亦有：
“琴瑟击鼓，以御田祖”等记载。
2、音乐的分类
一些音乐作品是通过人声表达的，这样的作品被称为声乐作品，有一些作品是用乐器演奏出来的，这样的音乐作品被称为器乐作品。
世界上一切音乐作品都包括在“声乐”和“器乐”这两大类别里。
声乐作品又可根据其形式、风格的不同分成歌曲、说唱音乐、戏曲音乐、歌剧等不同体裁。
歌曲是一种小型的音乐体裁，包括民歌、艺术歌曲、通俗歌曲、儿童歌曲等。
从形式上可分成独唱、对唱、合唱、齐唱、联唱等。
说唱音乐是指曲艺音乐而言，包括单弦、大鼓、清音、评弹、数来宝、琴书、二人转、道情、渔鼓等。
戏曲音乐指京剧、豫剧、越剧、花鼓戏、采茶戏、黄梅戏、评剧、汉剧，以及其它的地方戏的音乐。
歌剧音乐也是一种戏曲音乐，但不象戏曲音乐那样有固定的程式和传统的唱腔。
歌剧音乐是作曲家使用民族音调和富有时代色彩的音乐语言创作的戏剧音乐。
器乐作品可分成独奏曲、重奏曲和合奏曲。
独奏曲范围很广。
几乎各种乐器都有独奏曲。
中国的二胡、琵琶、板胡、笛、箫、葫芦丝、唢呐、扬琴、笙、古琴、筝、柳琴、木琴等，都不乏著名的独典曲。
西洋乐器虽亦如此，但举世闻名的还是以小提琴、钢琴、吉他、电子琴等乐器的独奏曲为最多。
重奏曲在中国民间不太多见。
但在欧洲，弦乐四重奏、木管五重奏等却有很多优秀作品间世，并至今在世界各地流传。
合奏曲是指多种乐器演奏同一乐曲作品。
在合奏曲中，各个乐器既充分发挥各自的性能和特长，又按一定的和声规律相互协调配合。
在中国的民族器乐合奏曲中，江南丝竹和广东音乐占了很大比重。
民族管弦乐曲则多为作曲家改编或创作的。
民族吹打乐在中国的合宾曲中亦处不可忽视的地位。
3、音乐的存储介质
存储介质，它的范围非常的广，小到计算机系统中的几百KB的ROM芯片，大到上百TB的磁盘阵列系统都可以用来保存数据，又都可以称为存储，可以说存储无处不在、无处不有。
存储介质一般分为光存储（CD，DVD等）、磁存储（硬盘，磁带等）和电存储（内存条、U盘等）。
音乐的存储形式相应的也就多种多样，例如磁带、光盘、U盘、内存卡等等。
1、磁带
磁带（Magnetictape）是一种非挥发性的储存媒体，由带有可磁化覆料的塑料带状物组成（通常是卷起）。
由于磁带是循序存取的装置，特别是一次读写大量资料的状况，因此磁带是一种传统的存储和备份方式。
在中国大陆，通常“磁带”或者“录音带”一词都指紧凑音频盒带，因为它的应用非常广泛。
在台湾，reel-to-reeltape被称为盘式录音带、紧凑音频盒带（Compact
audio
cassette）被称为卡式录音带、8轨软片（8-trackcartridges））被称为匣式录音带。
2、VCD
VCD，影音光碟（英语：
VideoCompactDisc），是一种在光碟（CompactDisk）上存储视频信息的文件，由索尼、飞利浦、JVC、松下等电器生产厂商联合于1993年制定，属于数字光盘的白皮书标准，可在个人电脑或VCD播放器以及大部分DVD播放器中播放。
VCD的视频采用MPEG-1压缩编码，音频采用MPEG1/2Layer2（MP2）编码。
码率分别为视频1150kbit/s，音频224kbit/s，整个视频质量和VHS录像带相当。
VCD在亚洲地区被广泛使用。
在香港，VCD和DVD在发行市场上已完全取代录像带和镭射影碟的地位。
3、DVD
数字多功能光盘（英文：
DigitalVersatileDisc），简称DVD，是一种光盘存储器，通常用来播放标准电视机清晰度的电影，高质量的音乐与作大容量存储数据用途。
DVD与CD的外观极为相似，它们的直径都是120毫米左右。
最常见的DVD，即单面单层DVD的资料容量约为VCD的7倍，这是因为DVD和VCD虽然是使用相同的技术来读取深藏于光盘片中的资料（光学读取技术），但是由于DVD的光学读取头所产生的光点较小（将原本0.85μm的读取光点大小缩小到0.55μm），因此在同样大小的盘片面积上（DVD和VCD的外观大小是一样的）。
4、唱片
唱片是指将一定数量以上的歌曲或乐曲集结在一起，并对外发行的一种媒体（通常是以CD的形式）。
最普遍的方式是透过商业机制发行，但也有许多一般歌手直接在现场表演或网站上销售专辑唱片。
5、U盘
U盘，USB盘的简称，另作优盘，是U盘的谐音。
属于移动存储设备，用于备份数据，方便携带。
U盘是闪存的一种，因此也叫闪盘。
特点是小巧便与携带、存储容量大、价格便宜。
U盘的称呼最早来源于朗科科技生产的一种新型存储设备，名曰“优盘”，使用USB接口进行连接。
U盘连接到电脑的USB接口后，U盘的资料可与电脑交换。
而之后生产的类似技术的设备由于朗科已进行专利注册，而不能再称之为“优盘”，而改称谐音的“U盘”。
后来，U盘这个称呼因其简单易记而因而广为人知，是移动存储设备之一。
6、记忆卡
记忆卡即存储卡。
闪存卡（FlashCard）是利用闪存（FlashMemory）技术达到存储电子信息的存储器，一般应用在数码相机，掌上电脑，MP3等小型数码产品中作为存储介质，所以样子小巧，有如一张卡片，所以称之为闪存卡。
根据不同的生产厂商和不同的应用，闪存卡大概有SmartMedia（SM卡）、CompactFlash（CF卡）、MultiMediaCard（MMC卡）、SecureDigital（SD卡）、MemoryStick（记忆棒）、XD-PictureCard（XD卡）和微硬盘（MICRODRIVE）这些闪存卡虽然外观、规格不同，但是技术原理都是相同的。
7、移动硬盘
移动硬盘（MobileHard
disk），是以硬盘为存储介质，计算机之间交换大容量数据，强调便携性的存储产品。
原是用于笔记本电脑的专用小型硬盘，由于其轻便、易携的特色，也用于不同电脑之间传送文件。
另外普通的电脑硬盘通过硬盘盒或其他转换接口设备，也能做到移动硬盘的效果。
4、音乐的播放设备
根据音乐得到存储形式的不同，相应的播放设备也是不一样的，例如磁带形式存储的需要用到的播放设备是录音机、放映机；
VCD或DVD光碟用到的是VCD、DVD或EVD；
记忆卡用到的是MP3或电脑等等。
1、录音机
录音机（recorder）是把声音记录下来以便重放的机器，它以硬磁性材料为载体，利用磁性材料的剩磁特性将声音信号记录在载体，一般都具有重放功能。
家用录音机大多为盒式磁带录音机。
1896年波尔森实现了磁气录音，1935年福劳耶玛发明了磁带，1962年飞利浦公司发明盒式磁带录音机。
2、放映机
放映机是把影片上记录的影像和声音，配合银幕和扩音机等还原出来的机械设备。
镜头后的一个与底片规格相符合的框口，拍摄或放映时，每一个画格经过这个地方要停一下再走，完整地接受曝光或投影出去。
亦称
PICTUREGATE。
3、影碟机
影碟机也统称为视盘机，是播放光盘中电影声音的设备。
影碟机是由数字视频技术、数字声频激光唱盘技术与计算机技术相结合而产生的声像设备，集中了激光技术、数字技术、精密加工技术等，是光机电一体化的典型消费类产品。
它的型号品种繁多，影碟机的类别主要按支持播放的影碟类型来区分，包括VCD、超级VCD、DVD和EVD等。
视盘机一般使用12厘米的盘片，其外观相似，但盘片内容格式不一样则导致使用的机器型不同。
普通VCD水平清晰度一般为240线-280线；
超级VCD的水平清晰度可达350线-380线左右；
DVD的水平清晰度可达530线以上。
4、CD机
CD机，也有人把它称之为激光唱机或是镭射唱机，实际上就是我们在日常生活中常说的CD播放器。
它是一种用微电脑控制的智能化高保真立体声音响设备，采用了先进的激光技术、数码技术、计算机技术和各种新型元器件，具有高密度记录、放音时间长（达60~75分钟）、操作简便、选曲快速等优点。
它能逼真地重放录制的内容，层次分明，有临场感。
其音响技术指标很高，动态范围大，频响宽度达5~20000Hz，失真度小到0.003%。
CD播放器已经是非常普遍的音响播放设备了，根据它的外形可以分为台式和便携式两种。
最出名便携式cd机有索尼，松下等。
除了以上设备之外，还有我们的MP3、MP4、电脑等等设备，现在的液晶电视同样能够播放U盘等等。
音乐播放除了要有相关的播放设备之外，还需要有音箱来增强音乐播放你的效果，接下来我们来了解一下音箱的知识。
5、音箱的概念及组成
1、音箱的概念
音箱是一种转换电子信号成为声音的换能器，可以由一个或多个组成音响组。
通俗的讲就是指音箱主机箱体或低音炮箱体内自带功率放大器，对音频信号进行放大处理后由音箱本身回放出声音。
2、音箱的组成
扬声器
扬声器在音响设备中是一个最薄弱的器件，而对于音响效果而言，它又是一个最重要的部件。
扬声器有多种分类式：
按其换能方式可分为电动式、电磁式、压电式、数字式等多种；
按振膜结构可分为单纸盆、复合纸盆、复合号筒、同轴等多种；
按振膜开头可分为锥盆式、球顶式、平板式、带式等多种；
按重放频可分为高频、中频、低频、超低频和全频带扬声器；
按磁路形式可分为外磁式、内磁式、双磁路式和屏蔽式等多种；
按磁路性质可分为铁氧体磁体、钕硼磁体、铝镍钴磁体扬声器；
按振膜材料可分纸质和非纸盆扬声器等。
电动式扬声器应用最广，它利用音圈与恒定磁场之间的相互作用力使振膜振动而发声。
电动式的低音扬声器以锥盆式居多，中音扬声器多为锥盆式或球顶式，高音扬声器则以球顶式和带式、号筒式为常用。
箱体
箱体用来消除扬声器单元的声短路，抑制其声共振，拓宽其频响范围，减少失真。
音箱的箱体外形结构有书架式和落地式之分，还有立式和卧式之分。
箱体内部结构又有密闭式、倒相式、带通式、空纸盆式、迷宫式、对称驱动式和号筒式等多种形式，使用最多的是密闭式、倒相式和带通式。
6、音箱的分类
1、按使用场合
分为专业音箱与家用音箱两大类。
家用音箱一般用于家庭放音，其特点是放音质细腻柔和，外型较为精致、美观，放音声压级不太高，承受的功率相对较少。
专业音箱一般用于歌舞厅、卡拉OK、影剧院、会堂和体育场馆等专业文娱场所。
一般专业音箱的灵敏度较高，放音声压高，力度好，承受功率大，与家用音箱相比，其音质偏硬，外型也不甚精致。
但在专业音箱中的监听音箱，其性能与家用音箱较为接近，外型一般也比较精致、小巧，所以这类监听音箱也常被家用HI-FI音响系统所采用。
2、按放音频率
可分为全频带音箱、低音音箱和超低音音箱。
所谓全频带音箱是指能覆盖低频、中频和高频范围放音的音响。
全频带音箱的下限频率一般为30Hz-60Hz，上限频率为15KHz-20KHz。
在一般中小型的音响系统中只用一对或两对全频带音箱即可完全担负放音任务。
低音音箱和超低音音箱一般是用来补充全频带音箱的低频和超低频放音的专用音箱。
这类音箱一般用在大、中型音响系统中，用以加强低频放音的力度和震撼感。
使用时，大多经过一个电子分频器（分音器）分频后，将低频信号送入一个专门的低音功放，再推动低音或超低音音箱。
3、按用途
一般可分为主放音音箱、监听音箱和返听音箱等。
主放音音箱一般用作音响系统的主力音箱，承担主要放音任务。
主放音音箱的性能对整个音响系统的放音质量影响很大，也可以选用全频带音箱加超低音音箱进行组合放音。
监听音箱用于控制室、录音室作节目监听使用，它具有失真小、频响宽而平直，对信号很少修饰等特性，因此最能真实地重现节目的原来面貌。
返听音箱又称舞台监听音箱，一般用在舞台或歌舞厅供演员或乐队成员监听自己演唱或演奏声音。
这是因为他们位于舞台上主放音音箱的后面，不能听清楚自己的声或乐队的演奏声，故不能很好地配合或找不准感觉，严重影响演出效果。
一般返听音箱做成斜面形，放在地上，这样既可放在舞台上不致影响舞台的总体造型，又可在放音时让舞台上的人听清楚，还不致将声音反馈到传声器而造成啸叫声。
4、按箱体结构来分
可分为密封式音箱、倒相式音箱、迷宫式音箱、声波管式音箱和多腔谐振式音箱等。
其中在专业音箱中用得最多的是倒相式音箱，其特点是频响宽、效率高、声压大，符合专业音响系统音箱型式，但因其效率较低，故在专业音箱中较少应用，主要用于家用音箱，只有少数的监听音箱采用封闭箱结构。
密封式音箱具有设计制作的调试简单，频响较宽、低频瞬态特性好等优点，但对拨声器单元的要求较高。
目前，在各种音箱中，倒相式音箱和密封式音箱占著大多数比例，其他型式音箱的结构形式繁多，但所占比例很少。
7、音箱的摆位方法
1、轴线内侧法
首先将音箱摆在房间的三分之一至二分之一长度之间，然後分别将音箱尽量靠侧墙，如果房间太宽的话则不一定要紧靠侧墙。
音箱的向内角度要大于45度以上，聆听位置要在两个音箱的投射角交叉线交点之后约0.5-1公尺之间。
2、正三角形法
第一个条件是音箱要离开后墙（至少要有1公尺以上）与侧墙（至少要有0.5公尺以上）。
第二个条件是将二个音箱与聆听位置画成一个正三角形。
第三个条件是二音箱的向内投射角度也要45度或更多。
第四个条件是这个正三角形可大可小。
房间小、后级功率不大时正方形小些；
房间大、后级功率大时正三角形就可扩大些。
3、三一七比例法
将房间长度均分为三等分（三），音箱摆在三分之一长度处
（一），二音箱之间的间隔为房间三分之二长度的0.7倍（七）。
音箱最好要有略微的向内投射角度，不过没有向内投射亦可，聆听位置不可贴靠后墙。
4、三三一比例法
将房间长度均分为三等分（三），宽度也均分为三等分（三），音箱摆在长度与宽度的第一等分交点上
（一）。
音箱可以有略微的向内投射角度，甚至不需要向内投射亦可，聆听位置不可贴靠后墙。
5、长后墙摆法
在一个长方形的房间里，一般玩音响的经验，都会以短边为音箱的后墙。
但这个“长后墙摆法”却反其道而行，把长边为音箱后墙。
音箱要离开後墙起码要1米以上，而音箱与侧墙的距离起码要半米以上。
两个音箱之间的距离与聆听者的位置画等成一个正三角形，两个音箱的向内拗投射角度也要起码45度以上。
聆听位置不可贴墙，至少要留一米的距离。
6、贴墙摆法
这是最古老的摆法。
将音箱贴近后墙摆，不论是距离后墙50公分或30公分、20公分都没关系，自己去调配即可。
通常音箱不需要向内投射角度。
7、菱形摆法
此法只限正方形空间使用。
将正方形空间视为菱形，音箱摆在菱形二边靠墙处。
音箱后面的菱形尖角与聆听位置后面的菱形尖角要做圆弧或圆柱声波扩散处理，二音箱不宜靠侧墙太近。
小试牛刀1
利用我们的扬声器、亚克力板、胶水来制作我们的音箱，参考搭建图如下图：
八、音乐功放板
音乐功放板的作用就像我们的录音机、影碟机等等，它是也一种音乐播放设备，同时对我们所播放的歌曲进行控制，通过它可以调节音效、歌曲的播放模式、歌曲的切换、歌曲的播放及暂停，还有就是歌曲播放音量的调节等功能。
使用方法：
USB端口连接我们的U盘，两个接线柱分别连接两个音箱，各个按钮旁边的三排针可以用单片机CPU的OUT端口来进行控制。
注意：
音乐功放板在通电之后，绿色的电源指示灯会亮，此时如果不插U盘，按下播放暂停键后工作指示灯不亮属正常现象，如果插上U后，按下播放暂停键，工作指示灯会亮。
九、MiniCPU控制板
新版的MiniCPU在和老版的CPU功能基本一致，使用方法略有区别，它体积更小，可以做在一些小巧的应用上，另外MiniCPU可以接外部供电，免去经常更换电池的烦恼，更加的环保。
MiniCPU把下载电路放在了外部，要使用下载板才可以下载程序。
由于体积限制IN端口和OUT端口减小至4个。
十、下载板
下载板是配合MiniCPU使用的模块，它一端连接USB数据线到计算机，一端使用4排线连接MiniCPU，用电脑编程，下载程序。
小试牛刀2
利用音乐功放板、MiniCPU、音箱来制作一个音乐盒，用我们的单片机软件来进行编程。
任务一：
下载自己喜欢的歌曲，并将其存入到我们的U盘里面。
任务二：
软件编程之后，点击运行（Run）后，进行音乐播放，再次点击运行（Run）的时候，音乐暂停。
要求：
音乐功放板上只连接一根三排线，连接到播放按钮上面的三排针上。
参考程序如下：
试一试：
如果我们把时间设置长一点会是什么效果呢，在程序外加上While模块又是什么结果呢？
小试牛刀3
利用碰撞开关、红外线传感器、MiniCPU、音乐功放板、音箱来制作一个可进行多种操作的音乐盒。
搭建参考图：
参考程序：
左侧的程序你想好了用来控制音乐功放板上的什么功能吗？
是播放暂停和下一曲吗？
右侧的程序你有用来控制音乐功放板上的什么功能？
十一、故障处理
1、程序不能正常下载，检查一下USB数据线是否连接，然后再检查一下MiniCPU及音乐功放板上面的开关是否打开。
2、MiniCPU在连接好USB数据线后，MiniCPU及音乐功放板上的电源指示灯全灭，检查一下它们的连线是否连接好，是否有漏插的针。
3、播放音乐时听不到声音，检查一下音箱的连线是否正常，如果还不行，需要更换扬声器。
4、在用碰撞开关、红外线传感器控制时，如果不能控制，首先检查一下连线是否与程序相符合，其次检查一下程序是否正确。
5、通电后音乐功放板播放一下音乐就停止工作或者能够播放10秒左右的音乐后停止工作，首先我们更换一下电源，如果还不行，我们需要更换一下电源线（USB转1.1）。
6、通电后音乐功放板不工作，此时我们检查一下音乐功放板上是否有芯片发烫，如果有需要更换音乐功放板。
十二、课后拓展
1、音乐盒除了可以用碰撞开关来控制之外，你还想到了什么控制方法？
是不是可以用声敏传感器、人体红外传感器、湿度传感器、光线传感器、超声波传感器、火焰传感器、温度传感器等等？
2、除了用多种传感器来进行控制，是不是可以用同一个传感器来进行多次控制呢？
用变量和计算模块。
3、我们的音箱除了能扩音之外还有什么作用呢？
十三、制作心得
你在制作过程中遇到了哪些问题？
怎么解决的？
你的机器人跟别人的比有哪些优点？
自己再制作过程中有什么心得体会呢？
——————把它们写一写吧！
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