基于单片机的遥控灯心形音乐盒.docx

基于单片机的遥控灯心形音乐盒.docx

《基于单片机的遥控灯心形音乐盒.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的遥控灯心形音乐盒.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基于单片机的遥控灯心形音乐盒

本科毕业论文（设计）

题　　目

基于单片机的遥控灯心形音乐盒

姓　　名

李国宝学号201212301031

二级学院

机电工程学院

专　　业

电子信息工程

指导教师

王妍力职称助教

齐鲁理工学院教务处制

基于单片机的遥控心形灯音乐盒

电子信息工程李国宝

指导教师王妍力

摘要

21世纪的今天，科技飞速发展，各项技术越来越成熟。

单片机技术也得到了广泛的应用，并且单片机技术已经发展成为当前科技领域中一分非常关键的技术。

并且单片机技术在各行各业中有着广泛的应用，这篇文章介绍了基于单片机MSP430所制作的音乐盒，采用Embedded Workbench for MSP430软件编程，proteus仿真,并详细的阐述了相关的制过程和核心的制作技术。

这款音乐盒实现的功能主要有一下几点：

可通过红外遥控的方式选择音乐的播放暂停以及上一曲下一曲等；同时心形灯能伴随播放的音乐进行等节奏的跳动；音乐的播放可以通过外部接入音频信号或由内部乐谱的音节以及节拍混排编码实现，从而实现了乐曲的播放这一功能。

关键词

MSP430单片机,音乐盒，遥控

Remotecontrolheartshapedlampmusicboxbasedonsinglechipmicrocomputer

electronicinformationengineeringGuobaoLi

TutorYanliWang

Abstract

Intwenty-firstCentury,therapiddevelopmentofscienceandtechnology,thetechnologyhasbecomemoreandmoremature.Singlechiptechnologyhasbeenwidelyused,andhasbecomethecurrentdevelopmentofSCMtechnologyinthefieldofscienceandtechnologyaveryimportanttechnology.AndtheSCMtechnologyiswidelyusedinallwalksoflife,thisarticleintroducesthemusicboxmadebasedonMCUMSP430,TheEmbeddedWorkbenchfor,MSP430softwareprogramming,proteussimulation,andadetaileddescriptionoftheproductionprocessandthecoretechnologyrelated.Themusicboxtoachievethemainfunctionofthefollowingpoints:

choosemusicthroughtheinfraredremotecontrolwayandstopplayingonanextsong;atthesametimecanplaywithheartbeatinglightmusicrhythm;musicplaybackyoucanaccessthroughtheexternalaudiosignalorbyinternalmusicandrhythmmixedsyllableencoding,soastorealizethefunctionofplayingmusic.

Keywords

MSP430singlechipmicrocomputer,musicbox,remotecontrol

前言

现代社会，经济飞速发展，人们对物质方面的追求已经得到了充分的满足，许多人对精神世界的要求越来越来越高。

音乐从最初开始就是人类精神活动的产物，可以令人心情愉悦，陶冶人的情操，给我们的生活减压，人们在精神方面的追求离不开音乐。

大家肯定都见过目前在市场上出售的各式各样的音乐片，它们许多都只是通过一个小的集成电路块构成，通电就能够发出很优美的旋律，演奏出动听的乐曲。

然而在这样的小巧而又精美的音乐盒上有一个很大的缺点，那就是它只能够存储播放一个单一的曲目，不能够满足大多数人的爱好。

所以鉴于此，现将设计一款基于单片机的心形音乐盒，我的这个设计能够弥补只能播放一只相同曲目音乐片的缺陷。

这个音乐盒它不仅仅可以存储一首动听的音乐，还能够根据音乐跳动的旋律在音乐盒的心形LED灯上面一起跳动,形成优美的旋律,给人一种非常舒适惬意的体验。

1877年，德国西门子公司的ErenstVerner根据佛莱明左手定律，制作了世界上最早的喇叭，并获得动圈式喇叭的专利。

经过不断的改进，现在的喇叭已经具备播放各种复杂音乐的能力，也是现代几乎所有电子产品不可或缺的元件。

二十世纪七十年代，电子技术迅速发展。

到目前为止，电子技术已经经历了将近半个世纪的发展,电子技术无论是从制作工艺还是集成度上来说也是想当的高，并且已经慢慢的趋于饱和状态。

单片机技术跟随着电子技术的发展同时发展起来，在1974年的时候，美国的电子技术也正处于蒸蒸日上的时期，世界上的第一台单片微型计算机也就是我们今天所熟知的单片机在这个时期被制作出来。

这款微型的单片机一问世，便受到了各种家用电器和仪器仪表生产厂家的欢迎和重视，从此加速了单片机研制的步伐。

现设计一种基于MSP430超低功耗单片机的遥控心形灯音乐盒。

能够实现对音乐信号的识别处理和播放，并且能在播放不同音乐的同时对彩灯闪烁跳动的控制，可以通过红外遥控的方式，实现对播放音量的设置，音乐的选择等。

1单片机概述

1.1单片机定义

早在二十世纪七十年代，电子技术就已经发展起来了。

到目前为止，电子技术已经经历了将近半个世纪的发展,电子技术无论是从制作工艺还是集成度上来说也是想当的高，并且已经慢慢的趋于饱和状态。

然而对于单片机技术来说，他的发展也在同步的进行着，在1974年的时候，美国的电子技术也正处于蒸蒸日上的时期，世界上的第一台单片微型计算机也就是我们今天所熟知的单片机在这个时期被制作出来。

这款微型的单片机一问世，便受到了各种家用电器和仪器仪表生产厂家的欢迎和重视，从此加速了单片机研制的步伐。

所谓单片机，一般包括：

（1）、处理数据及控制系统的中央处理器（CPU）；

（2）、存储单片机处理的数据的随机存储器（RAM）；

（3）、储存程序及一些不变的值的只读存储器（ROM）；

（4）、与外部其他电路相连接的输入/输出接口电路（I/O口）；

（5）、为某些控制场合提供定时和技术的定时/计数器；

（6）、与其他带有串行通信口的外围器件通信的串行通信接口

等等许多复杂的数字电路或者模拟的电路集成在一块芯片中，能够单块芯片就能实现相应的控制功能的完整的微型计算机。

通过电脑编程，并将程序烧写到芯片中即可操作CPU控制各个内部模块，完成开发者规定的任务。

现代单片机加上了各种复杂的数字或模拟电路。

这些电路使得单片机的功能越来越强大，应用范围进一步扩大。

高端单片机就是一块没有屏幕的电脑。

单片机在使用的时候一般只需要一块这样的芯片即可应用到嵌入式设计系统中，即独立的单块芯片就能工作的结构。

单片机与单独的CPU不同的是，单片机所执行的相关的指令是进过同一标准制定的精简指令集，也是在嵌入式系统设计中所使用的指令集，又因为芯片的体积小，功耗低，实现的功能多，并且能在许多极端恶劣的自然环境下仍然能够可靠的运行。

所以单片机又称之为嵌入式微控制器。

1.2单片机的应用及发展方向

1.2.1发展方向

目前，随着制作工艺的越来越发达。

单片机将向着高性能化，大容量，小体积、低价格化方向不断发展，并且不断的将各种以前外部电路实现的功能也做到单片机的内部。

（1）单片机的性能优化：

进一步的提高单片机内部CPU的处理能力，提高CPU的指令执行速度，对能硬件实现的特殊功能改为硬件实现，CPU制作控制，不做操作，例如硬件DMA控制器，硬件IIC总线，硬件SPI等等。

（2）存储空间增大：

单片机在发展初期一般程序的存储容量是很小的从1K到4K的都有，而随机存储器RAM的空间就更小了，从16B到64B的都有。

然后这远远不能满足当下在实际项目中的应用，在有些应用要求比较高的场合，这样的单片机的缺陷就表现的很明显。

为了解决这个问题，在科技发达的今天电子制作工艺的日趋成熟，程序存储空间已经能达到1M以上，数据存储空间已经能达512KB或者更大，这能满足目前许多的项目的应用了。

（3）小容量、低价格化：

与上述相反，小容量主要是指生产一些操作简单的，但是在一些控制单一的场合，这样的单片机就很适合。

这也是单片机技术领域发展的方向之一。

（4）内部模块增多：

除了单片机的一般结构外，目前许多公司生产的新型单片机例如TI公司生产的MSP430单片机大多数系列片内都集成了ADC转换器,比较器等，还有许多其他厂商生产的单片机内部集成有DMA控制器等。

（5）增强IO口功能：

某些场合，例如单片机驱动数码管，由于单片机的驱动能力有限，一般都需要外接数码管驱动电路,这无可厚非的增加了外围电路的复杂程度，为了解决这个矛盾,所以单片机的IO口也做了相应的增强处理,提高了IO的输出能力，目前许多单片机都具有强推挽强上拉能力，使用这样的IO口可以直接驱动数码管或者液晶显示器，有时候在驱动低电压液晶显示器的时候，有可能还要在IO口串接限流电阻，课件目前许多单片机的IO的驱动能力很强。

（6）提高IO的翻转速度和传输速度：

有些单片机的IO口有很高的的输出速度，翻转速度，例如ST公司的STM32单片机IO的输出速度100M以上，翻转速度达50M，能够以更快的速度读取数据和输出速度，性能打打的提高。

1.2.2应用场景

单片机在生活的各行各业中的应用情况大致可分为如下几个：

1.在计算机网络和通信领域中的应用；

2.在工业控制中的营运；

3.在家用电器中的应用；

4.在智能仪器仪表上的应用；

5.在医用设备领域的应用；

1.3MSP430单片机简介

MSP430单片机是美国德州仪器半导体公司（TI公司）生产的低功耗,功能强大的一款单片机。

这款单片机芯片配备了必要的外部器件（处理数据及控制系统的中央处理器（CPU）、存储单片机处理的数据的随机存储器（RAM）、储存程序及一些不变的值的只读存储器（ROM）、与外部其他电路相连接的输入/输出接口电路（I/O口）、为某些控制场合提供定时和技术的定时/计数器以及与其他带有串行通信口的外围器件通信的串行通信接口），结构简单。

MSP430单片机系列中MSP430F149这款芯片是我的设计中所使用的芯片，芯片内部有256字节的程序存储器和256B的FLASH（内置的EEPROM），还有2KB存储单片机处理的数据的随机存储器（RAM），有看门狗模块（上电默认开启）、带3个捕获/比较寄存器和PWM输出的16位定时器、带7个捕获/比较寄存器和PWM输出的16位定时器（一共可以输出10路PWM波）、P1口P2口均可以作为外部中断输入、6组8位输出的IO端口、模拟比较器、12位A/D转换器、2个串行通信接口等模块。

如图1是MSP430x14x系列单片机内部，总线结构、各硬件资源、处理器等它们之间的相互关系。

图1MSP430x14x内部结构图

这款MSP430F149芯片特点：

功耗低：

普通工作模式芯片电流为0.1A，单片机处于低功