单片机的音乐控制系统设计与制作
目录
ABSTRACT 2
引言 2
一、 任务要求 2
二、硬件设计的组成 2
（一）复位电路 2
（二）晶振电路 3
（三）时钟电路 3
（四）按键电路 3
（五）蜂鸣电路 4
（六）电源电路 4
三、软件设计的流程 4
四、制作与调试 6
（一）元器件清单表 6
（二）制作过程 6
（三）硬件调试过程 9
总结 11
致 谢 12
参考文献 13
附录一：原理图 14
附录二：PCB图 15
引言
随着科学技术的发展与进步，人们的生活追求不在仅仅停留在吃饱饭，穿得暖和这种最基本的需求了。与此同时，来自工作上、亦或是学习上的压力，人们一直以来都在寻求一种放松方式。而就在此刻，音乐播放器就诞生了。现在校园里的下课铃声，简易的音乐贺卡，在八音盒上跳舞的小人给原本枯燥的生活，带来了乐趣。
本课题中，设计并制作的单片机音乐控制系统，所产生的音乐深受广大人民群众的喜爱。该音乐控制系统具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等特点，深受大家的喜爱。
任务要求
设计并制作一个音乐播放器，它的系统结构如图1所示，要求如下：
1、采用USB接口充当电源供电
2、实现歌曲的存储与播放
3、实现按键播放/暂停/下一首/上一首的切换功能
4、实现音量大小的控制
图1 系统结构框图
二、硬件设计的组成
（ *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
一）复位电路
单片机通电时的状态不稳定，所以在它工作前复位，目的是使它的内部电路有一个稳定的工作状态。对于AT89C51单片机来说，通常RST引脚保持10ms以上的高电平就能使单片机完全复位。为了达到这个要求，复位有两种形式分别是上电自动复位以及手动按键复位。在这次设计中，我采用的是手动按键复位,如图2所示。
图2 复位电路
（二）晶振电路
晶振电路就是晶体振荡器。晶振电路的作用是为系统提供基本的时钟信号。晶振电路发出时钟信号，目的是保证处理器按顺序工作，晶振Y1产生振源，瓷片电容C2、C3配合晶振Y1工作。如果需要不同频率的时钟信号，晶振不需改变，改变不同锁相环即可。晶振的引脚是经过连接器与微处理器连接，可以方便地更换晶振，如图3所示。
图3 晶振电路
（三）时钟电路
单片机的运行需要时钟支持，所以单片机可以看成是在时钟驱动下的时序逻辑电路，单片机在工作过程中,每执行一条指令,CPU的控制器都要发出一系列特定的控制信号。
时钟电路按照时间顺序进行工作，所产生的时间的电路就是时钟电路。
图4 内部方式时钟电路
（四）按键电路
键盘可以分为非编码式键盘和编码式键盘，而在一般的单片机系统中，我们用的按键比较少和简单，所以通常用非编码式键盘，如图5所示。
图5 按键电路
（五）蜂鸣电路
图6 蜂鸣电路
从单片机P1.0接口输出的方波通过386运放放大给喇叭使用。接通电源后，震动膜片在电磁线圈和磁铁的作用下，周期性地震动发声，如图6所示。
（六）电源电路
图7 电源电路
USB接口提供5V的直流电,串联一个发光二极管和一个2.2K的分压电阻，如图7所示。
三、软件设计的流程
利用keil编写程序，并验证正误。之后，找出自己喜欢的歌曲，将歌曲编译成码，输入进机器，其他程序不变。上电后，LED红灯亮起，按下按钮，播放音乐。此时我们可以跟着音乐的节奏唱歌，其乐无穷。如果对此时播放的音乐并不满意，还可以按下按钮，播放下一首歌曲。流程图见图8所示。
图8 流程图
四、制作与调试
（一）元器件清单表
序号
元件名
元件指示符
封装
元件值
1
小喇叭
BEEP
SIP
8Ω 0.25w
2
51单片机
U1
DIP-40
89C51
3
386芯片
U2
DIP
Lm386
4
蓝白电位器
RT1
POT1
10^4
5
晶振
Y1
XTAL1
12MHz
6
电容
C2、C3
ELECTRO1
30pf
7
瓷片电容
C5
RAD0.1
437
8
电解电容
C6
ELECTRO1
10^4
9
2、焊接前，对电烙铁进行检查，确保安全使用。调节好电烙铁的温度，先对其进行镀锡处理，蘸一些松油，使焊锡与电烙铁的工作面总是被一层松香的油膜包裹着。控制好焊锡量，焊锡过少，则会使元器件焊接不牢固；焊锡过多，则会使焊埋头线，反而会容易造成虚焊。虚焊则会使焊点处于不可靠的连接状态，进而造成电路工作不稳定。同时，控制好焊接的时间，时间过短，则会使焊点温度偏低，焊锡还未充分熔化，助焊剂还未充分汽化挥发，导致焊盘上留有一层松香，造成虚焊；时间过长，就有可能造成所焊接的元器件的损坏或者是焊盘的脱落。3、焊接结束后，检查一下元器件连接是否通路（将万用表调到蜂鸣档，红表笔接触单片机的40脚，黑表笔接触单片机的20脚，没有声音，说明电路没有短路，如下图所示。同样的，用红表笔接触40脚，黑表笔接触31脚，因为31脚和40脚都接电源，所以通路，蜂鸣响起，如图9和图10所示。）连接是否牢固，外表是否光洁美观。如果存在虚焊、漏焊或者不牢固的情况时，需要重新进行加工。
ABSTRACT 2
引言 2
一、 任务要求 2
二、硬件设计的组成 2
（一）复位电路 2
（二）晶振电路 3
（三）时钟电路 3
（四）按键电路 3
（五）蜂鸣电路 4
（六）电源电路 4
三、软件设计的流程 4
四、制作与调试 6
（一）元器件清单表 6
（二）制作过程 6
（三）硬件调试过程 9
总结 11
致 谢 12
参考文献 13
附录一：原理图 14
附录二：PCB图 15
引言
随着科学技术的发展与进步，人们的生活追求不在仅仅停留在吃饱饭，穿得暖和这种最基本的需求了。与此同时，来自工作上、亦或是学习上的压力，人们一直以来都在寻求一种放松方式。而就在此刻，音乐播放器就诞生了。现在校园里的下课铃声，简易的音乐贺卡，在八音盒上跳舞的小人给原本枯燥的生活，带来了乐趣。
本课题中，设计并制作的单片机音乐控制系统，所产生的音乐深受广大人民群众的喜爱。该音乐控制系统具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等特点，深受大家的喜爱。
任务要求
设计并制作一个音乐播放器，它的系统结构如图1所示，要求如下：
1、采用USB接口充当电源供电
2、实现歌曲的存储与播放
3、实现按键播放/暂停/下一首/上一首的切换功能
4、实现音量大小的控制
图1 系统结构框图
二、硬件设计的组成
（ *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
一）复位电路
单片机通电时的状态不稳定，所以在它工作前复位，目的是使它的内部电路有一个稳定的工作状态。对于AT89C51单片机来说，通常RST引脚保持10ms以上的高电平就能使单片机完全复位。为了达到这个要求，复位有两种形式分别是上电自动复位以及手动按键复位。在这次设计中，我采用的是手动按键复位,如图2所示。
图2 复位电路
（二）晶振电路
晶振电路就是晶体振荡器。晶振电路的作用是为系统提供基本的时钟信号。晶振电路发出时钟信号，目的是保证处理器按顺序工作，晶振Y1产生振源，瓷片电容C2、C3配合晶振Y1工作。如果需要不同频率的时钟信号，晶振不需改变，改变不同锁相环即可。晶振的引脚是经过连接器与微处理器连接，可以方便地更换晶振，如图3所示。
图3 晶振电路
（三）时钟电路
单片机的运行需要时钟支持，所以单片机可以看成是在时钟驱动下的时序逻辑电路，单片机在工作过程中,每执行一条指令,CPU的控制器都要发出一系列特定的控制信号。
时钟电路按照时间顺序进行工作，所产生的时间的电路就是时钟电路。
图4 内部方式时钟电路
（四）按键电路
键盘可以分为非编码式键盘和编码式键盘，而在一般的单片机系统中，我们用的按键比较少和简单，所以通常用非编码式键盘，如图5所示。
图5 按键电路
（五）蜂鸣电路
图6 蜂鸣电路
从单片机P1.0接口输出的方波通过386运放放大给喇叭使用。接通电源后，震动膜片在电磁线圈和磁铁的作用下，周期性地震动发声，如图6所示。
（六）电源电路
图7 电源电路
USB接口提供5V的直流电,串联一个发光二极管和一个2.2K的分压电阻，如图7所示。
三、软件设计的流程
利用keil编写程序，并验证正误。之后，找出自己喜欢的歌曲，将歌曲编译成码，输入进机器，其他程序不变。上电后，LED红灯亮起，按下按钮，播放音乐。此时我们可以跟着音乐的节奏唱歌，其乐无穷。如果对此时播放的音乐并不满意，还可以按下按钮，播放下一首歌曲。流程图见图8所示。
图8 流程图
四、制作与调试
（一）元器件清单表
序号
元件名
元件指示符
封装
元件值
1
小喇叭
BEEP
SIP
8Ω 0.25w
2
51单片机
U1
DIP-40
89C51
3
386芯片
U2
DIP
Lm386
4
蓝白电位器
RT1
POT1
10^4
5
晶振
Y1
XTAL1
12MHz
6
电容
C2、C3
ELECTRO1
30pf
7
瓷片电容
C5
RAD0.1
437
8
电解电容
C6
ELECTRO1
10^4
9
2、焊接前，对电烙铁进行检查，确保安全使用。调节好电烙铁的温度，先对其进行镀锡处理，蘸一些松油，使焊锡与电烙铁的工作面总是被一层松香的油膜包裹着。控制好焊锡量，焊锡过少，则会使元器件焊接不牢固；焊锡过多，则会使焊埋头线，反而会容易造成虚焊。虚焊则会使焊点处于不可靠的连接状态，进而造成电路工作不稳定。同时，控制好焊接的时间，时间过短，则会使焊点温度偏低，焊锡还未充分熔化，助焊剂还未充分汽化挥发，导致焊盘上留有一层松香，造成虚焊；时间过长，就有可能造成所焊接的元器件的损坏或者是焊盘的脱落。3、焊接结束后，检查一下元器件连接是否通路（将万用表调到蜂鸣档，红表笔接触单片机的40脚，黑表笔接触单片机的20脚，没有声音，说明电路没有短路，如下图所示。同样的，用红表笔接触40脚，黑表笔接触31脚，因为31脚和40脚都接电源，所以通路，蜂鸣响起，如图9和图10所示。）连接是否牢固，外表是否光洁美观。如果存在虚焊、漏焊或者不牢固的情况时，需要重新进行加工。
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