单片机的音乐播放器设计
目 录
一、 引言 1
1.设计意义 1
2.设计内容 1
3.设计方案 2
二、系统的总体设计 2
1.音乐播放器的工作原理 2
2.总体设计框图 2
三、 硬件设计 3
（一）晶振复位电路 3
1.晶振电路 3
2.复位电路 4
（二）LED显示电路 4
1. 二极管 4
2.发光二极管的性能 5
3. 显示接口电路的设计 5
（三） 按键电路 7
四、软件设计 9
1.主程序流程图 10
2.延时模块 11
3.函数初始化模块 11
4.顺序播放模块 12
5.键盘扫描函数流程图 12
6.主要程序代码 13
五、致 谢 14
六、参考文献 14
附录一：原理图 15
附录二：仿真图 16
附录三：程序.17
一、引言
在生活中音乐播放器有着各种用途，充当着各种各样的角色，如系统的辅助功能，也可以作为单片机的一种资源。当音乐播放器接通电源后，晶振电路处I/0接口产生的信号经过单片机处理后使蜂鸣器发出多种不同旋律的音调。连接所有音调，能够组成一首音乐或者不同的旋律曲子。因此，根据这一原理，我设计了一个简单的音乐播放器，它可以播放较为简单旋律的乐曲或者曲调，而且音色也较为清晰。乐曲播放过程还能产生动态效果，因为添加了1只联有8个发光二极管的LED显示灯，可以发光闪烁以及查看乐曲序号等。由于此播放器的制作源于单片机的基本原理，较 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
为简单，所以本播放器电路连接简单，制作简便。当然，如果条件允许，还可以通过添加按键，实现改变歌曲歌名的显示以及音乐歌词闪烁等功能。而本人设计的音乐播放器由于添加了发光二极管，基本上实现了边播放音乐边闪烁的功能，十分美观。
1.设计意义
音乐播放器起源于中世纪欧洲文艺复兴时期。作为教堂的报时工具，把不同大小的钟表装上机械装置，发出不同的旋律。音乐播放器有着深厚发展历史，是人类文明发展的一大改革。
传统的音乐播放器材料来源于木材或者金属，操作虽简便但不灵活。他依据的原理一般都是用齿轮的转动带动转盘发出声音，而且这些播放器体积都非常大，携带不易，较难操作，常年暴露在外，容易受环境影响而出现故障，导致音调跑调。
而我设计的音乐播放器是根据简单的单片机原理制作而成，从理论上来说较为简单，和传统音乐播放器相比更为小巧精美，制作工艺简单，价格也便宜。不易损坏。电子式音乐播放器通过电池发电运行。播放时杂声较小，甚至如果设计的较好，各种元器件连接的好，噪音几乎可以忽略不计，同时电子音乐播放器的容量比传统播放器大，更换歌曲时更为简单方便。电子音乐播放器还可以伴有动态音乐效果，功能也跟更为齐全。
2.设计内容
首先单片机P1接口控制功能键盘按键开关，这些开关包括上一曲，下一曲，暂停，停止，循环播放，等等可随意调节，蜂鸣器有单片机的P3.7接口控制。当有歌曲播放时。LCD液晶显示屏上就会显示歌曲的信息，LED显示灯显示播放时间，序号等，以及即将要播放的歌曲。当然产生的方波不同，蜂鸣器发出的旋律也不同，组成的歌曲也不同，总的来说，就是通过控制单片机的功能键开关，使晶振处I/O口产生不同的方波，通过单片机接收方波并经过处理，然后引导蜂鸣器发声，同时LCD即数码管将会显示歌曲信息。当然还可以伴有一些动态闪烁，这个可以自行调整。
3.设计方案
单片机不同接口设置成键盘按键，分别代表各种功能，与日常生活中的播放器差不多。当按键按下时，信号通过单片机处理引导蜂鸣器发声，同时二极管放光或闪烁。
二、系统的总体设计
1.音乐播放器的工作原理
当按下定时器时，单片机晶振部位会产生不同长度的方波脉冲，方波脉冲经单片机处理后会引导蜂鸣器发出旋律。当然，我们需要的并不是方波脉冲，而是要通过方波脉冲计算出他的音频脉冲，这需要取定时器的半个周期来计算，当然可以多取几组取其平均值最为精确。数码管采用共阳极数码管，单片机的某些接口可作为功能键的选择，比如开关可以选P1接口控制，实现播放器的启动和关机，蜂鸣器可以选P3.7接口控制，当接通电源后，蜂鸣器会发出声音，音乐播放器的动态效果可以通过连接一些普通发光二极管来实现，即彩灯的闪烁和放光，这个接口可以取自单片机的P0接口。最后，连接好各种元器件接口，接通开关，实现音乐播放器的播放功能。
2.总体设计框图
单片机可接+5V电源供电，当按键按下时，使得单片机内产生外部中断，晶振复位电路就通过单片机得到所需要的时钟信号，经过单片机控制音乐盒的上一首和下一首曲目，引导控制蜂鸣器发声，LED显示序号，发光二极管（彩灯）发光或闪烁，LCD显示歌曲。另外，按键输入必须对应的接口要准确，假如在程序出错时，则重启单片机。编译程序后选通过编程器写入AT89S51单片机系统，此过程需要检验程序的精确性，并设计一段合理的时间段程序写入单片机。经过AT89S51单片机的定时器处理后会显示歌曲的信息，复位信号由某一接口设定，按下时整个系统将还原到初态。总体设计框图如图所示。
三、 硬件设计
（一）晶振复位电路
1.晶振电路
C1，C2，X1构成一个晶振回路，在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接晶振，就形成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。因为在AT89C51单片机内部有一振荡电路存在。
电路中，电容器C1和C2一般取值范围30+15pF；石英晶体选择14MHZ都可以。其结果只会使周期改变，不会对实验有影响。
2.复位电路
图：复位电路
右边部分的小型回路构成一个复位电路，可以实现单片机的复位功能。复位引脚RST与复位电路相连，有抑制噪声的作用。
一般单片机正常工作需要先复位，使单片机处于初始态，程序烧录后会从单片机的main（）主函数的第一条语句开始执行，直到结束。复位持续时间非常短，几乎瞬间完成，这是一个纯硬件的工作。
复位的过程：接通电源时，电流流过电阻开始对C3电解电容通电，因为电阻两端有电流流过C3相当于一个小型电源，所以电阻两端形成一个电压，这个电压对于单片机来说就是一个复位电压。一段时间之后，当C3充满电，电阻两端就没有电流流过，也就没有电压，既单片机的复位电压为0，因此复位工作完成，单片机处于工作状态。
（二） LED显示电路
1. 二极管
二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，另外，还有早期的真空电子二极管；它是一种具有单向导电性的性质，即单向传导电流。 正因为二极管具有这种单向导电性的性质，我们可以分为电子二极管和晶体二极管，在生活中，我们常常可以看到装有晶体二极管元器件的设备，而电子二极管就比较少见了，或者说不在特定地方是看不到的。因此，在生活中，常常会用到晶体二极管，如学校里，同学们做实验用到的就是晶体二极管，而且学电路的同学都知道晶体二极管在电路中起着重要的作用，追溯它的历史可以说它是最早诞生的，在半导体元器件中，晶体二极管的应用也非常广泛。二极管的管压降：硅二极管（不发光类型）正向管压降0.7V，锗管正向管压降为0.3V，发光二极管有三种不同的颜色随着降压的不同，他可以变换为红，黄，绿三种样色，而且三种对应的降压值也不同。大约在1.8V-3.2V之间浮动。二极管有PN结，二级管的单向导电性又使它分为P型半导体和N型半导体，N型半导体带有额外的电子，而P型的没有，P型半导体带的是正电粒子，电子可以从另一个电子空穴跳向另一个电子空穴，从从负电区域向正电区域流动。
一、 引言 1
1.设计意义 1
2.设计内容 1
3.设计方案 2
二、系统的总体设计 2
1.音乐播放器的工作原理 2
2.总体设计框图 2
三、 硬件设计 3
（一）晶振复位电路 3
1.晶振电路 3
2.复位电路 4
（二）LED显示电路 4
1. 二极管 4
2.发光二极管的性能 5
3. 显示接口电路的设计 5
（三） 按键电路 7
四、软件设计 9
1.主程序流程图 10
2.延时模块 11
3.函数初始化模块 11
4.顺序播放模块 12
5.键盘扫描函数流程图 12
6.主要程序代码 13
五、致 谢 14
六、参考文献 14
附录一：原理图 15
附录二：仿真图 16
附录三：程序.17
一、引言
在生活中音乐播放器有着各种用途，充当着各种各样的角色，如系统的辅助功能，也可以作为单片机的一种资源。当音乐播放器接通电源后，晶振电路处I/0接口产生的信号经过单片机处理后使蜂鸣器发出多种不同旋律的音调。连接所有音调，能够组成一首音乐或者不同的旋律曲子。因此，根据这一原理，我设计了一个简单的音乐播放器，它可以播放较为简单旋律的乐曲或者曲调，而且音色也较为清晰。乐曲播放过程还能产生动态效果，因为添加了1只联有8个发光二极管的LED显示灯，可以发光闪烁以及查看乐曲序号等。由于此播放器的制作源于单片机的基本原理，较 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
为简单，所以本播放器电路连接简单，制作简便。当然，如果条件允许，还可以通过添加按键，实现改变歌曲歌名的显示以及音乐歌词闪烁等功能。而本人设计的音乐播放器由于添加了发光二极管，基本上实现了边播放音乐边闪烁的功能，十分美观。
1.设计意义
音乐播放器起源于中世纪欧洲文艺复兴时期。作为教堂的报时工具，把不同大小的钟表装上机械装置，发出不同的旋律。音乐播放器有着深厚发展历史，是人类文明发展的一大改革。
传统的音乐播放器材料来源于木材或者金属，操作虽简便但不灵活。他依据的原理一般都是用齿轮的转动带动转盘发出声音，而且这些播放器体积都非常大，携带不易，较难操作，常年暴露在外，容易受环境影响而出现故障，导致音调跑调。
而我设计的音乐播放器是根据简单的单片机原理制作而成，从理论上来说较为简单，和传统音乐播放器相比更为小巧精美，制作工艺简单，价格也便宜。不易损坏。电子式音乐播放器通过电池发电运行。播放时杂声较小，甚至如果设计的较好，各种元器件连接的好，噪音几乎可以忽略不计，同时电子音乐播放器的容量比传统播放器大，更换歌曲时更为简单方便。电子音乐播放器还可以伴有动态音乐效果，功能也跟更为齐全。
2.设计内容
首先单片机P1接口控制功能键盘按键开关，这些开关包括上一曲，下一曲，暂停，停止，循环播放，等等可随意调节，蜂鸣器有单片机的P3.7接口控制。当有歌曲播放时。LCD液晶显示屏上就会显示歌曲的信息，LED显示灯显示播放时间，序号等，以及即将要播放的歌曲。当然产生的方波不同，蜂鸣器发出的旋律也不同，组成的歌曲也不同，总的来说，就是通过控制单片机的功能键开关，使晶振处I/O口产生不同的方波，通过单片机接收方波并经过处理，然后引导蜂鸣器发声，同时LCD即数码管将会显示歌曲信息。当然还可以伴有一些动态闪烁，这个可以自行调整。
3.设计方案
单片机不同接口设置成键盘按键，分别代表各种功能，与日常生活中的播放器差不多。当按键按下时，信号通过单片机处理引导蜂鸣器发声，同时二极管放光或闪烁。
二、系统的总体设计
1.音乐播放器的工作原理
当按下定时器时，单片机晶振部位会产生不同长度的方波脉冲，方波脉冲经单片机处理后会引导蜂鸣器发出旋律。当然，我们需要的并不是方波脉冲，而是要通过方波脉冲计算出他的音频脉冲，这需要取定时器的半个周期来计算，当然可以多取几组取其平均值最为精确。数码管采用共阳极数码管，单片机的某些接口可作为功能键的选择，比如开关可以选P1接口控制，实现播放器的启动和关机，蜂鸣器可以选P3.7接口控制，当接通电源后，蜂鸣器会发出声音，音乐播放器的动态效果可以通过连接一些普通发光二极管来实现，即彩灯的闪烁和放光，这个接口可以取自单片机的P0接口。最后，连接好各种元器件接口，接通开关，实现音乐播放器的播放功能。
2.总体设计框图
单片机可接+5V电源供电，当按键按下时，使得单片机内产生外部中断，晶振复位电路就通过单片机得到所需要的时钟信号，经过单片机控制音乐盒的上一首和下一首曲目，引导控制蜂鸣器发声，LED显示序号，发光二极管（彩灯）发光或闪烁，LCD显示歌曲。另外，按键输入必须对应的接口要准确，假如在程序出错时，则重启单片机。编译程序后选通过编程器写入AT89S51单片机系统，此过程需要检验程序的精确性，并设计一段合理的时间段程序写入单片机。经过AT89S51单片机的定时器处理后会显示歌曲的信息，复位信号由某一接口设定，按下时整个系统将还原到初态。总体设计框图如图所示。
三、 硬件设计
（一）晶振复位电路
1.晶振电路
C1，C2，X1构成一个晶振回路，在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接晶振，就形成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。因为在AT89C51单片机内部有一振荡电路存在。
电路中，电容器C1和C2一般取值范围30+15pF；石英晶体选择14MHZ都可以。其结果只会使周期改变，不会对实验有影响。
2.复位电路
图：复位电路
右边部分的小型回路构成一个复位电路，可以实现单片机的复位功能。复位引脚RST与复位电路相连，有抑制噪声的作用。
一般单片机正常工作需要先复位，使单片机处于初始态，程序烧录后会从单片机的main（）主函数的第一条语句开始执行，直到结束。复位持续时间非常短，几乎瞬间完成，这是一个纯硬件的工作。
复位的过程：接通电源时，电流流过电阻开始对C3电解电容通电，因为电阻两端有电流流过C3相当于一个小型电源，所以电阻两端形成一个电压，这个电压对于单片机来说就是一个复位电压。一段时间之后，当C3充满电，电阻两端就没有电流流过，也就没有电压，既单片机的复位电压为0，因此复位工作完成，单片机处于工作状态。
（二） LED显示电路
1. 二极管
二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，另外，还有早期的真空电子二极管；它是一种具有单向导电性的性质，即单向传导电流。 正因为二极管具有这种单向导电性的性质，我们可以分为电子二极管和晶体二极管，在生活中，我们常常可以看到装有晶体二极管元器件的设备，而电子二极管就比较少见了，或者说不在特定地方是看不到的。因此，在生活中，常常会用到晶体二极管，如学校里，同学们做实验用到的就是晶体二极管，而且学电路的同学都知道晶体二极管在电路中起着重要的作用，追溯它的历史可以说它是最早诞生的，在半导体元器件中，晶体二极管的应用也非常广泛。二极管的管压降：硅二极管（不发光类型）正向管压降0.7V，锗管正向管压降为0.3V，发光二极管有三种不同的颜色随着降压的不同，他可以变换为红，黄，绿三种样色，而且三种对应的降压值也不同。大约在1.8V-3.2V之间浮动。二极管有PN结，二级管的单向导电性又使它分为P型半导体和N型半导体，N型半导体带有额外的电子，而P型的没有，P型半导体带的是正电粒子，电子可以从另一个电子空穴跳向另一个电子空穴，从从负电区域向正电区域流动。
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