《基于51单片机的音乐播放设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于51单片机的音乐播放设计（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、河北大学2021届本科生学年论文课程设计基于51单片机的音乐播放设计摘要为方便人们的日常生活，优化学校、机关等单位的计时系统，采用以单片机为根底设计了一种的自动音乐播放器。本设计利用单片机AT89S52的定时和计数功能，来完成时间的显示和定时功能。并且，通过对定时器初值的设定来产生不同频率的声音，利用定时器中断来完成对音乐节拍长度的控制。通过音频功率放大器，将单片机输出的信号放大，冉通过喇叭播放乐曲。通过MAX232H芯片，可以转换PC机上的电压和单片机的电源电压，再通过串口接入PC机，这样就能从PC机上将用C语言编写的程序下载到单片机上。最后可在数码管上显示时间，当定时时间到后，喇叭自动播放
2、一段连续的音乐。此设计摆脱了传统闹钟的刺耳声音，取而代之的是美妙的音乐，能为人们的日常生活提供准确的计时，且本钱低廉，值得推广。关键词：音乐播放；音频转换；时间显示；ULN2003Musicplaybackdesignbasedon51singlechipmicrocomputerAbstractFortheconvenienceofPeoplesDailylives,tooptimizethetimingsystemschools,agenciesandotherunits,onthebasisofthesinglechipmicrocomputerwasadoptedtodesignaki
3、ndofautomaticmusicplayer.ThisdesignusingthesinglechipmicrocomputerAT89S52timingandcountingfunctions,tocompletethetimedisplayandtimingfunctions.And,bythesettingoftheinitialvalueoftimertogeneratedifferentfrequenciesofsound,usingatimerinterrupttocompletecontrolofthebeatofthemusiclength.Throughtheaudiop
4、oweramplifier,MCUoutputsignalamplification,thenplaythemusicovertheloudspeaker.ThroughMAX232chip,canconvertthevoltageofpowersupplyvoltageofPCandmicrocontroller,throughaserialportconnectedtothePC,soyoucanfromthePCwillbewritteninClanguageprogramdownloadedtothemicrocontroller.Finallyonthedigitaltubedisp
5、laytime,whenthetimetoregularly,speakersplayacontinuousmusicautomatically.Thisdesigntogetridofthetraditionalalarmclocksharpvoice,instead,thewonderfulmusic,canoffertheaccuratetimingforPeoplesDailylives,andlowcost,isworthpromoting.Keywords:Musicplayback;Audioconversion;Timedisplay;ULN20031 总体设计12 硬件设计2
6、2.1 AT89S5理单片机介绍22.2 ULN200吸外围电路的设计22.3 串行通信和MAX232K片32.4 AT89S52的定时/计数器概述32.5 LED显示53 软件设计63.1 音乐编程原理及其流程图66673.2 时间显示程序设计84 仿真及调试过程94.1 硬件调试过程94.2 软件仿真过程105 完毕语11参考文献121总体设计在基于单片机的自动音乐播放器中，采用AT89C52R3单片机为硬件根底，通过C语言对芯片进展编程。单片机需外接+5V稳压电源，并通过MAX23即平转换芯片和串口接入PC机。单片机工作时，用软件对定时器初值进展设定，从而得到所需要的声音频率；通过四位共
7、阴LED数码管，可显示时间，并可进展定时设置；将单片机输出的信号放大，接入喇叭即可发声1。详细要求如下：1对时间进展定时，当定时时间到后，通过喇叭能连续播放一段音乐。要求播放出的音乐的音阶准确，不能有太大偏向，否那么会造成音乐声音刺耳难听；音乐播放必须连接，即音乐必须有节奏感；喇叭放出的音乐声音响亮，不能太小，否那么不能到达乐曲的提示作用。2在四位共阴LED数码管上显示出时间24小时制，包括小时、分钟，当定时1秒后，秒数加1;当定时满60秒后，秒数归零，分钟数加1;当定时满60分钟后，分钟数归零，小时数加1;当定时满24小时后，小时数归零。设计的硬件流程模块如图1-1 :=音频功率放大器LED
8、显示图1-1硬件流程模块图首先，PC机通过用口及MAX232片将程序下载到单片机中，其中包括把一个个的单音写入单片机的RAMS储器中，程序运行时再将音乐数据按顺序读出，利用单片机的定时器中断控制音乐节拍的长度，这样就能形成一段乐曲。在单片机P1.0口接入音频放大电路，将单片机输出的信号放大，再通过喇叭播放音乐。单片机P2口接4位共阴LED数码管，并外接1K欧的排阻，利用单片机内部的定时器中断控制时间程序，然后在数码管上显示出时间。硬件设计2.1 AT89S5理单片机介绍AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS航微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。AT89S52具有以下标准功能：8
9、k字节Flash,256字节RAM32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断构造，全双工用行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电形式。空闲形式下，CPU亭顿工作,允许RAM定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停顿，直到下一个中断或硬件复位为止202.2 ULN200极外围电路的设计ULN2003是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由七个硅NPN复合晶体管组成乃音频功率放大器，ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻，在
10、5V的工作电压下它能与TTL和CMOSt路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据3。ULN2003工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA并且可以在关态时承受50V的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。ULN2003采用DIP16或SOP-16塑料封装。ULN20031一个非门电路，包含7个单元，单独每个单元驱动电流最大可达350mA9脚可以悬空。采用ULN20031动蜂鸣器时设计电路图2-1如下：图2-1ULN2003驱动蜂鸣器时设计电路图2.3 串行通信和MAX232K片在单片机和PC机之间，要通过MAX232E片进展电平转换，MAX232片主要是完成TTLEIA双
11、向电平转换。EIA-RS-232C与TTL转换：EIA-RS-232C是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以上下电平表示逻辑状态的规定不同40因此，为了可以同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在EIA-RS-232C与TTL电路之间进展电平和逻辑关系的变换。实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。与计算机USB之间通彳S需要USB转用口设计，如以下图2-2:Y2T1CkC*MgACT*VCCTXDRXQV3RTSLb-DTKhUD-GXDXI0即XOC1S=图2-2USB转串口设计2.4 AT89S5涉定时/计数器概述图2-3是定时器/计数器的构造框图。由图可知，定时器/计数器
12、由定时器0、定时器1、定时器方式存放器TMO和定时器控制存放器TCON&成。定时器0,定时器1是16位加法计数器，分别由两个8位专用存放器组成：定时器0由TH0和TL0组成，定时器1由TH1和TL1组成。ttmINTO图2-3定时器/计数器的构造框图TL0、TL1、TH。TH1的访问地址依次为8AH8DH每个存放器均可单独访问。定时器0或定时器1用作计数器时，对芯片引脚T0P3.4或T1P3.5上输入的脉冲计数，每输入一个脉冲，加法计数器加1;其用作定时器时，对内部机器周期脉冲计数，由于机器周期是定值，故计数值确定时，时间也随之确定。TMODTCONf定时器0、定时器1间通过内部总线及逻辑电路
13、连接，TMOD8于设置定时器的工作方式，TCONS于控制定时器的启动与停顿。计数方式时，T的功能是计来自T0(P3.4)T1(P3.5)的外部脉冲信号的个数。输入脉冲由1变0的下降沿时，计数器的值增加1直到回零产生溢出中断，表示计数已达预期个数。外部输入信号的下降沿将触发计数，识别一个从“1到”0的跳变需2个机器周期，所以，对外部输入信号最高的计数速率是晶振频率的1/24。假设晶振频率为6MHz那么计数脉冲频率应低于1/4MH4当计数器满后，再来一个计数脉冲，计数器全部回0,这就是溢出。脉冲的计数长度与计数器预先装入的初值有关。初值越大，计数长度越小；初值越小，计数长度越大。最大计数长度为65
14、536216个脉冲初值为0。定时方式时，T记录单片机内部振荡器输出的脉冲(机器周期信号)个数。每一个机器周期使T0或T1的计数器增加1,直至计满回零自动产生溢出中断恳求。定时器的定时时间不仅与定时器的初值有关，而且还与系统的时钟频率有关。在机器周期一定的情况下，初值越大，定时时间越短；初值越小，定时时间越长。最长的定时时间为65536216个机器周期初值为0。2.5LED显示本文采用将多只LED的阴极连在一起的共阴式数码管。如把阴极接地，在相应段的阳极接上正电源，该段即会发光。当然，LED的电流通常较小，一般均需在回路中接上限流电阻。假设我们将b和c段接上正电源，其它端接地或悬空，那么b和c”
15、段发光，此时，数码管显示将显示数字“1。而将a、b、d、e和g段都接上正电源，其它引脚悬空，此时数码管将显示“2。8位共阳数码管管脚图如图2-4,采用2片74HC573驱动数码管，以降低I/O口使用数量：* XT 1 E 造旧* t* 1P g 4 日 、1 *ac 口M 4干9一LtiMri M * p-ENd I#图2-48位共阳数码管管脚图软件设计3.1音乐编程原理及其流程图产生声音信号声音是音频振动的结果，振动的频率高那么为高音，频率低那么为低音。音频范围为20HZ-200KHz之间，而人类耳朵比较容易辨识的声音大概是200HZ-20KHz一般音响电路是以正弦波信号驱动喇叭，产生悦耳的音乐的5。在数字电路里，那么是以脉冲信号驱动喇叭以产生声音。同样的频率，脉冲信号或正弦信号产生的音效，对于人类的耳朵来说很难有所区别。假设用单片机产生声音，可利用程序产生频率，送到输入/输出端口，例如P1.0,再从该点连接到喇叭的驱动电路，即可驱动喇叭。假设要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期，再将此周期除以2，即为半周期的时间。利用定时器计时半周期时间，每当计时终止后就将
