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1、湖南工业大学课程设计任务书2014 2015学年 第一学期 电气与信息工程 学院（系、部） 专业 班级课程名称： 单片机应用系统 设计题目： 基于51单片机的音乐播放器 完成期限：自 2014 年 12 月 15 日至 2014 年 12 月 26 日共 2 周内容及任务设计一个基于51单片机的音乐播放器：设计一个音乐播放器，利用51单片机产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，演奏乐曲 。共含有3首歌曲，通过p3.2的按键开启播放器，自动从第一首歌曲播放至第三首歌曲，播放时能显示乐曲的序号，同时相应歌曲的指示灯会亮起。按下按键p3.4 ，可实现播放下一曲的功能 ，按下按键p3.5，可
2、实现播放上一曲的功能。按下按键P3.3,可实现暂停、播放功能，同时数码管显示字符F. 进度安排起止日期工作内容2014.12.152014.12.17讲述设计内容及基本原理2014.12.182014.12.23进行系统的设计2014.12.242014.12.25进行系统的调试2014.12.26验收主要参考资料 1欧伟民、何静.单片机原理与应用系统设计.电子工业出版社，2013年 2马忠梅.单片机的C语言应用程序设计（第五版）.北京航空航天出版社，2013年 3胡汉才.单片机原理及其接口技术（第二版）.北京清华大学出版社，2003年 4李俊梅.音乐基础理论.中国传媒大学出版社，2003年指
3、导教师（签字）： 年 月 日系（教研室）主任（签字）： 年 月 日1（单片机应用系统）设计说明书（题目）基于51单片机的音乐播放器起止日期： 2014 年 12 月 15 日 至 2014 年 12 月 26 日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)电气与信息工程学院（部）2014年 12 月26日湖 南 工 业 大 学本科课程设计开题报告 学 院（部）：电气与信息工程学院 专 业：自动化 学 生 姓 名： 班 级： 学 号： 指导教师姓名： 职称 2014年12月 17日题目：基于51单片机的音乐播放器1. 结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写文献综述音乐是反映人类现实生活情感的一种艺术,东方
4、以中国为首的中国古代理论基础是五声音阶，即宫、商、角、徵、羽.自古以来，高山流水，亦或是阳春白雪、下里巴人，音乐总是以其律动的形式，陶冶人们的情操，增添生活的乐趣。在所有的艺术形式中，音乐是最擅长于抒发情感、最能拨动人心弦的艺术形式，它借助声音这个媒介来真实地传达、表现和感受审美情感。利用单片机演奏音乐大概是单片机爱好者感兴趣的问题之一。利用单片机控制音乐播放比较常见，音乐芯片也相当之多，而利用单片机存储音乐，控制播放，也正是本设计的初衷，单片机控制灵活通用，模块化，易学易用， 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，将单片机与音乐播放结合，是具有可行性的。通过
5、控制单片机定时器的定时时间产生不同频率的音频脉冲，经放大后驱动蜂鸣器发出不同音节的声音，即声调。用软件延时来控制发音时间的长短，控制节拍。把乐谱中的音符和相应的节拍变换为定时常数和延时常数，作为数据表格存放在存储器中，由程序查表得到定时常数和延时常数，分别用来控制定时器产生的脉冲频率和发出该音频脉冲的持续时间。 音乐播放器是利用单片机产生乐曲音符，再把乐曲音符翻译成计算机语言，利用单片机进行信息处理，再通过蜂鸣器放出音乐。音乐的产生主要是通过单片机的I/O口输入不同的脉冲信号来控制蜂鸣器发音。要想产生音频脉冲信号，需要算出某一音频的周期（1/频率），然后将此周期除以二，即为半周期的时间。利用单
6、片机定时器计时这个半个周期的时间，每当计时到后就将输出脉冲的I/O口反相，然后重复计时此半周期的时间再对I/O口反相，这样就能在此I/O口上得到此频率的脉冲。通常，利用单片机的内部定时器0，工作在方式一下，改变计数初值TH0和TL0来产生不同频率。对于音符的节拍，如果1拍为0.4s,那么1/4拍为0.1s,只要设定延迟时间就可以求得节拍的时间。假设1/4拍为1DELAY，那么1拍应为4DELAY，以此类推。总而言之，一首乐曲是由音阶和节拍两大要素构成。一首乐曲演奏的原理是：不同音阶分别对应不同的频率，发出不同的音调而节拍则控制发出音调时间的长短；若将乐曲的音调连续发出，并使其按相应的节拍变化，
7、即可演奏一首乐曲。根据这一基本原理，我采用单片机来设计音乐播放器。本课题以单片机为核心设计一个音乐播放器，完成多曲选择播放控制、停止控制、上一曲、下一曲控制等功能。音乐播放器利用单片机的定时器产生乐谱的各种频率方波，信号经过放大后由蜂鸣器发出声音，选取某段音乐使单片机连续播放。设计4个按键：播放/停止、下一曲、上一曲；1位LED显示器，用来显示所选曲目，在开发板上进行调试。MCS-51系列单片机优异的性能/价格比，使得它从面世以来就获得用户的认可。20世纪80年代中期以后，Intel公司把这种单片机的内核（即8051内核）以出售或互换专利的方式传授给一些半导体公司，如Atmel、Philips
8、、SST等，这些公司的这类产品被称为80C51系列单片机，其中以Atmel、Philips、SST等公司生产的与80C51兼容的8位单片机89C51最为典型。 2选题依据、主要研究内容、研究思路及方案2.1选题依据当今社会的快速发展，科技的进步，人们的生活水平不断提高，人们开始使用开发电子产品，给生活、工作带来便利。单片机的应用刚好适应了人们的需求，同时它更加贴近于生活。而音乐这一灵动的形式为人所喜爱，自然的音符，跳动的音阶，美好的旋律，总是给人美的享受。将时下流行的音乐概念投射到单片机的控制领域，通过编程控制，让单片机蜂鸣器发出 音乐，切中时下的电子产品领域热潮。有其新颖性，创新元素也体现在
9、其中。同时作为音乐爱好者，通过单片机的控制，将所学知识和自己的兴趣爱好结合起来，也是一件乐事，是自己能够运用所学知识，制作设计一个控制播放器，有其趣味性，是自己十分感兴趣的选题。音乐播放器先前早就出现过，音乐芯片也在市场上很常见。利用单片机控制播放音乐也不胜枚举。利用所学的单片机知识，由于本人对音乐简谱知识有一定了解，因此，选题具有可操作性，可行性。是能够利用目前阶段所学知识设计出来的。本文介绍了一种基于AT89S-51单片机的简单音乐播放器设计。该设计以8051单片机为主体，结合播放等设备，实现单首歌曲循环播放及暂停功能，同时以指示灯显示播放状态。2.2 主要研究内容以AT89S51为核心的
10、音乐播放器，首先要深入了解此款单片机的各个功能，包括定时器、中断、数码管显示、按键的操作等。利用51单片机制作一个简单的音乐播放器，本课题以单片机为核心设计一个音乐播放器，完成多曲选择播放控制、停止控制、上一曲、下一曲控制等功能。音乐播放器利用单片机的定时器产生乐谱的各种频率方波，信号经过放大后由蜂鸣器发出声音，选取某段音乐使单片机连续播放。设计4个按键：启动、播放/停止、下一曲、上一曲；1位LED显示器，用来显示所选曲目，在开发板上进行调试。根据系统的功能分析系统所需要用到的硬件资源，包括电源电路、定时中断、蜂鸣器电路、按键输入、数码管显示、复位电路。根据系统功能及其51单片机的硬件资源，编
11、写系统主控软件、音乐播放软件、乐曲曲谱表、按键控制模块、数码管显示模块、二极管亮灯设计，并进行软件调试。采用汇编语言，在keil uVision4中进行程序编写、编译并生成可下载的文件，通过串口连接下载到系统中。实现音乐播放器的预定功能。以AT89S51为核心的音乐播放器，首先要深入了解此款单片机的各个功能，包括定时器、中断、数码管显示、按键的操作等。2.3 研究思路及方案以AT89S51微处理器为核心进行音乐播放器设计：（1）51单片机。51单片机为整个系统的核心部分，是带动整个系统工作的重要部件。（2）按键输入。按键输入用来控制音乐播放指令，按下不同的按键，单片机执行不同的指令，显示正在演
12、奏的歌曲 序号，并亮起相应的指示灯。（3）蜂鸣器电路。蜂鸣器作为输出部分，按照曲谱发出音乐。（4）数码管显示电路。数码管显示也作为输出部分，显示当前正在演奏的乐曲序号值。3. 工作进度及具体安排第一周星期一、上午：布置课题任务，课题介绍及讲课。下午：借阅有关资料，总体方案讨论。星期二、选题，确定选题。星期三、拟写开题报告，老师审阅。确定总体方案。学习与设计相关内容。星期四、学习与设计相关内容。各部分方案设计，各部分设计。星期五、学习与设计相关内容第二周星期一：设计及上机调试。星期二：调试星期三：调试、写说明书。星期四：写说明书、完成电子版并打印成稿。星期五：老师验收，撰写设计报告4. 指导教师
13、意见指导教师： 年 月 日说明：开题报告作为课程设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，将作为课程设计成绩考查的重要依据，经导师审查后签署意见生效。单片机课程设计报告电气与信息工程学院一、设计任务：1本课题以单片机为核心设计一个音乐播放器，完成多曲选择播放控制、停止控制、上一曲、下一曲控制等功能。音乐播放器利用单片机的定时器产生乐谱的各种频率方波，信号经过放大后由蜂鸣器发出声音，选取某段音乐使单片机连续播放。设计4个按键：启动、播放/停止、下一曲、上一曲；1位LED显示器，用来显示所选曲目，在开发板上进行调试。2.此次设计的音乐播放器具有如下要求：（1）按下P3.2启动键，音乐播放器按照从头到尾的顺序自动播放预先设定的13共三首乐曲，全部播放完毕则从头开始。 （2）播放歌曲时，数码管显示正在播放的乐曲序号，相应的歌曲序号彩灯亮起，P2为第一首歌曲指示灯，P2.6、P2.5分别为第二首、第三首歌曲播放指示灯。 （3）P3.4为曲目加一
