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1、西北工业大学明德学院毕业设计论文毕业 任务书论文题目基于单片机的音乐播放器学生姓名刘文学 号092163指导教师张国强题目来源（划）科研R生产实验室专题研究论文类型（划）设计论文R其 他 一、 选题的意义随着科技的发展市场上出现了许许多多的音乐播放器。人们对播放器的要求也越来越广泛，要求也越来越广泛，要求越来越高。通过控制定时器的定时时间来产生不同频率的方波，驱动喇叭发出不同音阶的声音，再利用延迟来控制发音时间的长短，即可控制音调中的节拍。把乐谱中的音符和相应的节拍变换为定常数和延迟数，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迟常数，分别用于控制定时产生器产生波的频率和发出该频率
2、方波的持续时间。当延迟时间到时。再查下一个音符的定时常数和延迟常数。依次下去，就可以自动演奏乐曲。二、基本内容及重点课题是“基于单片机的音乐播放器”，以单片机AT89C51作为硬件核心控制部分、结合三极管作为放大器、数码管构成典型的显示器的显示电路，按键作为输入部分以及其他外围设备组成的音乐播放系统，根据音乐演奏控制器所要实现的显示与选取及音乐产生功能原理，系统包括演奏扬声器、选取、播放盒显示几部分。三、预期达到的成果1 单片机乐曲播放控制器能够播放普通曲调2 设置按钮使所设计的程序能在五首歌曲之间进行选曲，其中AGAIN按键具有开启播放曲子和重复播放当前曲子的功能，FORM按键具有播放前一曲
3、的功能，NEXT按键具有播放后一曲的功能，RES键复位的功能。3 通过显示器使其显示歌曲序号。四、存在的问题及拟采取的解决措施刚拿到这个课题不知道从什么地方先手，通过查找资料慢慢的有了方向。在做的时候肯定还会遇到各种问题，我会通过查资料，问同学和导师来解决。五、进度安排1 收集资料、熟悉毕业设计（论文）课题 2 总体方案的选择和论证 3 硬件系统设计及电路制作4 软件编程5 系统调试6 编写毕业设计（论文）说明书7 进行总结、准备答辩六、参考文献和书目 1 曹巧媛，单片机原理及应用M,北京:电子工业出版社，1997.72 赵秀珍，单永磊，单片机微型计算机原理及其应用M，北京：中国水利水电出版社
4、,2001.8 3 张洪润，兰清华，单片机应用技术教程M,北京：清华大学出版社，1997.11 4 李华，MC51 系列单片机实用接口技术M，北京：北京航空航天大学出版社，1993.8： 5 马忠梅，单片机的C语言Windows 环境编程宝典M，北京：北京航空航天大学出版社，2003.6 6 李广弟，单片机基础M，北京：北京航空航天大学出版社，2007.6导师意见指导教师签字： 年 月 日 系意见 系主任签字： 年 月 日注：内容用小四，宋体目 录摘 要IABSTRACTII前 言III第一章 绪 论11.1 研究背景及其意义11.2研究内容21.3 本文结构安排2第二章 系统总体介绍42.1
5、 AT89C51单片机基础知识42.1.1 AT 89C51单片机引脚及其功能42.1.2 中央处理器（CPU）62.1.3 定时器/计数器72.1.4中断系统72.1.5 内部总线72.2其他硬件模块72.2.1时钟与复位模块72.2.2按键选择模块82.2.3音频发生及放大器模块82.3设计软件介绍82.3.1 PROTEUS软件简介82.3.2 KEIL简介9第三章 硬件设计103.1 总体设计框图103.2各部分硬件设计及其原理103.2.1 AT89C51简介103.2.2 LED显示电路设计与原理113.2.3 时钟振荡电路113.3 系统硬件电路图及功能12第四章 软件设计144
6、.1音乐播放编码理论144.1.1 音调的确定144.1.2音节编码164.2 编程思路简述174.2.1编程描述174.2.2原理框图184.3总原理图及元器件清单19第五章 结论20致 谢21参考文献22毕业设计小结23附件： 程序清单24II 摘 要本设计是一个基于AT89C51系列单片机的音乐盒，依据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个多功能多功能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。使用两个按键控制音乐盒，一个用来切换歌曲，另一个用来切换8路LED的变化花样，本音乐盒共有两首歌曲，花样灯花样共计3种。播放歌曲时，蜂鸣器发出某个音调，
7、与之对应的LED亮起。本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试，配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试，节约了设计时间。关键词： AT89C51单片机； KEIL； PROTEUSIIABSTRACTThe design is a series based on AT89C51 microcontroller music box , according to principles of SCM technology , produced by the hardware circuits and software compiler , designed to produce
8、a versatile multifunction music box . The Music Box consists of key circuit , reset circuit, clock circuit and buzzer components. Using two buttons control music boxes, one for switch songs , and another 8-way LED for switching pattern changes , the music box from two songs, a total of three kinds o
9、f tricks lamp pattern . Playing a song, a buzzer tone corresponding LED lights up. This design uses KEIL programming software for music boxes and debug source code for programming , with PROTEUS simulation software simulation debugging the hardware , saving design time. Key words： AT89C51 microcontr
10、oller； KEIL； PROTEUS前 言作为单片机的重要硬件资源之一，利用定时器可以产生各种固定频率的方波信号，也可以产生包括“Do“、“Re“、“Me“-等音阶在内的各种频率声音。在此设计中我们采用12MHz的晶振，产生的频率信号即音乐信号由P3.7口输出，信号经过放大后由蜂鸣器发出声音。乐曲中，每一音符对应着确定的频率，我们可以参照给出的各音符频率及其相应的时间常数来编写程序，根据表中所提供的常数，将其16进制代码送入芯片里，可以奏出音符。音符的节拍我们可以用定时器T0来控制，送入不同的初值，就可以产生不同的定时时间。便如某歌曲的节奏为每分钟94拍，即一拍为0.64秒。其它节拍与时间
11、的对应关系也可以从两者关系表中得到。III第一章 绪 论1.1 研究背景及其意义21世纪，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。单片机应用的重要意义还在于它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件
12、的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。随着科学技术的进步和社会的发展，人类所接触的信息也在不断增加并且日益复杂。面对浩如烟海的信息，人们已经能够利用计算机等工具高效准确地对之进行处理，但要想将处理完的信息及时，清晰地传递给别人，还必须通过寻求更加卓越的显示技术来实现。单片机
13、技术与液晶显示技术的结合，使信息传输交流向着智能可视化方向迅速发展。随着人类社会的发展，人们对视觉、听觉方面的享受提出了越来越高的要求。音乐播放器是一种用于播放各种音乐文件的多媒体播放软件。它涵盖了各种音乐格式的播放工具，比如：MP3播放器，WMA播放器，MP4播放器等，它们不仅界面美观，而且操作简单，成为人们追捧的新宠儿。1.2研究内容随着科技的发展市场上出现了许许多多的音乐播放器。人们对播放器的要求也越来越广泛，要求也越来越广泛，越来越高。本文设计的音乐播放器，是基于单片机AT89C51作为硬件核心控制部分、结合三极管作为放大器、数码管构成典型的显示器的显示电路设计制作的电子式音乐播放器。
14、通过控制定时器的定时时间来产生不同频率的方波，驱动喇叭发出不同音阶的声音，再利用延迟来控制发音时间的长短，即可控制音调中的节拍。把乐谱中的音符和相应的节拍变换为定常数和延迟数，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迟常数，分别用于控制定时产生器产生波的频率和发出该频率方波的持续时间。当延迟时间到时。再查下一个音符的定时常数和延迟常数。依次下去，就可以自动演奏乐曲。本毕业设计的主要目的是提高实践 能力，包括提高汇编等语言的编程能力及对接口等硬件的理解分析能力和设计接口电路 的能力，在进行毕业设计的过程中，可以让学生体验分析问题、提出解决方案、通过编 程等手段实现解决方案、不断调试最终达到设计要求的全过程，从而帮助学生系统地掌 握微机原理的接口技术的相关知识，达到将知识融会贯通的目的。1.3 本文结构安排第一章 绪论介绍本文研究背景、意义及内容。第二章 系统总体设计介绍AT89C51单片机基本知识，音乐播放器系统的总体方案、功能结构图以及主要设计软件。第三章 硬件设计介绍音乐播放器系统硬件设计原理及电路设计。第四章 软件设计介绍系统的软件编程实现。第五章 结论总结本文所做工作并指出所存在的问题。9第二章 系统总体介绍2.1
