【正文】 齊齊哈爾大學(xué)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱 紅外遙控音樂播放器設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 通信091班 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2012年 12 月 21 日33摘 要隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展, 單片機(jī)的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大，目前單片機(jī)滲透到工作和生活的各個(gè)領(lǐng)域。在以單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)中，紅外遙控成為目前使用比較廣泛的一種無線通信和遙控手段。本課程設(shè)計(jì)提出一種基于單片機(jī)的紅外遙控音樂播放器的設(shè)計(jì)方法。主要采用單片機(jī)為控制核心，以紅外信號(hào)為通信手段，通信蜂鳴器發(fā)聲，來完成音樂播放器的功能。本設(shè)計(jì)具有無線、非接觸控制，抗干擾能力強(qiáng)，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實(shí)現(xiàn)等顯著優(yōu)點(diǎn)及特色。通過本設(shè)計(jì)可以完成簡單的音樂播放器的功能，包括播放及更換歌曲等內(nèi)容。通過本次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)單片機(jī)中斷系統(tǒng)等知識(shí)有了進(jìn)一步的了解，對(duì)單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)做到理論聯(lián)系實(shí)際。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；紅外遙控；中斷系統(tǒng)； 該單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基于HOT51型單片機(jī)開發(fā)板電路編寫，故可在其開發(fā)板上使用。本設(shè)計(jì)中未使用HOT51單片機(jī)開發(fā)板配套紅外遙控器，使用的紅外遙控器的按鍵對(duì)應(yīng)碼值已在表41中寫出，根據(jù)自已紅外遙控器的按鍵對(duì)應(yīng)碼值修改代碼中按鍵碼值部分即可使用。AbstractWith the development of puter technology, the application range of the microcontroller expanding microcontroller penetrated into various fields of work and life. Microcontroller as the core of the control system, infrared remote control to use a wireless munication and remote control means. This course is designed infrared remote control music player based microcontroller design method. Mainly using SCM as the control center, the infrared signal as a means of munication, munication buzzer sound to plete the functionality of the music player. The design of wireless, noncontact control, antiinterference ability, reliable transmission of information, low power consumption, low cost, easy to realize significant advantages and characteristics. Through this design can be pleted simple music player functions, including play and change songs. Design through the course, I interrupt timer, external knowledge have a better understanding, to do the theory with actual knowledge of the microcontroller.Keywords: Microcontroller Unit；Infrared Remote Control；Interrupt System； 目 錄摘 要 IAbstract II第1章 緒論 1 概述 1 主要功能 1第2章 電路設(shè)計(jì) 2 整體電路設(shè)計(jì) 2 電路模塊設(shè)計(jì) 3 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 3 紅外解碼電路 4 顯示及播放電路 5第3章 程序設(shè)計(jì) 8 紅外解碼程序 8 播放及顯示程序 12第4章 硬件調(diào)試 17結(jié)論 19參考文獻(xiàn) 20附錄1 整體電路圖及實(shí)物圖 21附錄2 電路元件 22附錄3 程序源碼 23致謝 32第1章 緒論 概述利用單片機(jī)演奏音樂是單片機(jī)愛好者的興趣之一，應(yīng)用的范圍也比較廣泛。所謂音樂播放器，由單片機(jī)進(jìn)行信息處理，再經(jīng)過信號(hào)放大，由蜂鳴器發(fā)出樂曲聲。我們知道，振動(dòng)產(chǎn)生聲音，振動(dòng)頻率不同所發(fā)出的聲音也就不同。有規(guī)律的振動(dòng)發(fā)出的聲音叫“樂音”。音樂由音頻和節(jié)拍構(gòu)成，音頻即發(fā)聲的頻率；節(jié)拍即延時(shí)的長短。因此利用單片機(jī)的定時(shí)器，產(chǎn)生一定頻率的方波，即可以產(chǎn)生一定頻率的聲音。再利用單片機(jī)軟件延時(shí)的方法來產(chǎn)生不同的節(jié)拍。把音頻和節(jié)拍結(jié)合起來，進(jìn)行合理的排列，即可播放出比較悅耳的音樂。本文比較詳細(xì)地介紹了音樂播放器的工作原理、設(shè)計(jì)思路、硬件的選擇及相關(guān)作用、軟件的實(shí)現(xiàn)方法以及詳細(xì)的程序清單?？刂茊纹瑱C(jī)播放音樂的方式有很多，多數(shù)使用者利用單片機(jī)存儲(chǔ)音樂與控制播放。本設(shè)計(jì)利用AT89S52單片機(jī)及少數(shù)外圍電路控制音樂播放，產(chǎn)生兩首不同的歌曲。 對(duì)于單片機(jī)產(chǎn)生音樂，關(guān)鍵是控制頻率的輸出。本設(shè)計(jì)采用了定時(shí)器T0中斷的方法產(chǎn)生不同頻率的脈沖，從而產(chǎn)生不同頻率的聲音。此外，使用紅外一體化頭SM0038接收紅外信號(hào)，通過外部中斷INT1來進(jìn)行對(duì)紅外信號(hào)的解碼，由單片機(jī)內(nèi)部程序?qū)Σ煌逆I值完成不同的操作。并且使用常用的無源蜂鳴器進(jìn)行發(fā)聲，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡單的遙控音樂播放器的功能。 主要功能本設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn)紅外遙控音樂播放器功能，主要完成功能為兩首歌曲的選擇播放、暫停、暫停后斷點(diǎn)播放、結(jié)束播放歌曲，播放下一曲，播放上一曲等功能。同時(shí)，使用數(shù)碼管顯示紅外信號(hào)解碼后的鍵值。其中為了方便，將32位的二進(jìn)制紅外信號(hào)編碼解碼為8位16進(jìn)制編碼。其中，本設(shè)計(jì)只顯示紅外信號(hào)解碼后8位16進(jìn)制編碼中的兩位數(shù)據(jù)碼，其它的用戶編碼與數(shù)據(jù)碼的反碼共6位不予顯示。本設(shè)計(jì)中使用常見的家用紅外遙控器進(jìn)行控制，使用其中的2兩個(gè)數(shù)字鍵（對(duì)應(yīng)功能選擇2兩首歌曲），音量加、減兩個(gè)按鍵（對(duì)應(yīng)功能上一曲、下一曲），頻道加、減兩個(gè)按鍵（對(duì)應(yīng)功能暫停、結(jié)束播放），以及確定鍵（對(duì)應(yīng)功能播放歌曲）。第2章 電路設(shè)計(jì) 整體電路設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，紅外遙控音樂播放器可以分為三個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)：：單片機(jī)最小系統(tǒng)，或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的最小的系統(tǒng)單元。對(duì)51系列單片機(jī)來說，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路。本設(shè)計(jì)中使用的單片機(jī)為AT89S52，晶振電路使用12MHZ的晶振。復(fù)位電路：由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成，當(dāng)系統(tǒng)一上電，RST腳將會(huì)出現(xiàn)高電平，當(dāng)RST腳的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上就將復(fù)位。：本電路主要用于對(duì)紅外遙控器發(fā)出的紅外信號(hào)進(jìn)行解碼，然后程序根據(jù)解碼后的不同鍵值相應(yīng)完成不同的功能。：本部分電路用于顯示紅外遙控器不同按鍵所對(duì)應(yīng)的不同按鍵值，實(shí)物中用兩位16進(jìn)制數(shù)在數(shù)碼管上進(jìn)行顯示。播放電路主要用蜂鳴器來播放不同的音樂曲目。分析各模塊電路的功能，畫出原理框圖如圖21所示：AT89S52單片機(jī)復(fù)位電路單片機(jī)時(shí)鐘電路紅外解碼 電路紅外解碼顯示電路音樂播放電路圖21 紅外遙控音樂播放器原理框圖 電路模塊設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路單片機(jī)最小系統(tǒng)電路如圖22所示：圖22 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖由圖22可以知道，單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由復(fù)位電路、時(shí)鐘電路等組成。：由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成，并結(jié)合電容電壓不能突變的性質(zhì)，可以知道，當(dāng)系統(tǒng)一上電，RST腳將會(huì)出現(xiàn)高電平，并且，這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間由電路的RC值來決定。典型的51單片機(jī)當(dāng)RST腳的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上就將復(fù)位，所以，適當(dāng)組合RC的取值就可以保證可靠的復(fù)位。一般教科書推薦C 取10uF。當(dāng)然也有其他取法的，原則就是要讓RC組合可以在RST腳上產(chǎn)生不少于2個(gè)機(jī)周期的高電平。單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機(jī)也一樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動(dòng)從頭開始執(zhí)行。：單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，引腳XTAL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端，如果引腳XTAL1 和XTAL2 兩端跨接上晶體振蕩器（晶振）或陶瓷振蕩器就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩電路，該振蕩電路的輸出可直接送入內(nèi)部時(shí)序電路。單片機(jī)的時(shí)鐘可由兩種方式產(chǎn)生，即內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。(1)內(nèi)部時(shí)鐘方式。內(nèi)部時(shí)鐘方式即是由單片機(jī)內(nèi)部的高增益反相放大器和外部跨接的晶振、微調(diào)電容構(gòu)成時(shí)鐘電路產(chǎn)生時(shí)鐘的方法。外接晶振（陶瓷振蕩器）時(shí)，CC2 的值通常選擇為30Pf左右；CC2 對(duì)頻率有微調(diào)作用， ～12MHz之間選擇。為了減小寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作，振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)引腳XTALl 和XTAL2 靠近。由于內(nèi)部時(shí)鐘方式外部電路接線簡單，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中大多采用這種方式。內(nèi)部時(shí)鐘方式產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)的頻率就是晶振的固有頻率，常用fsoc 來表示。(2)外部時(shí)鐘方式。外部時(shí)鐘方式即完全用單片機(jī)外部電路產(chǎn)生時(shí)鐘的方法，外部電路產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)被直接接到單片機(jī)的XTAL1引入，此時(shí)XTAL2 開路。，決定了單片機(jī)訪問內(nèi)部或外部的程序存儲(chǔ)器。EA高電平時(shí)，訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，但當(dāng)程序計(jì)數(shù)器（PC）值超過0FFFFH時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)向外部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)EA低電平時(shí)，不管單片機(jī)有無內(nèi)部存儲(chǔ)器，只訪問外部存儲(chǔ)器[1]。 紅外解碼電路紅外解碼電路如圖23所示：圖23 紅外解碼電路圖由圖23知道，紅外解碼電路中主要元件為紅外一體化接收頭SM0038。一體化紅外接收頭SM0038是集信號(hào)放大、濾波、檢波、整形于一體的紅外接收器，電路內(nèi)置PIN二極管和前置放大器，采用可以紅外濾波的環(huán)氧樹脂材料封裝，可靠性高，不易受環(huán)境影響并可以防止非控制信號(hào)的輸出脈沖出現(xiàn)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖24所示：圖24 SM0038內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖SM0038內(nèi)置帶通濾波器、積分器、和自動(dòng)增益控制電路以抑制各種干擾和噪音。數(shù)據(jù)信號(hào)和干擾信號(hào)的主要區(qū)別在于載波頻率、脈沖波長和工作周期上。所以數(shù)據(jù)信號(hào)應(yīng)該滿足載波信號(hào)的頻率盡量接近帶通濾波器的中心頻率（38KHZ）；脈沖長度在300us以上；數(shù)據(jù)的編碼類型相兼容。而本系統(tǒng)選用的SM0038在這三方面和NEC編碼格式是相配的 顯示及播放電路顯示及播放電