【正文】 ............................................................................ 1 單片機概述 .................................................................................1 課題概述 .....................................................................................2 2系統(tǒng)硬件原理及設計 ....................................................................... 3 核心器件 AT89C51 介紹 .............................................................3 硬件電路設計 ............................................................................5 設計目的 ................................................................................5 電路設計原理 .......................................................................6 總體電路設計 .......................................................................6 單 片機電路設計 ....................................................................7 顯示電路設計 .......................................................................7 晶振時間電路設計 ................................................................7 控制電路設計 .......................................................................8 輸出電路設計 .......................................................................8 .................................................................................. 9 總體流程圖 .................................................................................9 單片機音階代碼實現(xiàn) ................................................................. 10 單片機產(chǎn)生不同頻率脈沖信號的原理： .................................. 11 音樂代碼實現(xiàn) ........................................................................... 13 音樂代碼庫的建立方法 ....................................................... 13 選曲 ..................................................................................... 14 歌曲的設計 .......................................................................... 14 鍵控子程序 ............................................................................... 17 播放 /暫停子程序 ................................................................ 18 曲目選擇子程序 .................................................................. 19 ................................................................................ 21 仿真平臺 ................................................................................... 21 仿真測試 ................................................................................... 21 測試總結 ................................................................................... 24 心得體會 ........................................................................................... 24 參考文獻 ........................................................................................... 25 附錄一：程序設計 ....................................................................... 26 1 1緒論 單片機概述 單片機又稱單片微控制器，它不是完 成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。 DP51S 單片機仿真實驗儀是由廣州致遠電子有限公司設計的 DP 系列單片機仿真實驗儀之一，是一種功能強大的單片機應用技術學習、調試。 二、在家用電器中的應用 可以這樣說，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯煲、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備，五花八門，無所不在。 縱觀單片機的發(fā)展過程，可以預示單片機的發(fā)展趨勢，大致有： 一、 微型單片化 現(xiàn)在常規(guī)的單片機普遍都是將中央處理器（ CPU）、隨機存取數(shù)據(jù)存儲（ RAM）、只讀程序存儲器（ ROM）、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時電路、時鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強型的單片機集成了 如 A/D 轉換器、PMW（脈寬調制電路）、 WDT（看門狗）、有些單片機將 LCD（液晶）驅動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機包含的單元電路就更多，功能就越強大。 二、 低功耗 CMOS 化 MCS51 系列的 8031 推出時的功耗達 630mW，而現(xiàn)在的單片機普遍都在100mW 左右，隨著對單片機功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各 個單片機制造商基本都采用了 CMOS（互補金屬氧化物半導體工藝）。 課題概述 基于單片機的音樂播放器可應用 于 mp3， MP4，擴音器等很多方面，并可作為很多系統(tǒng)的輔助功能， 作為單片機的重要硬件資源之一，利用定時器可以產(chǎn)生各種固定頻率的方波信號，也可以產(chǎn)生包括 Do、 Re、 Me等音階在內(nèi)的各種頻率聲音。由于時間及條件限制，本設計實現(xiàn)了一種簡單的音樂播放器， 其核心器件采 用 AT89C51 單片機 ， 本播放器具有電路簡單，功能強大 ，易于拓展 等特點 。單片機的可擦除只 讀存儲器可以反復擦除 100 次。外形及引腳排列如圖所示 圖 21 AT89C51 外形圖及引腳序列 主要特性： 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 32 可編程 I/O 線 低功耗的閑置和掉電模式 當 P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。 RST： 復位輸入。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 芯片擦除： 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 電路 設計 原理 8 9 C 5 1單 片 機6 M H z晶 振 電 路電 源 電 路顯 示 電 路鍵 控 電 路復 位 電 路發(fā) 聲 電 路 圖 222 電路設計原理圖 總體電路設計 圖 223 總體電路圖 7 電路設計 89C51 單片機擁有 4KB 的 片內(nèi) ROM 和 128B 的片內(nèi) RAM。 圖 224 89C51 單片機 通過 TXAL1 與 TXAL2 輸入時鐘信號，通過 ~ 輸出控制現(xiàn)實控制信號的顯示，有 、 與 分別作為上一曲、下一曲和開始暫停的控制輸入。節(jié)點 1與單片 8 機的 XTAL2 相連接， 節(jié)點 2 與單片機的 XTAL1 相連接，從而為單片機提供時間信號，為音樂的播放節(jié)拍控制提供基本時間單位：當晶體振蕩頻率為 ,定時器工作在方式 1 下時，若各音階相對應的定時器計數(shù)初值為 X，則可根據(jù)下式計算 X： 1 6 61 / ( 2 ) ( 2 ) 1 2 / (6 1 0 )fX? ? ? ? ? 圖 226 晶振電路 控制 電路 設計 控制電路，鍵一與 相連、鍵二與 相連、鍵 3 與 相連。 圖 228 輸出 電路 總體流程圖 主程序實現(xiàn)對單片機進行初始化后，進入曲目識別子程序，進行歌曲曲目判斷。在播放音樂的過程中，查表子程序循環(huán)判斷音樂是否結束。由于頻率的倒數(shù)是周期，因此可由單片機中的定時控制方波周期，當定時器計數(shù)溢出時產(chǎn)生中斷。延時子程序設定為四分之一拍，節(jié)拍值只能是它的整數(shù)倍。 T=65536N=65536Fi/2/Fr=655361000000/2/Fr=65536500000/Fr 低音 DO 的 T=65536500000/262=63627 中音 DO 的 T=65536500000/523=64580 高音 DO 的 T=65536500000/1047=65059 （ 4） C 調個音符頻率與計數(shù)值 T 的對照表如下表所示 ： 音 符 頻率（ Hz） 簡譜碼（ T值） 音 符 頻率（ Hz） 簡譜碼（ T值） 低 1DO 262 63628 4FA 740 64860 1DO 277 63731 中 5SO 784 64898 低 2RE 294 63835 5SO 831 64923 2RE 311 63928 中 6LA 880 64968 低 3M 330 64103 6 932 64994 低 4FA 349 64204 中 7SI 988 65030 4FA 370 64260 高 1DO 1046 65058 低 5SO 392 64261 1DO 1109 65085 5SO 415 64400 高 2RE 1175 65110 低 6LA 440 64443 2RE 1245 65124 6 466 64524 高 3M 1318 65157 低 7SI 494 64524 高 4FA 1397 65178 中 1DO 523 64331 4FA 1480 65189 表 331 C 調各音符頻率與計數(shù)值 T 的對照表（ 5） 每個音符使用 1 個字節(jié)，字節(jié)的高 4位代表音符的高低，低 4位代表音符的節(jié)拍，下表為節(jié)拍碼的對照。 1/4 節(jié)拍 1/8 節(jié)拍 節(jié)拍碼 節(jié)拍數(shù) 節(jié)拍碼 節(jié)拍數(shù) 1 1/4 拍 1 1/8 拍 2 2/4 拍 2 1/4 拍 3 3/4 拍 3 3/8 拍 4 1 拍 4 1/2 拍 5 1 又 1/4 拍 5 5/8 拍 6 1 又 1/2 拍 6 3/