【正文】 ....30 附 錄 .....................................................................16 第 4 頁 共 22 頁 基于單片機(jī)的自動音樂播放器的設(shè)計(jì) 引 言 單片機(jī)，更確切地說應(yīng)稱為作微控制器，是 20 世紀(jì) 70 年代中期發(fā)展起來的一種面向控制的大規(guī)模集成電路模塊，其特點(diǎn)是功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、價(jià)格低廉。最后可在數(shù)碼管上顯示時(shí)間，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到后，喇叭自動播放一段連續(xù)的音樂。并且，通過對定時(shí)器初值的設(shè)定來產(chǎn)生不同頻率的聲音，利用定時(shí)器中斷來完成對音樂節(jié)拍長度的控制。 Automatic music broadcast。所以，準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)和及時(shí)的時(shí)間提示就顯得相當(dāng)重要，各個(gè)公司、機(jī)關(guān)、院校日常作息都需要計(jì)時(shí)和號音提示，我們的日常生活也離不開時(shí)間。 本文將圍繞 基于單片機(jī)的自動音樂播放器 ，介紹一些關(guān)于單片機(jī)的基礎(chǔ)知識、音樂播放器的制作原理及方法（其中包括了音樂編程原理）、定時(shí)器的設(shè)定、四位共陰 LED 數(shù)碼管的顯示、 LM386N1 型音頻功率放大器外圍電 路的介紹，以及仿真軟件（ Keil、 Protel99 SE）的使用方法和相關(guān) PCB 板的制作。音頻范圍為 20HZ200KHZ 之間，而人類耳朵比較容易辨識的聲音大概是 200HZ20KHZ。例如，頻率為 523HZ，其周期T=1/523=1912us，因此只要 令計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí) 956 us/1 us=956，每計(jì)數(shù) 956 次時(shí)將I/O 反相，就可得到中音 DO（ 523HZ）。然后以 1/4 拍為基準(zhǔn)，然后設(shè)定每 產(chǎn)生一次中斷，其定時(shí)器值為 125000，定時(shí)常數(shù)為 08F3H。 void timer0(void) interrupt 1 using 1 { P1_0=!P1_0。 音頻轉(zhuǎn)換流程圖 設(shè)計(jì)的軟件流程如圖 22 所示。然后利用定時(shí)器對秒針計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到 1 秒的時(shí)間后產(chǎn)生定時(shí)器中斷， sdata 的數(shù)據(jù)就加 1。 首先， PC 機(jī)通過串口及 MAX232 芯片將程序下載到單片機(jī)中，其中包括把一個(gè)個(gè)的單音 寫入單片機(jī)的 ROM 存儲器中，程序運(yùn)行時(shí)再將音樂數(shù)據(jù)按順序讀出，利用單片機(jī)的定時(shí)器中斷控制音樂節(jié)拍的長度，這樣就能形成一段樂曲。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器 可有效地降低開發(fā)成本。 注意：如果采用片內(nèi)的振蕩電路，要在單片機(jī)的引腳 XTAL1 和 XTAL2 之間連接一個(gè)石英晶體或陶瓷諧振器，并接兩個(gè)電容到地。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。第 11 頁 共 22 頁 當(dāng) P1 口的管腳第一次寫“ 1”時(shí)，被定義為高阻輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外 部拉底，將輸出電流。 P3 口也可作為一些特殊功能口，如表 21所示。 串行通信和 MAX232 芯片 在單片機(jī)和 PC 機(jī)之間，要通過 MAX232 芯片 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換， MAX232 芯片主要是完成 TTL←→EIA 雙向電平轉(zhuǎn)換。 MAX232 的外圍電路如圖 24所示。 當(dāng)設(shè)置為定時(shí)方式時(shí)， AT89C52 片內(nèi)振蕩器輸出的時(shí)鐘經(jīng) 12 分頻或 6 分頻后，作為定時(shí)器的計(jì)數(shù)脈沖。而將 a、 b、 d、 e圖 36 第 14 頁 共 22 頁 和 g段都接上正電源 ， 其它引腳懸空 ， 此時(shí)數(shù)碼管將顯示 “2”。 3) 糾正源文件中的錯誤。 2) 印刷電路板 (PCB)設(shè)計(jì)模塊 。 PCB 設(shè)計(jì)的好壞對抗干擾能力影響很大。 (3)重量超過 15g 的元器件、應(yīng)當(dāng)用支架加以固定，然后焊接。 (4)盡量避免使用大面積銅箔，否則，長時(shí)間受熱時(shí)，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)單片機(jī)的 1 19 腳的 印制線 接在了 1 18 腳上，導(dǎo)致晶振無法正常工作。 MAX232 工作電壓如表 61 所示。 1. 時(shí)間顯示程序仿真 對于時(shí)間顯示程序， 我 采用了 Preteus 軟件來仿真。本次設(shè)計(jì)的晶振為 6MHZ，而程序中的初值卻設(shè)置成了 12MHZ 晶振所采用的值 5000，導(dǎo)致顯示的時(shí)間比真正的時(shí)間要慢。將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)中，這樣就能聽出聲音和音樂節(jié)奏是否正確。 本次設(shè)計(jì)從理論研究到硬件原理圖設(shè)計(jì)，從元器件的選擇到 PCB 板的制作，從軟件編程到最后的調(diào)試過程都由我獨(dú)立完成。 [4] 李啟炎 . Protel 99SE 應(yīng)用教程 . 上海 同濟(jì)大學(xué)出版社 第 19 頁 共 22 頁 [5] 胡燁 , 姚鵬翼 , 江思敏 . Protel 99 SE 電 路設(shè)計(jì)與仿真教程 . 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 , 2020。它綜合的考察了一個(gè)學(xué)生對過去所學(xué) 的知識的運(yùn)用能力和對新知識吸收、消化能力，通過設(shè)計(jì)，可以培養(yǎng)我們獨(dú)立思考、開拓創(chuàng)新、勇于探索的能力。在設(shè)計(jì)過程中給我提出了許多寶貴的意見，并且?guī)椭乙黄鸾鉀Q設(shè)計(jì)中遇到的問題，為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)耗費(fèi)了許多的心血。 除非另有科研合同和其他法律文書的制約，本論文的科研成果屬于成都信息工程學(xué)院。 在此，我特別感謝 王春圃老師。清華大學(xué)出版社， 2020。 [2] 譚浩強(qiáng) .C 程序設(shè)計(jì)（第二版） .清華大學(xué)出版社， 1999。并且，能夠以單片機(jī)為基礎(chǔ)元件設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的系統(tǒng)。 接著， 我 制作了一個(gè)簡單的單片機(jī)播放器電路。 2）數(shù)碼管顯示的時(shí)間與真正的時(shí)間進(jìn)度不一致。 解決方案：重新?lián)Q一個(gè) 8 歐姆喇叭，即可正常播放音樂。 （ 3）檢查焊接電路是否有虛焊和漏焊。 第 16 頁 共 22 頁 問題一：單片機(jī)無法正常下載程序。 (2)電源線和地線的寬度應(yīng)盡量的大，一般在 23mm 以上。 (2)某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免 放電引出意外短路。該模塊主要包括一個(gè)功能強(qiáng)大的數(shù) /?；旌系? 15 頁 共 22 頁 信號電路仿真器，能提供連續(xù)的模擬信號和離散的數(shù)字信號仿真。 Protel 99 SE 主要的功能模塊 1) 電路原理圖 (Schematic)設(shè)計(jì)模塊。 安裝運(yùn)行 KEIL51， 使用 KEIL的開發(fā)工具進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)過程，與其他軟件開發(fā)項(xiàng)目的過程基本上相同： 1) 創(chuàng)建 C 語言或匯編語言的源程序。當(dāng)然 ， LED 的電流通常較小 ， 一般均需在回路中接上限流電阻。 當(dāng)設(shè)置為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，通過引腳 T0（ ） ,T1（ ） ,T2（ ）對外部脈沖信號計(jì)數(shù)，當(dāng)輸入脈沖信號從 1到 0 負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器就自動就 1。 MAX232電路具有的特點(diǎn)是：單 5V電源工作；兩個(gè)驅(qū)動器及兩個(gè)接收器； 177。 LM386N 外圍電路如圖 34 所示意。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高。在 Flash 編程期間，此管腳也用于施加 12V 編程電源（ Vpp）。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的反相放大器的輸出端。并且，比圖 32 單 片 機(jī) PC 機(jī) RS232 LED 顯示 音頻功率放大器 喇叭 圖 31 第 10 頁 共 22 頁 起跟它同種類型的 89C51，它具有更大的 Flash 存儲器，可下載很大容量的程序代碼，因此功能更加強(qiáng)大，應(yīng)用范圍更廣泛。 時(shí)鐘程序流程圖 時(shí)鐘程序流程圖如圖 23所示。時(shí)鐘由秒針、分針和時(shí)針組成，在程序中分別由 sdata， mdata， hdata 表示各單位的數(shù)據(jù)。 m++。具體編程方法如下： ，定義 toneh[]和 tonel[]兩個(gè)數(shù)組，將各個(gè)音樂頻率的定時(shí)器初值的 16 進(jìn)制數(shù)的高 8 位裝入 toneh[]，低 8 位裝入 tonel[]。本次設(shè)計(jì)采用的是定時(shí)器終端方式。就可在 引腳上得到此頻率的脈沖。 （ 2）在四位共陰 LED 數(shù)碼管上顯示出時(shí)間（ 24 小時(shí)制），包括小時(shí)、分鐘，當(dāng)定時(shí) 1 秒后，秒數(shù)加 1；當(dāng)定時(shí)滿 60 秒后，秒數(shù)歸零，分鐘數(shù)加 1；當(dāng)定時(shí)滿60 分鐘后，分鐘數(shù)歸零，小時(shí)數(shù)加 1；當(dāng)定時(shí)滿 24 小時(shí)后，小時(shí)數(shù)歸零。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到后，通過喇叭連續(xù)播放一段音樂。 本文將介紹一