【文章內(nèi)容簡介】 一個(gè)樂譜轉(zhuǎn)換為一定長度的代碼數(shù)據(jù)表。 (2) 在程序執(zhí)行時(shí)順序查此表，取出音階代碼，并根據(jù)音階代碼查頻率表，以得到該音階對(duì)應(yīng)的頻率，隨后將對(duì)應(yīng)的定時(shí)初值送定時(shí)器 T0，使定時(shí)器 T0 產(chǎn)生該音階對(duì)應(yīng)的頻率，并通過 ，驅(qū)動(dòng)外接揚(yáng)聲器發(fā)聲。 (3) 取出節(jié)拍代碼 N，由定時(shí)器 T1 控制延 時(shí)，通過定時(shí)中斷 N 次，產(chǎn)生 N*50ms 的定時(shí)。 T0、 T1 啟動(dòng)后，根據(jù)樂譜表，某一個(gè)音階發(fā)出相應(yīng)頻率的聲音，并持續(xù)相應(yīng)的節(jié)拍，連續(xù)起來，我們就可以聽到一個(gè)完整樂曲的演奏。 系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù) 基于單片機(jī)的音樂播放器在設(shè)計(jì)時(shí)需要解決以下 4 個(gè)方面的問題： 有關(guān)單片機(jī)中定時(shí)器的使用。 利用鍵盤控制實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的控制。 LED 顯示模塊的驅(qū)動(dòng)和編制。 揚(yáng)聲器控制電路 ,用于發(fā)出不同頻率的音調(diào)。 單片機(jī)音樂播放器畢業(yè)論文 第 4章 音樂播放器的硬件設(shè)計(jì) 一個(gè)完整的 音樂播放器電路相當(dāng)于一個(gè)簡單的單片機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由按鍵開關(guān)、單 片機(jī)、晶振和復(fù)位電路、 LED 顯示電路、揚(yáng)聲器控制電路 5個(gè)方面構(gòu)成。其中，除了單片機(jī)是集成的 IC 芯片，而其他 4個(gè)部分則需根據(jù)應(yīng)用要求而設(shè)計(jì)。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)芯片，配以必要的外部器件就能構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)。單片機(jī)具有較強(qiáng)的外部擴(kuò)展、通信能力，能方便地?cái)U(kuò)展至應(yīng)用系統(tǒng)所要求的規(guī)模。 當(dāng)使用帶 ROM 或 EPROM 的 MCS－ 51系列單片機(jī)時(shí)，只要一個(gè)芯片即可構(gòu)成一個(gè)單片機(jī)的最小系統(tǒng)。選用 80C51 或 8051 或 AT89C51 單片機(jī)作為主機(jī)，它們都具有 4K片內(nèi) ROM，128 字節(jié)片內(nèi) RAM，片外 ROM 尋址范 圍達(dá) 64K，片外 RAM 尋址范圍達(dá) 64K， 2 個(gè) 16 位計(jì)數(shù)器，5 個(gè)中斷源， 4個(gè)并行口， 1個(gè)串行口。簡易自動(dòng)樂曲播放器采用單片機(jī)最小系統(tǒng)足以滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，同時(shí)要設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)的晶振和復(fù)位電路。 單片機(jī)復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其作用是使 CPU 中的各個(gè)部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。當(dāng) 8051 的 ALE 及 兩腳輸出高電平， RST引腳高電平時(shí)，單片機(jī)復(fù)位。 8051 單片機(jī)的復(fù)位電路有上電復(fù)位和手動(dòng)按鈕復(fù)位兩種形式， RST/VPD 端的高電平直接由上電瞬間產(chǎn)生高電平則為 上電復(fù)位；若通過按鈕產(chǎn)生高電平復(fù)位信號(hào)稱為手動(dòng)按鈕復(fù)位。圖 41 為兼有上電復(fù)位與按鈕復(fù)位的電路。圖中，上電瞬間 RST端的電位與 Vcc 相同，隨著電容充電電流的減小， +5V 立即加到了 RST/VPD 端，該高電平使 8051 復(fù)位。若運(yùn)行過程中，需要程序從頭開始執(zhí)行，這只需按圖 41中的按鈕即可。按下按鈕則直接把 +5V 加到了 RST/VPD 端從而復(fù)位，這稱為手動(dòng)復(fù)位。在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，有些外圍芯片也需要復(fù)位，如果這些復(fù)位端的復(fù)位電平要求與單片機(jī)的要求一致，則可以與之相連。 單片機(jī)晶振電路 晶振是給單片機(jī)提 供工作信號(hào)脈沖的 ,這個(gè)脈沖就是單片機(jī)的工作速度 。 比如 12M 晶單片機(jī)音樂播放器畢業(yè)論文 振 ， 單片機(jī)工作速度就是每秒 12M。 當(dāng)然 ， 單片機(jī)的工作頻率是有范圍的 ， 不能太大 ， 一般 24M 就不上去了 ， 不然不穩(wěn)定 。 圖 42為晶振電路。 圖 41 復(fù)位電路 圖 42 晶振電路 鍵盤接口 電路的 設(shè)計(jì) 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的人機(jī)對(duì)話通道是用戶為了對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)以及了解應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)所設(shè)置的通道。主要有鍵盤、顯示器等通道接口。 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，為了控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及向系統(tǒng)中輸入數(shù)據(jù)， 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)單片機(jī)音樂播放器畢業(yè)論文 置鍵盤，用于系統(tǒng)復(fù)位，功能轉(zhuǎn)換以及數(shù)字輸入。鍵盤的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，借助鍵盤可以向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸入程序 、 置數(shù)、送操作命令、控制程序的執(zhí)行走向等。 在本次設(shè)計(jì)中鍵盤由 P1口輸入 , 按鍵設(shè)置： 1～ 4 四個(gè)數(shù)字鍵， A～ F 六個(gè)功能鍵。 數(shù)字鍵（ 1～ 4）： 用于輸入 1～ 4共 4首 樂曲的 序列號(hào)。 功能鍵（ A～ F）： A 鍵：樂曲從 1～ 4按順序播放 B 鍵：樂曲從 1～ 4循環(huán)播放 C 鍵： 循環(huán)播放某一樂曲 D 鍵： 從某一樂曲開始播放至最后一首樂曲 E 鍵：暫停 /播放 F 鍵：停止播放 各功能鍵（ A～ F）的意義與操作 : A 鍵：樂 曲從 1～ 4按順序播放。 當(dāng)用戶按下 A 鍵后， LED 顯示器清屏， 簡易自動(dòng)樂曲播放器 按照從頭到尾的順序自動(dòng)播放預(yù)先設(shè)定的 1～ 4共 4首 樂曲，全部樂曲 播放完畢則停止。 B 鍵：樂曲從 1～ 4循環(huán)播放。 當(dāng)用戶按下 B 鍵后， LED 顯示器清屏， 簡易自動(dòng)樂曲播放器 按照從頭到尾的順序自動(dòng)循環(huán)播放預(yù)先設(shè)定的全部 樂曲。 C 鍵： 循環(huán)播放某一樂曲 當(dāng)用戶按下 C鍵后，并選定某一樂曲， 隨即輸入選定樂曲的序列號(hào) (1～ 4)， 即按下 1～4 數(shù)字鍵之一， 簡易自動(dòng)樂曲播放器 對(duì) 選定的 某一樂曲 循環(huán) 播放。 D 鍵： 從某一樂曲開始播放至最后一首樂曲 當(dāng)用戶按下 D鍵后，并選定某一樂曲，隨即輸入選定樂曲的序列號(hào) (1～ 4)， 即按下 1～4 數(shù)字鍵之一， 簡易自動(dòng)樂曲播放器就從選定的 某一樂曲開始 播放 ，直到樂曲播放完畢則停止 。 E 鍵：暫停 /播放。 當(dāng)用戶按下 E 鍵時(shí) ， 簡易自動(dòng)樂曲播放器打斷正在 播放的某一樂曲，用戶再次按下 E鍵時(shí)，該樂曲繼續(xù) 播放。 F 鍵：停止播放。 當(dāng)用戶按下 F鍵時(shí)， 簡易自動(dòng)樂曲播放器終止正在 播放的某一樂曲。 本設(shè)計(jì)中按鍵作為輸入部分 ,由 P1口輸入。 單片機(jī)音樂播放器畢業(yè)論文 LED顯示接口 電路的設(shè)計(jì) 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，使用的顯示器主要有 LED 顯示器（發(fā)光二極管顯示器）。 這種顯示器成本低廉，配置靈活，與單片機(jī)接口方便。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用 LED 顯示器。 LED 顯示器由 8 位 LED 數(shù)碼管組成，用于顯示系統(tǒng)在各種不同條件下的狀態(tài)。 用單片機(jī)驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管有很多方法，按顯示方式分，有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示，按譯碼方式分為硬件譯碼和軟件譯碼。 靜態(tài)顯示是顯示驅(qū)動(dòng)電路具有輸出鎖存功能，單片機(jī)將要顯示的數(shù)據(jù)送出后不再控制LED，直到下次顯示時(shí)再傳送一次新的顯示數(shù)據(jù)。靜態(tài)顯示的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用 CPU 時(shí)間少。 動(dòng)態(tài)顯示要 CPU 時(shí)刻對(duì)顯示器件進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù) 會(huì)有閃爍 ，占用的 CPU 時(shí)間多。 這兩種顯示方式各有利弊：靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定，占用很少的 CPU 時(shí)間，但每個(gè)顯示單元都需要單獨(dú)的顯示驅(qū)動(dòng)電路，使用的電路硬件較多；動(dòng)態(tài)顯示雖然閃爍，占用的 CPU 時(shí)間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。 在本設(shè)計(jì)中由于顯示部分比較簡單，所以選用了靜態(tài)顯示方式 ， LED 顯示器由 74LS373來驅(qū)動(dòng) ,為了擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器 需一塊 74LS373(地址鎖存器 ) 。 LED 發(fā)光器件一般常用的有兩類：數(shù)碼管和點(diǎn)陣。常用的數(shù)碼管一般為 8字型數(shù)碼管，分為 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 DP 八段，其中 DP為小數(shù)點(diǎn)。數(shù)碼管常用的有 10 根管腳， 每一段有一根管腳，另外兩根管腳為一個(gè)數(shù)碼管的公共端，兩根之間相 連通。 數(shù)碼管從電路上來看可分為共陰和共陽兩種 ， 在本設(shè)計(jì)中用了共陽的 LED。 揚(yáng)聲器控制電路 的設(shè)計(jì) 揚(yáng)聲器控制電路用于發(fā)出不同頻率的音調(diào) ， 是在 口加一反相 器再連接到喇叭這樣就可夠成。 硬件原理圖 通過以上分析，本次設(shè)計(jì) 的 音樂播放器的電路原理圖如圖 44所示 。 單片機(jī)音樂播放器畢業(yè)論文 圖 44 音樂播放器的原理圖 單片機(jī)音樂播放器畢業(yè)論文 開機(jī)加電 顯示等待提示狀態(tài) F 讀取鍵盤 是否有鍵輸入？ N 是否是 A 鍵？ Y 是否是 B 鍵？ N 是否是 D 鍵？ N Y A 鍵子程序 Y B 鍵子程序 關(guān)閉定時(shí)器 T0 、 T1 置定時(shí)器 T0 、 T1 工作方式 Y D 鍵子程序 是否是 C 鍵？ C 鍵子程序 N Y 第 5章 音樂播放器的軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于定時(shí)中斷的設(shè)計(jì)、鍵盤控制、顯示的實(shí)現(xiàn)、樂曲的演奏等方面 。 主 控 軟件的 設(shè)計(jì) 與流程圖 主模塊是系統(tǒng)軟件的框架。本系統(tǒng)的主模塊的程序框圖可用 圖 51來表示。 主控模塊用于控制系統(tǒng)的工作。該模塊先初始化， 接著接受到復(fù)位信號(hào)后讀取鍵盤信號(hào)，再調(diào)用各鍵子程序。 圖 51 主 控 模塊的 流程 圖 主控程序主要源程序代碼如下： START: MOV SP, 60H MOV TMOD, 11H MOV IE, 8AH MOV IP, 08H 。T1 中斷優(yōu)先于 T0中斷 單片機(jī)音樂播放器畢業(yè)論文 中斷入口 產(chǎn)生周期方波 啟動(dòng)定時(shí)器 T0 查頻率表重裝音頻初值 中斷返回 關(guān)閉定時(shí)器 T0 MOV TH1, 3CH MOV TL1, 0BH 。以上為系統(tǒng)初始化， T=50ms W1: MOV P2, 10001110B 。等待提示 F LCALL GETKEY CJNE A, 0FFH, W1 MOV A, B CJNE A, 0AH, W2 LCALL KEY_A 。輸入鍵是 39。A39。,轉(zhuǎn) KEY_A SJMP W1 W2: CJNE A, 0BH, W3 LCALL KEY_B 。輸入鍵是 39。B39。,轉(zhuǎn) KEY_B W3: CJNE A, 0CH, W4 LCALL KEY_C 。輸入鍵是 39。C39。,轉(zhuǎn) KEY_C W4: CJNE A, 0DH, W5 LCALL KEY_D SJMP W1 。輸入鍵是 39。D39。,轉(zhuǎn) KEY_D 定時(shí)中斷服務(wù)子程序 的設(shè)計(jì)與流程圖 定時(shí)器 T0 用于產(chǎn)生不同頻率的音階 ， 如圖 52為定時(shí)器 T0 的中斷服務(wù)子程序。而定時(shí)器 T1 控制延時(shí)來實(shí)現(xiàn)不同的節(jié)拍 ， 定時(shí)時(shí)間設(shè)定為 50ms， 圖 53為定時(shí)器 T1 的中斷服務(wù)子程序 。 圖 52 定時(shí)器 T0 的中斷服務(wù) 流程圖 單片機(jī)音樂播放器畢業(yè)論文 中斷入口 裝入定時(shí)常數(shù) = 3C 0B H 啟動(dòng)定時(shí)器 T1 節(jié)拍數(shù)減 1 中斷返回 關(guān)閉定時(shí)器 T1 圖 53 定時(shí)器 T1 中斷服務(wù) 流程圖 其程序如下所示 INT_T0: CLR TR0 ；定時(shí)器 0 中斷子程序 MOV TL0, 20H MOV TH0, 21H CPL SETB TR0