【文章內(nèi)容簡介】 一個樂譜轉(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，以得到該音階對應(yīng)的頻率，隨后將對應(yīng)的定時初值送定時器 T0，使定時器 T0 產(chǎn)生該音階對應(yīng)的頻率，并通過 ，驅(qū)動外接揚聲器發(fā)聲。 (3) 取出節(jié)拍代碼 N，由定時器 T1 控制延 時，通過定時中斷 N 次，產(chǎn)生 N*50ms 的定時。 T0、 T1 啟動后，根據(jù)樂譜表，某一個音階發(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) 基于單片機的音樂播放器在設(shè)計時需要解決以下 4 個方面的問題： 有關(guān)單片機中定時器的使用。 利用鍵盤控制實現(xiàn)對單片機的控制。 LED 顯示模塊的驅(qū)動和編制。 揚聲器控制電路 ,用于發(fā)出不同頻率的音調(diào)。 單片機音樂播放器畢業(yè)論文 第 4章 音樂播放器的硬件設(shè)計 一個完整的 音樂播放器電路相當于一個簡單的單片機系統(tǒng)，該系統(tǒng)由按鍵開關(guān)、單 片機、晶振和復(fù)位電路、 LED 顯示電路、揚聲器控制電路 5個方面構(gòu)成。其中，除了單片機是集成的 IC 芯片，而其他 4個部分則需根據(jù)應(yīng)用要求而設(shè)計。 單片機最小系統(tǒng) 單片機芯片，配以必要的外部器件就能構(gòu)成單片機最小系統(tǒng)。單片機具有較強的外部擴展、通信能力，能方便地擴展至應(yīng)用系統(tǒng)所要求的規(guī)模。 當使用帶 ROM 或 EPROM 的 MCS－ 51系列單片機時，只要一個芯片即可構(gòu)成一個單片機的最小系統(tǒng)。選用 80C51 或 8051 或 AT89C51 單片機作為主機，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 64K，片外 RAM 尋址范圍達 64K， 2 個 16 位計數(shù)器，5 個中斷源， 4個并行口， 1個串行口。簡易自動樂曲播放器采用單片機最小系統(tǒng)足以滿足系統(tǒng)設(shè)計要求，同時要設(shè)計單片機最小系統(tǒng)的晶振和復(fù)位電路。 單片機復(fù)位電路 復(fù)位是單片機的初始化操作，其作用是使 CPU 中的各個部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。當 8051 的 ALE 及 兩腳輸出高電平， RST引腳高電平時，單片機復(fù)位。 8051 單片機的復(fù)位電路有上電復(fù)位和手動按鈕復(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)位信號稱為手動按鈕復(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，這稱為手動復(fù)位。在實際應(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的要求一致，則可以與之相連。 單片機晶振電路 晶振是給單片機提 供工作信號脈沖的 ,這個脈沖就是單片機的工作速度 。 比如 12M 晶單片機音樂播放器畢業(yè)論文 振 ， 單片機工作速度就是每秒 12M。 當然 ， 單片機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 單片機應(yīng)用系統(tǒng)中的人機對話通道是用戶為了對應(yīng)用系統(tǒng)進行干預(yù)以及了解應(yīng)用系統(tǒng)運行狀態(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)置可以實現(xiàn)人機對話，借助鍵盤可以向計算機系統(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)計中鍵盤由 P1口輸入 , 按鍵設(shè)置： 1～ 4 四個數(shù)字鍵， A～ F 六個功能鍵。 數(shù)字鍵（ 1～ 4）： 用于輸入 1～ 4共 4首 樂曲的 序列號。 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。 當用戶按下 A 鍵后， LED 顯示器清屏， 簡易自動樂曲播放器 按照從頭到尾的順序自動播放預(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。 當用戶按下 B 鍵后， LED 顯示器清屏， 簡易自動樂曲播放器 按照從頭到尾的順序自動循環(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 (1～ 4)， 即按下 1～4 數(shù)字鍵之一， 簡易自動樂曲播放器 對 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 (1～ 4)， 即按下 1～4 數(shù)字鍵之一， 簡易自動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。 當用戶按下 E 鍵時 ， 簡易自動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，該樂曲繼續(xù) 播放。 F 鍵：停止播放。 當用戶按下 F鍵時， 簡易自動樂曲播放器終止正在 播放的某一樂曲。 本設(shè)計中按鍵作為輸入部分 ,由 P1口輸入。 單片機音樂播放器畢業(yè)論文 LED顯示接口 電路的設(shè)計 在單片機應(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，與單片機接口方便。在本系統(tǒng)的設(shè)計中采用 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)。 用單片機驅(qū)動 LED 數(shù)碼管有很多方法，按顯示方式分，有靜態(tài)顯示和動態(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)動電路具有輸出鎖存功能，單片機將要顯示的數(shù)據(jù)送出后不再控制LED，直到下次顯示時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 時間少。 動態(tài)顯示要 CPU 時刻對顯示器件進行數(shù)據(jù)刷新，顯示數(shù)據(jù) 會有閃爍 ，占用的 CPU 時間多。 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 時間，但每個顯示單元都需要單獨的顯示驅(qū)動電路，使用的電路硬件較多；動態(tài)顯示雖然閃爍，占用的 CPU 時間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。 在本設(shè)計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 ,為了擴展外部存儲器 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。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)計中用了共陽的 LED。 揚聲器控制電路 的設(shè)計 揚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 的 音樂播放器的電路原理圖如圖 44所示 。 單片機音樂播放器畢業(yè)論文 圖 44 音樂播放器的原理圖 單片機音樂播放器畢業(yè)論文 開機加電 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)閉定時器 T0 、 T1 置定時器 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 軟件設(shè)計的重點在于定時中斷的設(shè)計、鍵盤控制、顯示的實現(xiàn)、樂曲的演奏等方面 。 主 控 軟件的 設(shè)計 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)位信號后讀取鍵盤信號，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 單片機音樂播放器畢業(yè)論文 中斷入口 產(chǎn)生周期方波 啟動定時器 T0 查頻率表重裝音頻初值 中斷返回 關(guān)閉定時器 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 定時中斷服務(wù)子程序 的設(shè)計與流程圖 定時器 T0 用于產(chǎn)生不同頻率的音階 ， 如圖 52為定時器 T0 的中斷服務(wù)子程序。而定時器 T1 控制延時來實現(xiàn)不同的節(jié)拍 ， 定時時間設(shè)定為 50ms， 圖 53為定時器 T1 的中斷服務(wù)子程序 。 圖 52 定時器 T0 的中斷服務(wù) 流程圖 單片機音樂播放器畢業(yè)論文 中斷入口 裝入定時常數(shù) = 3C 0B H 啟動定時器 T1 節(jié)拍數(shù)減 1 中斷返回 關(guān)閉定時器 T1 圖 53 定時器 T1 中斷服務(wù) 流程圖 其程序如下所示 INT_T0: CLR TR0 ；定時器 0 中斷子程序 MOV TL0, 20H MOV TH0, 21H CPL SETB TR0