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單片機音樂播放器畢業(yè)論文-在線瀏覽

2024-11-05 13:25本頁面
  

【正文】 能 [4]。 單片機音樂播放器畢業(yè)論文 圖 11 KEIL uVISION2 集成開發(fā)環(huán)境主界面 設計內(nèi)容與目標 本設計以 AT89C51 單片機為核心。 重點研究內(nèi)容有: 鍵盤 電路 的設 計 與控制 LED 顯示器的驅(qū)動及顯示 軟件模塊的設計與編寫 單片機音樂播放器畢業(yè)論文 第 2章 音樂播放器的功能與組成 音樂播放器的功能 基于單片機的定時和控制裝置在許多行業(yè)中有著廣泛的應用,而音樂播放器是其應用之一。在本設計中,輸入裝置是按鍵開關,由于控制音樂播放器的運行模式,顯示裝置是 LED七段數(shù)碼管 [5]。 音樂播放器 按照從頭到尾的順序自動播放預先設定的 1~ 4 共 4 首 樂曲,全部樂曲播放完畢則停止 。 音樂播放器 按照從頭到尾的順序自動循環(huán)播放預先設定的全部 樂曲。 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, 音樂播放器 對 選定的某一樂曲開始循環(huán)播放 。 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, 音樂播放器就從選定的 某一樂曲開始播放,按照順序自動播放到最后一首 樂曲,樂曲 播放完畢則停止。 當用戶按下暫停鍵時, 音樂播放器打斷正在 播放的某一樂曲,用戶再次按下暫停鍵時,該樂曲繼續(xù) 播放。 當用戶按下復位鍵時, 音樂播放器終止正在 播放的某一樂曲。 51 單片機為整個系統(tǒng)的核心部分,是 帶動 整個系統(tǒng) 工作的重要部件。 鍵盤輸入 。 揚聲器作為輸出部分按照鍵盤給單片機的指令發(fā)出樂曲。 LED 顯示電路。 單片機音樂播放器畢業(yè)論文 音樂 播放器的系統(tǒng)組成框圖 如 圖 21所示: 圖 21 音樂 播放器的系統(tǒng)組成框圖 CPU AT89C51 鍵盤輸入 揚聲器 LED顯示電路 單片機音樂播放器畢業(yè)論文 第 3章 系統(tǒng)總體設計與關鍵技術 系統(tǒng)總體設計 根據(jù)系統(tǒng)的功能與組成,進行系統(tǒng)分析 ,系統(tǒng)除 CPU 核心部分外還需要與鍵盤連接以接收輸入指令,連接 LED 顯示器將要演奏的樂曲序號顯示出來,通過連接揚聲器使其發(fā)出音樂。 圖 31 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖 音樂播放器 的工作 原理 音樂 播放器可利用單片機的定時器構(gòu)成電子振蕩器來發(fā)聲 。振蕩器在 音樂 播放器的應用中有兩個特點,可產(chǎn)生聲音的頻率與不同波形的振蕩 。 在我們所設計的 音樂 播放器中,是通過單片機的定時器,產(chǎn)生不同頻率的方波信號,而沒有調(diào)整振蕩波形,因此 音樂 播放器發(fā)出的聲音,是矩形波產(chǎn)生的音響,純粹的矩形波聲音類似于單簧管的音色。根據(jù)這一特點,我們采用單片機輔以相應的接口來設計 音樂 播放器。 由:nos ffX ???? 2112)2( 16 , 則 定時初值為 : 162 24osnfX f?? 以音階“ 1”為例: f= 523 Hz,則 T= 1/f 定時初值: 61 6 1 6 1 2 1 02 2 6 4 5 8 0 4 42 4 2 4 5 2 3o s nfX F C Hf ?? ? ? ? ? ?? 用同一方法可求出其它音階所對應的頻率定時初值,將其制表放在程序中,通過查表向定時器 T0 裝 入所要求的定時初值,即可產(chǎn)生某一音階所對應的頻率的方波信號。設置定時器 T1單片機音樂播放器畢業(yè)論文 的定時中斷 T= 50ms ,采用定時方式 1。以此類推,通過定時中斷 N 次,可產(chǎn)生 N*50ms 的定時以滿足 1/4 拍、 1/2 拍、 1拍、 2拍等不同節(jié)拍的定時要求。不同節(jié)拍在單片機中的中斷次數(shù) (音長 )對應如下: 節(jié) 拍 1/8 1/4 1/2 3/4 1 3/2 2 3 4 時間長度 音長 (Dec) 1 2 4 6 8 12 16 24 32 音長 (Hex) 01H 02H 04H 06H 08H 0CH 10H 18H 20H 樂譜在程序中的編制 將樂譜轉(zhuǎn)換為代碼,應包含樂曲的總長度、音階、音長 (節(jié)拍 )等信息。 (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,以得到該音階對應的頻率,隨后將對應的定時初值送定時器 T0,使定時器 T0 產(chǎn)生該音階對應的頻率,并通過 ,驅(qū)動外接揚聲器發(fā)聲。 T0、 T1 啟動后,根據(jù)樂譜表,某一個音階發(fā)出相應頻率的聲音,并持續(xù)相應的節(jié)拍,連續(xù)起來,我們就可以聽到一個完整樂曲的演奏。 有關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)。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)應用要求而設計。單片機具有較強的外部擴展、通信能力,能方便地擴展至應用系統(tǒng)所要求的規(guī)模。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。 單片機復位電路 復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。 8051 單片機的復位電路有上電復位和手動按鈕復位兩種形式, RST/VPD 端的高電平直接由上電瞬間產(chǎn)生高電平則為 上電復位;若通過按鈕產(chǎn)生高電平復位信號稱為手動按鈕復位。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 復位。按下按鈕則直接把 +5V 加到了 RST/VPD 端從而復位,這稱為手動復位。 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 。 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 41 復位電路 圖 42 晶振電路 鍵盤接口 電路的 設計 單片機應用系統(tǒng)中的人機對話通道是用戶為了對應用系統(tǒng)進行干預以及了解應用系統(tǒng)運行狀態(tài)所設置的通道。 在單片機應用系統(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), 應用系統(tǒng)設單片機音樂播放器畢業(yè)論文 置鍵盤,用于系統(tǒng)復位,功能轉(zhuǎn)換以及數(shù)字輸入。 在本次設計中鍵盤由 P1口輸入 , 按鍵設置: 1~ 4 四個數(shù)字鍵, A~ F 六個功能鍵。 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。 B 鍵:樂曲從 1~ 4循環(huán)播放。 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。 E 鍵:暫停 /播放。 F 鍵:停止播放。 本設計中按鍵作為輸入部分 ,由 P1口輸入。 這種顯示器成本低廉,配置靈活,與單片機接口方便。 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)。 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)。 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。 在本設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 ) 。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)碼管從電路上來看可分為共陰和共陽兩種 , 在本設計中用了共陽的 LED。 硬件原理圖 通過以上分析,本次設計 的 音樂播放器的電路原理圖如圖 44所示 。 主 控 軟件的 設計 與流程圖 主模塊是系統(tǒng)軟件的框架。 主控模塊用于控制系統(tǒng)的工作。 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 。以上為系統(tǒng)初始化, T=50ms W1: MOV P2, 10001110B 。輸入鍵是 39。,轉(zhuǎn) KEY_A SJMP W1 W2: CJNE A, 0BH, W3 LCALL KEY_B 。B39。輸入鍵是 39。,轉(zhuǎn) KEY_C W4: CJNE A, 0DH, W5 LCALL KEY_D SJMP W1 。D39。而定時器 T1 控制延時來實現(xiàn)不同的節(jié)拍 , 定時時間設定為 50ms, 圖 53為定時器 T1 的中斷服務子程序 。定時器 1中斷子程序 CLR TR0 LCALL KEY_E MOV TH1, 3CH MOV TL1, 0BH DJNZ 60H, OUT MOV 60H, 20 OUT: SETB TR1 RETI 鍵盤控制模塊 的設計與流程圖 鍵盤控制模塊分為 6 個功能鍵和讀 4個數(shù)字鍵。 F鍵子模塊 單片機音樂播放器畢業(yè)論文 入口 系統(tǒng)復位 系統(tǒng)返回 入口 L E D 顯示 E T R 0 、 T R 1 取反 系統(tǒng)返回 E 鍵被按下? N Y F 鍵是用 于 實現(xiàn) 系統(tǒng) 復位 圖 54 F 鍵流程圖 中斷鍵盤檢測 LCALL DELAY2 。如果是高電平就跳到 L2 JNB , $ 。讓 LED 顯示 E L3: JB , $ 。如果再來一個高電平才跳出中斷 MOV P2,R5 L2: SETB TR0 RET 單片機音樂播放器畢業(yè)論文 入口 L E D 顯示器清屏 調(diào) A 鍵 子程序 系統(tǒng)返回 入口 LED 顯示器清屏 調(diào) MUSIC1 ~ MUSIC4 子程序即按順序自動播放 4 首樂曲,并顯
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