潘俊臣成都理工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

?

基于單片機的音樂播放器的設(shè)計

潘俊臣
成都理工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

摘要：基于STC89C52 單片機、蜂鳴器、LCD液晶顯示等部件設(shè)計了音樂播放器系統(tǒng)。能夠播放指定的音樂以及彈奏簡單的樂曲，本系統(tǒng)以單片機作為主控核心，與顯示、發(fā)聲等模塊組成核心主控制模塊，在主控模塊上設(shè)有8個按鍵。經(jīng)實驗證實：該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，性價比高，具有一定的實用性和參考價值。

關(guān)鍵字：STC89C52 電子琴 音樂播放器

1　前言

隨著社會的發(fā)展進步，音樂逐漸成為我們生活中很重要的一部分。本系統(tǒng)設(shè)計一個基于單片機的簡易音樂播放器（電子琴）。電子琴是高科技在音樂領(lǐng)域的一個代表，它是古典文化與現(xiàn)代文明的一個濃縮體。它不僅可以幫助音樂教師進行傳統(tǒng)音樂文化的教育教學(xué)工作，還由于它又具備現(xiàn)代音樂，特別是電子音樂、電腦音樂的基本結(jié)構(gòu)、特征，因而使教師在進行現(xiàn)代音樂、電子音樂、電腦音樂的教學(xué)時，更直接、更簡便。

2　系統(tǒng)總體設(shè)計方案

本系統(tǒng)主要是以單片機為核心模塊，通過樂曲的每個音階對應(yīng)的頻率將其轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)，發(fā)送給單片機處理后，通過蜂鳴器模塊放大輸出音樂。與此同時LCD液晶屏顯示正在播放的歌曲，通過按鍵可選擇播放、暫停、上一曲、下一曲等功能。當(dāng)音樂播放時LED燈顯示電路會循環(huán)點亮，通過按鍵可選擇電子琴彈奏的功能，即本系統(tǒng)實現(xiàn)了音樂播放和電子琴彈奏兩大功能。

3　系統(tǒng)硬件設(shè)計

3.1單片機最小系統(tǒng)

最小系統(tǒng)由單片機、復(fù)位電路、晶振電路構(gòu)成。本系統(tǒng)采用STC89C52 單片機，該單片機是STC 公司生產(chǎn)的1 種低功耗、高性能CMOS8 位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。與傳統(tǒng)的51單片機相比具有很高的抗干擾能力。該系統(tǒng)中，單片機主要負責(zé)對鍵盤中斷處理，以完成播放、選歌、暫停等功能，并且控制液晶屏，使其顯示所播放歌曲名字。

3.2復(fù)位電路

在復(fù)位引腳連接高電平超過2個機器周期，即可產(chǎn)生復(fù)位動作。以12MHz的時鐘脈沖為例，每個時鐘脈沖為1μS，兩個機器周期為2μS，因此，在復(fù)位引腳上連接一個2μS的高電平脈沖，即可產(chǎn)生復(fù)位動作。最簡單的就是只有一個電阻跟一個電容就可組成一個可靠復(fù)位的電路，電阻一般選擇10K，電容一般選擇22μF，復(fù)雜一點的就加個按鍵，可以進行手動復(fù)位。

3.3顯示電路模塊

在本系統(tǒng)中我們采用的是字符型液晶顯示模塊，它是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD。在此基礎(chǔ)上加入LED小燈，增添系統(tǒng)的美觀性。液晶可以顯示當(dāng)前播放曲目序號及曲目名的功能，因此在電路中，我們要接入一個顯示模塊。由于LCD液晶顯示亮度較高，且價格實惠，程序與硬件電路相對簡單，故本系統(tǒng)中采用LCD液晶顯示歌曲信息。

3.4發(fā)聲電路

本系統(tǒng)采用了脈沖型蜂鳴器來播放音樂。一般情況下，其的工作電流較大，單片機I/O 口不能驅(qū)動，因此需要加入一個放大電流電路， 而8550NPN三極管能夠有效放大電流，從而驅(qū)動蜂鳴器。接入低電平時，蜂鳴器響，接入高電平時，蜂鳴器不響。

3.5按鍵電路

按鍵電路在單片機外圍電路中，采用的是機械彈性開關(guān)，通過軟件可以消除按鍵抖動，即在按下按鍵時程序會加上幾十毫秒的延遲。這種方式大大提高了系統(tǒng)的實用性與穩(wěn)定性。每個按鍵相互獨立，且實現(xiàn)不同的功能。

4　系統(tǒng)軟件設(shè)計

本系統(tǒng)所使用的軟件編程系統(tǒng)為Keil C51，是能夠兼容STC89C52 單片機的C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。軟件設(shè)計是產(chǎn)生音樂的重要環(huán)節(jié)，所要播放歌曲各個音符所對應(yīng)的頻率和節(jié)拍均是通過軟件設(shè)計實現(xiàn)的。這也決定了所播放歌曲的音質(zhì)效果，通過查詢歌曲音符對應(yīng)的頻率，可播放不同的音樂。本系統(tǒng)實現(xiàn)了“東風(fēng)坡”、“菊花臺”、“寧夏”等歌曲的播放，另外還實現(xiàn)了電子琴彈奏功能。通過按鍵可實現(xiàn)歌曲的暫停、播放、上一曲、下一曲功能。

5　結(jié)束語

本系統(tǒng)設(shè)計以STC89C52 單片機為控制核心，以LCD液晶顯示，能夠根據(jù)程序設(shè)定不同，播放不同的歌曲和實現(xiàn)電子琴的彈奏。通過按鍵控制歌曲播放、循環(huán)、暫停等功能，具有成本低廉、功能突出，硬件電路簡單易懂、可操作性強等優(yōu)點。系統(tǒng)使用便捷、拓展性強，有很好的實用性。

參考文獻

［1］劉蘭香，張秋生.51單片機應(yīng)用與開發(fā)實例［M］.機械工業(yè)出版社，2005.

［2］周立功.LPC900系列Flash單片機應(yīng)用技術(shù)［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004 .

［3］梁潔婷.單片機原理與應(yīng)用［M］.北京：高等教育出版社，2002 .

［4］胡漢才.單片機原理及系統(tǒng)設(shè)計［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2002.

［5］郭天祥. 新概念51單片機C語言教程［M］.電子工業(yè)出版社，2009