基于單片機的音樂播放器的設計

潘俊臣成都理工大學信息科學與技術(shù)學院

?

基于單片機的音樂播放器的設計

潘俊臣
成都理工大學信息科學與技術(shù)學院

摘要：基于STC89C52 單片機、蜂鳴器、LCD液晶顯示等部件設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、電腦音樂的教學時，更直接、更簡便。

2　系統(tǒng)總體設計方案

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)硬件設計

3.1單片機最小系統(tǒng)

最小系統(tǒng)由單片機、復位電路、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復位電路

在復位引腳連接高電平超過2個機器周期，即可產(chǎn)生復位動作。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，在復位引腳上連接一個2μS的高電平脈沖，即可產(chǎn)生復位動作。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位的電路，電阻一般選擇10K，電容一般選擇22μF，復雜一點的就加個按鍵，可以進行手動復位。

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。在此基礎上加入LED小燈，增添系統(tǒng)的美觀性。液晶可以顯示當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的頻率和節(jié)拍均是通過軟件設計實現(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的頻率，可播放不同的音樂。本系統(tǒng)實現(xiàn)了“東風坡”、“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單片機應用技術(shù)［M］.北京：北京航空航天大學出版社，2004 .

［3］梁潔婷.單片機原理與應用［M］.北京：高等教育出版社，2002 .

［4］胡漢才.單片機原理及系統(tǒng)設計［M］.北京：清華大學出版社，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