浅谈基于Proteus的简易音乐播放器.docx
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浅谈基于Proteus的简易音乐播放器
《微处理器与接口技术课程设计》
报告
——简易音乐播放器设计
专业：
通信工程
班级：
姓名：
学号：
年月
摘要
本设计是基于AT89C51单片机的简易音乐播放器。
该音乐播放器是一个依据单片机技术原理，通过PROTEUS仿真软件对硬件电路进行仿真制作以及利用KEIL软件对音乐播放器源程序进行C怨言编译，而设计出的一个音乐播放器。
该音乐播放器通过控制单片机内部的定时器来产生不同频率的方波，驱动蜂鸣器发出不同音调的声音，程序通过把乐谱转化成相应的定时常熟来驱动蜂鸣器演奏音乐。
本音乐播放器共收录了3首歌曲，同时设计了LED等的变换，随着音调进行闪烁。
可以通过按键暂停和播放歌曲，并能够切换至下一个歌曲。
并能够通过LCD1602显示出歌曲的名称。
关键词：
AT89C51；LCD1602；音乐播放器；按键
第1章课程设计目的
1.1巩固和加深对微处理器原理和接口技术知识的理解；
1.2培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力；
1.3学会方案论证的比较方法，拓宽知识，初步掌握工程设计的基本方法；
1.4掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会软、硬件的设计和调试方法；
1.5能按课程设计的要求编写课程设计报告，能正确反映设计和实验成果，能用计算机绘制电路图和流程图。
第2章课程设计任务与要求
2.1设计任务
设计一个简单的音乐播放器，能够在系统开始模拟后自动播放音乐，并且能够在LCD屏幕上显示出正在播放的音乐的名字，LED灯随着音调的不同实现不同个数的灯亮，并且能够通过按键暂停、开始播放和切换歌曲。
2.2设计要求
1.在播放歌曲时LCD屏幕上能够正确显示出歌曲名。
２.在按下暂停按键后能够暂停播放歌曲，并且再次按下后能够继续播放歌曲。
３.在按下切换按键后能够切换歌曲，并且LCD屏幕上的歌名随之变换。
４.能够实现LED灯随着音乐音调进行相应的发光。
第3章硬件设计
3.1设计思想
本系统时由按键系统，单片机系统，屏幕显示系统以及音乐播放系统组成的。
该系统的控制核心时AT89C51单片机，便于编程，能够较好的完成音乐播放器内音乐的音调数据处理。
在播放音乐时运用LCD显示屏来直观的显示歌曲名称。
可以通过按键来完成音乐的暂停和播放，另一个按键来实现音乐之间的顺序切换。
3.2单片机及外围电路
微控制器采用AT89C51单片机。
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器，能够与MCS-51系列单片机完全兼容，MCS-51系列单片机以其推出时间早、配套资源丰富、开发手段完善、性价比高等特点而得到了广泛的应用，是单片机的主流品种。
AT89C51的主要特性包括：
4K字节可编程FLASH存储器、128×8位内部RAM、32可编程I/O线、两个16位定时器/计数器、5个中断源和片内振荡器等特性。
AT89C51的外围电路主要包括时钟电路，复位电路等。
时钟电路就是产生像时钟一样准确运动的振荡电路。
任何工作都按时间顺序。
用于产生这个时间的电路就是时钟电路。
时钟电路一般由晶体振荡器、晶震控制芯片和电容组成。
电路原理图如下图所示：
图１时钟电路
复位电路是一种用来使电路恢复到起始状态的电路设备，它的操作原理与计算器有着异曲同工之妙，只是启动原理和手段有所不同。
复位电路，就是利用它把电路恢复到起始状态。
就像计算器的清零按钮的作用一样，以便回到原始状态，重新进行计算。
电路原理图如下图所示：
图２复位电路
图３单片机外围电路
3.3显示电路
多数的应用系统都要配输出外设，有LED显示器和LCD显示器，为了达到显示目的，选用了LCD1602显示器。
LCD1602是一种工业字符型液晶，能够同时显示16×2即32个字符。
LCD1602液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，即可以显示出图形。
第1引脚：
GND为电源地
第2引脚：
VCC接5V电源正极
第3引脚：
V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。
第4引脚：
RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。
第5引脚：
RW为读写信号线，高电平
（1）时进行读操作，低电平（0）时进行写操作。
第6引脚：
E（或EN）端为使能（enable）端,高电平
（1）时读取信息，负跳变时执行指令。
第7～14引脚：
D0～D7为8位双向数据端。
LCD连接电路如下图所示：
图４LCD连接电路
3.4按键电路
按键控制电路中，单片机的P3口分别连接了2个按键开关，P3.2是播放和暂停按键，P3.3是播放下一首歌曲的按键，按键电路如下图所示：
图５按键电路
3.5蜂鸣器电路
蜂鸣器的正极一段连接在电源上，另一端接三极管的集电极，三极管的基极有单片机的P2.5管脚来控制，当P1.5管脚为低时，输出高电平，三极管导通，使蜂鸣器的电流形成贿赂，从而放出声音。
用户可以通过P2.5管脚的置低和置高来使蜂鸣器发出声音和关闭。
蜂鸣器电路如下图所示：
图６蜂鸣器电路
3.6发光二极管电路
在单片机一端7个引脚连接7个发光二极管，分别代表音乐中的7个音调,在音乐播放大的同时，发光二极管按照不同的音调进行闪烁，亮灯的个数代表着相应的音调，连接电路如下图所示：
图７ 发光二极管电路
第4章软件设计
4.1设计思想
系统软件部分从整体上分为按键模块和显示模块，按键模块下有按键检测模块，按键检测模块又包含播放模块和切换歌曲模块，流程图如下图所示：
图８按键模块流程图
系统显示模块为LCD屏幕的显示过程，该模块包换LCD初始化、按键检测模块、显示位置设置和显示内容，流程图如下图所示：
图９系统显示模块流程图
4.2流程图
在开启模拟之后，系统对按键系统进行检测，如果未检测到按键则将音乐一直播放下去，并且具有防止按键误触而导致的暂停或切换的功能，在检测到按键后，会对相应的按键进行相对应的操作，系统软件流程图如下图所示：
图10软件流程图
4.3源程序
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
sbitsounder=P2^0;//定义音乐输出端口
sbitkey1=P3^2;//定义按键用于暂停
sbitkey2=P3^3;//定义按键用于切换
sbitrs=P2^1;
sbitrw=P2^2;
sbite=P2^3;
voiddelay1（uintz）
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
voidlcd_wcmd（ucharcom）
{
rs=0;
rw=0;
e=0;
P0=com;
delay1
（2）;
e=1;
delay1
（2）;
e=0;
delay1
（2）;
}
voidlcd_wdat（uchardat）
{
rs=1;
rw=0;
e=0;
P0=dat;
delay1
（2）;
e=1;
delay1
（2）;
e=0;
delay1
（2）;
}
voidwrite_zfc（uchar*p）
{
while（*p!
=0）
lcd_wdat（*p++）;
}
voidlcd_init（）
{
lcd_wcmd（0x38）;
lcd_wcmd（0x01）;
lcd_wcmd（0x06）;
lcd_wcmd（0x0c）;
}
unsignedcharW=0,T;//用于选择音乐
unsignedcharTimer0_H,Timer0_L,Time;
voiddelay5ms（void）//误差0us
{
unsignedchara,b;
for（b=185;b>0;b--）
for（a=12;a>0;a--）;
}
voiddelay500ms（void）//误差0us
{
unsignedchara,b,c;
for（c=205;c>0;c--）
for（b=116;b>0;b--）
for（a=9;a>0;a--）;
}
//天空之城数据表音谱,高中低音,音长
codeunsignedcharMUSIC[336]={6,2,1,7,2,1,1,3,3,7,2,1,1,3,2,3,3,2,7,2,6,3,2,1,3,2,1,6,2,3,5,2,1,6,2,2,
1,3,2,5,2,6,3,2,2,4,2,3,3,2,1,4,2,2,1,3,2,3,2,5,1,3,1,1,3,1,1,3,1,7,2,3,4,2,1,4,2,2,7,2,2,7,2,6,6,2,1,7,2,1,1,3,3,7,2,1,1,3,2,
3,3,2,7,2,6,3,2,1,3,2,1,6,2,3,5,2,1,6,2,2,
1,3,2,5,2,6,2,2,1,3,2,1,4,2,2,1,3,1,7,2,2,
1,3,3,2,3,1,2,3,1,3,3,1,1,3,5,1,3,1,7,2,1,6,2,1,6,2,1,7,2,2,5,2,2,6,2,6,1,3,1,2,3,1,
3,3,3,2,3,1,3,3,2,5,3,2,2,3,6,5,2,1,5,2,1,
1,3,3,7,2,1,1,3,2,3,3,2,3,3,8,6,2,1,7,2,1,
1,3,2,7,2,2,2,3,1,2,3,1,1,3,3,5,2,5,4,3,2,
3,3,2,2,3,2,1,3,2,3,3,6,3,3,2,6,3,4,5,3,2,
5,3,2,3,3,1,2,3,1,1,3,5,1,3,1,2,3,2,1,3,1,
2,3,1,2,3,2,5,3,2,3,3,6,3,3,2,6,3,4,5,3,4,
3,3,1,2,3,1,1,3,5,1,3,1,2,3,2,1,3,1,2,3,3,7,2,2,0,0,0};
//送别数据表音谱,高中低音,音长
codeunsignedcharMUSIC1[174]={5,2,2,3,2,1,5,2,1,1,3,4,
6,2,2,1,3,2,5,2,4,5,2,2,1,2,1,2,2,1,3,2,2,
2,2,1,1,2,1,2,2,8,5,2,2,3,2,1,5,2,1,1,3,3,
7,2,1,6,2,2,1,3,2,5,2,4,5,2,2,2,2,1,3,2,1,
4,2,3,7,1,1,1,2,8,6,2,2,1,3,2,1,3,4,7,2,2,
6,2,1,7,2,1,1,3,4,6,2,1,7,2,1,1,3,1,6,2,1,
6,2,1,5,2,1,3,2,1,1,2,1,2,2,8,5,2,2,3,2,1,
5,2,1,1,3,3,7,2,1,6,2,2,1,3,2,5,2,4,5,2,2,
2,2,1,3,2,1,4,2,3,7,1,1,1,2,8};
//童年数据表音谱,高中低音,音长
codeunsignedcharMUSIC2[423]={5,1,1,5,1,1,3,1,1,5,1,2,3,1,1,5,1,2,6,1,1,6,1,1,1,2,1,6,1,2,6,1,1,1,2,2,2,2,1,2,2,1,3,2,1,2,2,2,5,1,1,6,1,1,5,1,1,1,2,1,1,2,1,5,1,1,1,2,1,1,2,1,1,2,2,1,2,1,1,2,1,5,1,2,1,2,1,6,1,1,5,1,1,3,1,1,2,1,1,1,1,2,3,1,1,5,1,1,5,1,2,5,1,1,3,1,1,6,1,1,6,1,1,1,2,1,6,1,1,6,1,1,6,1,1,6,1,1,5,1,1,1,2,2,1,2,1,1,2,1,1,2,1,6,1,1,1,2,1,6,1,1,5,1,2,0,2,1,3,1,1,6,1,1,1,2,1,6,1,1,5,1,1,3,1,1,2,1,1,3,1,1,5,1,1,5,1,2,5,1,1,3,1,1,6,1,1,6,1,1,1,2,1,6,1,1,6,1,1,6,1,1,6,1,1,5,1,1,1,2,2,1,2,1,1,2,1,1,2,1,6,1,1,6,1,1,1,2,1,2,2,2,0,2,1,5,1,1,2,2,1,5,2,1,2,2,2,5,2,1,5,2,2,5,2,1,5,2,1,5,2,1,3,2,1,2,2,1,1,2,1,1,2,2,6,1,1,6,1,1,1,2,1,6,1,1,1,2,1,2,2,1,2,2,1,2,2,1,2,2,1,2,2,1,1,2,1,3,2,1,2,2,1,2,2,8,
3,2,1,3,2,2,3,2,1,3,2,2,2,2,2,1,2,1,1,2,2,1,2,1,2,2,1,1,2,1,6,1,1,5,1,1,5,1,1,5,1,2,5,1,1,6,1,1,5,1,1,2,2,1,3,2,1,1,2,8,1,2,1,5,1,2,1,2,1,6,1,1,5,1,1,3,1,1,2,1,1,1,2,6,0,2,2};
//音阶频率表高八位
codeunsignedcharFREQH[]={0xF2,0xF3,0xF5,0xF5,0xF6,0xF7,0xF8,
0xF9,0xF9,0xFA,0xFA,0xFB,0xFB,0xFC,0xFC,0xFC,0xFD,0xFD,0xFD,0xFD,0xFE,
0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFF};
//音阶频率表低八位
codeunsignedcharFREQL[]={0x42,0xC1,0x17,0xB6,0xD0,0xD1,0xB6,
0x21,0xE1,0x8C,0xD8,0x68,0xE9,0x5B,0x8F,0xEE,0x44,0x6B,0xB4,0xF4,0x2D,
0x47,0x77,0xA2,0xB6,0xDA,0xFA,0x16};
voiddelayus2x（unsignedchart）//us延时
{
while（--t）;
}
voiddelayms（unsignedchart）//ms延时
{
while（t--）
{
//大致延时1mS
delayus2x（245）;
delayus2x（245）;
}
}
/*------------------------------------------------
节拍延时函数
各调1/4节拍时间：
调4/4125ms
调2/4250ms
调3/4187ms
------------------------------------------------*/
voiddelay（uchart）
{
uchari;
for（i=0;idelayms（250）;
TR0=0;
}
voidTIM0_ISR（）interrupt1//定时器0中断
{
TR0=0;
sounder=!
sounder;
TH0=Timer0_H;
TL0=Timer0_L;
TR0=1;
}
voidSong（）//歌曲处理函数
{
TH0=Timer0_H;//赋值定时器时间，决定频率
TL0=Timer0_L;
TR0=1;//打开定时器
delay（Time）;//延时所需要的节拍
}
voidled（unsignedchara）//频谱函数
{
switch（a）
{
case0:
P1=0xff;break;
case1:
P1=0x7f;break;
case2:
P1=0x7e;break;
case3:
P1=0x7c;break;
case4:
P1=0x78;break;
case5:
P1=0x70;break;
case6:
P1=0x60;break;
case7:
P1=0x40;break;
case8:
P1=0x00;break;
}
}
voidmain（void）
{
unsignedinti;
unsignedchark;
TMOD|=0x01;//置定时器0工作方式1
EA=1;//打开全局中断
ET0=1;//打开定时器0中断
EX0=1;//打开外部中断0中断
IT0=1;//设置为下降沿中断
EX1=1;//打开外部中断1中断
IT1=1;//设置为下降沿中断
PX1=1;//设置外部中断1为高优先级
lcd_init（）;
while
（1）
{if（W==0）
{
T=W;
lcd_wcmd（0x81）;
write_zfc（"tiankongzhi"）;
lcd_wcmd（0xc4）;
write_zfc（"cheng"）;
for（i=0;i<336;i=i+3）
{//音乐数组长度，唱完从头再来
led（MUSIC[i]）;
k=MUSIC[i]+7*MUSIC[i+1]-1;//去音符振荡频率所需数据
Timer0_H=FREQH[k];
Timer0_L=FREQL[k];
Time=MUSIC[i+2];//节拍时长
Song（）;
if（T!
=W）
break;
}
}
if（W==1）
{
T=W;
lcd_wcmd（0x01）;
lcd_wcmd（0x80）;
write_zfc（"songbie"）;
for（i=0;i<174;i=i+3）
{//音乐数组长度，唱完从头再来
led（MUSIC1[i]）;
k=MUSIC1[i]+7*MUSIC1[i+1]-1;//去音符振荡频率所需数据
Timer0_H=FREQH[k];
Timer0_L=FREQL[k];
Time=MUSIC1[i+2];//节拍时长
Song（）;
if（T!
=W）
break;
}
}
if（W==2）
{
T=W;
lcd_wcmd（0x80）;
write_zfc（"tongnian"）;
for（i=0;i<423;i=i+3）
{//音乐数组长度，唱完从头再来
led（MUSIC2[i]）;
k=MUSIC2[i]+7*MUSIC2[i+1]-1;//去音符振荡频率所需数据
Timer0_H=FREQH[k];
Timer0_L=FREQL[k];
Time=MUSIC2[i+2];//节拍时长
Song（）;
if（T!
=W）
break;
}
}
}
}
voidzhongduan0（）interrupt0//外部中断0中断服务程序用于暂停
{
delay5ms（）;//按键去抖
if（!
key1）
{
while（!
key1）;//松手检测
while（key1&&T==W）;//检测按键是否按下
delay5ms（）;//按键去抖
while（key1&&T==W）;//检测按键是否按下
while（!
key1&&T==W）;//松手检测
}
}
voidzhongduan1（）interrupt2//外部中断1中断服务程序
{
delay5ms（）;//按键去抖
if（!
key2）
{
if（W==2）W=0;
elseW++;
while（!
key2）;//松手检测
delay500ms（）;
}
}
第5章调试运行
5.1软件仿真运行
在AT89C51中加载源程序的HEX文件，开始运行，LCD屏幕正常显示，发光二极管随着音调的不同进行闪烁。
在按下切换按键后，会自动播放下一首歌曲。
在按下暂停按键后，音乐停止播放，发光二极管停止闪烁，再次按下暂停按键，继续播放当前歌曲，发光二极管重新开始闪烁。
图11软件仿真运行
图12软件仿真运行
第6章设计心得体会
在本次的单片机课程设计中，在老师布置下任务后，经过一番思考，决定使用之前并没有过多的接触的LCD屏幕进行显示设计，在浸过多次的上网查阅有关于LCD1602的使用方法，参考了多位他人的有涉及到LCD的报告，了解了LCD1602的引脚接发后，又遇到新的问题，关于LCD显示的初始化，读取数据，写入数据等多个方面的问题，通过查阅资料和对他人报告的仔细阅读，反复尝试，终于解决了在软件仿真时LCD屏幕无法显示的问题。
在想到音乐播放器这个课设题目时，觉得对于只是简单的播放音乐略显平常，故又在查阅资料时得到了用发光二极管来随着音调发光，且较为简单实现，LCD屏幕的显示也增加了项目的难度。
因为自身的水平有限，也做不出足够让人惊艳的课程设计项目，在编程过程中也多次参考了他人的程序，在中断和LCD有关内容的编程上多为参考别人的程序加以改编，本次的音乐播放器只收录了３首歌曲，在编程时准备添加更多歌曲时，在转换成HEX文件会提示单片机内存不足，所以放弃了这个想法，同样循环播放的目的也因为这个没能实现，只能通过按键来控制歌曲的切换，也算是一个小遗憾。
在编写歌曲的音频部分程序时，耗
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