单片机课程设计报告

1、单片机课程设计报告简易单片机音乐播放器设计一、设计任务要求：利用单片机设计模拟音乐播放器功能，播放存储在内部存储器中的乐曲。可实现启动、停止、上一首、下一首等简单功能。二、基本理论知识：1音乐的演奏主要是控制音符和节拍，音符对应不同的声音频率，而节拍表达的是音符持续的时间。2要用单片机产生音频脉冲，只要计算某一音频的后期，将周期除2，利用定时器计时半周期，半周期后将输出脉冲的电平反相，再定半周期时间，对电平又反相，即可实现。如：要实现C调中音1，频率为523HZ，T=1/523=1912us，若fosc=12MHZ，T1工作在方式1，可得定时的初值为65536-956=64580=0FC44H

2、C调音符频率：1 2 3 4 5 6 7 | 频率：523 TH/TL：FC44H 0000H FFFFH三、硬件电路设计：设计一个音乐播放器，有三个按键及控制按钮：播放/暂停、下一曲、上一曲；通过控制按钮控制单片机，播放所要求的音乐，并通过放大电路和喇叭输出声音。同时通过LED灯显示器，用来显示所选曲目，该显示器在音乐播放中关闭，一曲演奏结束时，或选曲时才显示曲目信息，从而利于操作。 电路设计原理图1.89C51单片机拥有4KB的片内ROM和128KB的片内RAM。ROM和RAM的片外寻址范围都为64KB.单片机拥有32个并行口和1个串行口。在89C51单片机中存在5个中断源，其中2个外部中

3、断源、两个内部中断源和一个串行中断源。 通过TXAL1 与TXAL2输入时钟信号，通过p1.0p1.7输出控制现实控制信号的显示，有p3.2、p3.3与p3.5分别作为上一曲、下一曲和开始暂停的控制输入。2.显示电路是一个8位共阴极LED数码管。 单片机的P0.0-P0.7分别与数码管的A、B、C、D、E、F、G、DP相连接。 8位共阴极LED灯3. 晶振电路由两个30pF的电容和一个6Mhz的晶体振荡器组成。节点1与单片机的XTAL2相连接，节点2与单片机的XTAL1相连接，从而为单片机提供时间信号，为音乐的播放节拍控制提供基本时间单位：当晶体振荡频率为6.0MHz,定时器工作在方式1下时，

4、若各音阶相对应的定时器计数初值为X，则可根据下式计算X： 4. 控制电路，键一与p3.2相连、键二与p3.3相连、键3与p3.5相连。当电键按下时接口接低电平，从而实现对音乐播放器的控制。键一联通实现上一曲更换，键二联通实现下一曲更换，键三联通实现开始暂停操作。5. 发声电路由数字扬声器连接p2.0接口实现音乐的输出，由控制电路发出操作指令后，单片机调用相应程序，并将音乐信号由p2.0口输出，通过驱动扬声器发出美妙的音乐。6. 总体电路设计四、软件设计及流程图：主程序实现对单片机进行初始化后，进入曲目识别子程序，进行歌曲曲目判断。确定歌曲曲目后，数码管再进行显示。然后，子程序对是否播放进行循环

5、判断，得到播放中断的指令后再进行播放。执行播放后，关闭数码管显示并调用查表子程序进行播放音乐。在播放音乐的过程中，查表子程序循环判断音乐是否结束。当音乐结束时，程序跳转回曲目识别子程序。 1. 播放/暂停子程序播放/暂停在程序利用内部中断T0口。将T0口设为计数中断并工作在方式2下。标识符初值赋值为R1=00H，计数初值设为TH0=0FFH,TL0=0FFH。当按键第一次产生中断信号时，播放/暂停子程序改变标志符R1，将其赋值为01H。此时播放器由暂停状态进入播放状态。当按键第二次产生中断信号时，播放/暂停子程序判断R1是否为02H后，将R1再次赋值为00H。此时，播放器由播放状态进入暂停状态

6、。 代码实现如下： POP DPL ;恢复现场 POP DPH POP ACC SETB EA RETI ;中断返回START PAUSE:CPLF0 ;开始/暂停中断处理程序，将标置位取反 JB F0,RETURN ; SETB TR0 RETURN RETI ;中断返回DELAY: MOV 27H,26H D2: MOV 28H,#125D3: MOV 29H,#248 DJNZ 29H,$ DJNZ 28H,D3 DJNZ 27H,D2 DJNZ R2,DELAY RET2.曲目选择曲目选择子程序分为上一曲子程序和下一曲子程序。上一曲和下一曲功能实现方式类似，分别由外部中断和外部中断。下

7、面以实现上一曲功能为例：首先设置标识符R7初始值为00H。当按键产生中断信号，上一曲中断子程序改变标识符R7的值为01H并改变曲目R0的值。播放子程序判断出标识符R7改变后，先将R7赋值为00H，然后跳转到曲目识别子程序。代码实现如下：POP DPL ;恢复现场POP DPHPOP ACCSETB EA RETI ;中断返回LAST_MUSIC: PUSH ACC ;上一曲中断程序处理开始，保护现场PUSH DPH PUSH DPL CLR EA ;关中断 MOV A,22H ;曲目数送A CJNE A,#1,YY ;是否是第一首 MOV 22H,#N MOV B,#4 ;将R7指向最后一首歌

8、曲MOV A,#N-1MUL AB MOV R7,A AJMP BACK2 ;处理结束YY: DEC 22H MOV A,R7 SUBB A,#4 MOV R7,ABACK2: MOV R4,#00H MOV A,22H MOV DPTR,#OUT_TAB MOVC A,A+DPTR MOV OUT_NUM,A ;数码管显视相应歌曲的编号3.音调的高低用音阶表示，不同的音阶对应不同的频率。因此，不同频率的方波就可以产生音阶，音阶与频率的关系见表1。由于频率的倒数是周期，因此可由单片机中的定时控制方波周期，当定时器计数溢出时产生中断。将与扬声器连接的P1.7取反后就可得到方波的周期，从而达到了控

9、制频率，即音阶的目的。音阶频率（Hz）音阶频率（Hz）音阶频率（Hz）123456701311471651751962202470123456702622943303493924404940123456705235876596987848809880低八度音中音高八度音音调的长短用节拍数表示（例如1/4拍、2/4拍、），不同节拍数的不同音符的组合形成乐谱。程序中，音的节拍可由延时子程序实现。延时子程序设定为四分之一拍，节拍值只能是它的整数倍。音 符频率（Hz）简谱码（T值）音 符频率（Hz）简谱码（T值）低1DO26263628#4FA#74064860#1DO#27763731中5SO 78

10、464898低2RE29463835#5SO#83164923#2RE#31163928中6LA88064968低3M33064103#693264994低4FA34964204中7SI98865030#4FA#37064260高1DO104665058低5SO39264261#1DO#110965085#5SO#41564400高2RE117565110低6LA44064443#2RE#124565124#646664524高3M131865157低7SI49464524高4FA139765178中1DO52364331#4FA#1480651894.C调各音符频率与计数值T的对照表如下表所

11、示：5 . 每个音符使用1个字节，字节的高4位代表音符的高低，低4位代表音符的节拍，下表为节拍码的对照。但如果1拍为0.4秒，1/4拍是0.1秒，只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假设1/4节拍为1DELAY，则1拍应为4DELAY，以此类推。所以只要求得1/4拍的DELAY时间，其余的节拍就是它的倍数，如下表为1/4和1/8节拍的时间设定。1/4节拍1/8节拍曲调值DELAY曲调值DELAY调4/4125毫秒调4/462毫秒调3/4187毫秒调3/494毫秒调2/4250毫秒调2/4125毫秒 四分之一拍延时代码设计：1/4拍的延迟时间=187毫秒DELAY: MOV R7,#2D2: M

12、OV R4,#187D3: MOV R3,#248DJNZ R3,$DJNZ R4,D3DJNZ R7,D2RET6. 建立音乐代码库 （1）先找出乐曲的最低音和最高音范围，然后确定音符表T的顺序。（2）把T值表建立在TABLE1，构成发音符的计数值放在“TABLE”。（3）简谱码（音符）为高位，节拍为（节拍数）为低4位，音符节拍码放在程序的“TABLE”处。（4）音符节拍码00H为音乐结束标记。7.歌曲设计根据音乐软件的设计方法，简谱对应的简谱码、T值、节拍数如表所示。简谱发音简谱码T值节拍码节拍数低7低音Si16452411/41中音Do26458022/42中音Re36468433/43

13、中音Mi464777414中音Fa56482051+1/45中音So66489861+1/26中音La764968827中音Ti865030A2+1/2高1高音Do965058C3低6低音LaA64400F3+3/4低5低音SoB64260例 ： 中华人民共和国国歌代码实现如下，G=2/4DB 04H,04H,0C2H,14H,12H,12H,12H,11H,11H,0C2H,0D1H,0E1H,14H,14H,02H,32H,12H,21H,31H,52H,51H,51H,54HDB 32H,31H,31H,12H,11H,31H,52H,51H,31H,24H,24H,24H,64H,54

14、H,24H,34H,52H,34H,52H,32H,21H,31H,12H,11H,21H,34H,04HDB 52H,51H,0D1H,12H,12H,32H,31H,31H,52H,51H,51H,22H,22H,22H,0D2H,0D1H,0D1H,24H,22H,0C2H,14H,12H,12H,34H,32H,32H,54H,54H,54H,54HDB 12H,11H,31H,52H,51H,51H,64H,54H,32H,31H,11H,52H,52H,52H,32H,02H,12H,02H,0C4H,14HDB 0A2H,0A1H,11H,52H,52H,52H,32H,02H,

15、12H,02H,0C4H,14H,0C4H,14H,0C4H,14H,14H,04HDB 04H,04H,04H,04HDB 00HEND;五调试过程：（1）编程前画流程图，做整体规划，思路清晰。（2）借鉴网络资料，结合实验室硬件电路，写出合适的程序。（3）有时候程序一点错误也没有，但就是不能正常运行，最后发现程序中有的指令书写得不规范，还有些程序设置与硬件不匹配。（4）先从子程序入手，一一测试，然后总体运行。（5）编程过程中要注意加注释或分割线，否则，在程序过长时容易变得很乱，不便于查找或更改。六设计心得：在做此课程设计中遇到不少的难点，有的原理，根本就不知道怎样去实现。最后通过自己仔细查资

16、料和参考，一点一点的就慢慢懂了。在实验中发现，其实在难编写的程序都是由一些基础程序模块构成的，很多的基础模块前人就已经做好了，只要我们拼凑就行了，当然拼凑的工作也不是很简单，最重要的还是要自己的基础扎实，同时，自己的思路要非常的清晰。一周的实验做完后，感觉到平时掌握的东西实在太少了，要真正实现学有所成、学有所用还有很长的路要走。 单片机课程设计是一门很重要的课程，这个过程最能锻炼同学们的各种能力与智慧，为今后的其他专业课打下良好的基础。现在信息技术发展迅速，我们所学的东西在社会上也许已经或即将被淘汰。因此在学校要学的不仅是书本上的东西，更重要的是自学的能力、独立思考的能力和动手的能力。要想在竞

17、争异常激烈的现代社会立足，就必须培养这种能力。在学校的时间是最好的学习机会，一定要珍惜好这有限的时间，多学知识，结合实际，努力提高自己。七源程序：OUT BIT P2.0 ;定义音频输出端口p2.0N EQU 3;歌曲总数OUT_NUM EQU P1;数码管显视当前所放歌曲曲数 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP LAST_MUSIC ;外部中断0用于接上一曲歌按键 ORG 000BH AJMP F_T0 ;定时器0用于定时，作音符发生器用 ORG 0013HY4: AJMP NEXT_MUSIC ;外部中断1接下一曲歌按键 ORG 001BH AJMP ST

18、ART_PAUSE ;定时器1用计数，此处用作中断 ORG 0030HMAIN: MOV SP,#60H MOV DPTR,#TABLE MOV R0,#30H ;R0中存入数据30H MOV R5,#00H MOV R6,#1 ;R6存放正在设置入口信息的歌曲数SET_TAB: MOV A,R5 ;设置每首歌曲的入口信息 MOVC A,A+DPTR MOV R0,A INC R5 INC R0 MOV A,R5 MOVC A,A+DPTR MOV R0,A INC R5 INC R0 MOV A,R5 MOVC A,A+DPTR MOV R0,A INC R0 INC R5 MOV A,R5

19、 MOVC A,A+DPTR MOV R0,A INC R0 INC R5 INC R6 ;设置完一首歌曲后，歌曲数加一 CJNE R6,#N+1,SET_TAB ;是否设置完，没有便继续 MOV TMOD, #61H ;计数器0工作方式1，计数器1工作方式2 MOV TH1,#0FFH ;给计数器1置初值0FFH MOV TL1,#0FFH;计数器计数为1，相当于一外部中断 SETB ET1 ;允许计数器1中断 SETB ET0 ;允许计数器具0中断 CLR PT0 ;计数器0为低优先级 SETB PT1 ;计数器1为高优先级 SETB IT0 ;外部中断0为跳沿触发 SETB PX0 ;高

20、优先级 SETB IT1 ;外部中断1为跳沿触发 SETB PX1 ;高优先级 SETB EX1 ;允许外部中断1中断 SETB EX0 ;允许外部中断定0中断 SETB EA ;开中断总开关 SETB TR1 ;定时器1开始工作，作中断用 SETB OUT ;音频输出端口初始化 CLR F0 ;设置F0=0，用来作暂停/播放的标置位用 MOV 22H,#01H ;22H单元中存放正在播放的歌曲编号 MOV DPTR,#OUT_TAB ;将正在播放的歌曲编号送数码管显示 MOV A,22H MOVC A,A+DPTR MOV OUT_NUM,A MOV R7,#00H ;R7中存放歌曲总信息的

21、入口地址 START0:MOV R4,#00H ;R4存放当前正在播放歌曲的第几个节拍数 MOV R0,#30H ;30H开始的单元中存放歌曲的入口信息 MOV A,R7 ADD A,R0 MOV R0,A MOV DPH,R0 INC R0 MOV DPL,R0 INC R0 MOV A,R4 INC R4 MOVC A,A+DPTR MOV 26H,A NEXT: MOV R0,#30H ;开始取出歌曲的第一个数据 MOV A,R7 ADD A,R0 MOV R0,A MOV DPH,R0 INC R0 MOV DPL,R0 INC R0 MOV A,R4 INC R4 MOVC A,A+

22、DPTR JZ END0 ;若为0，则停止 MOV R1,A ;不为0，取出节拍数 ANL A,#0FH MOV R2,A MOV A,R1 SWAP A ANL A,#0FH JNZ SING ;音符不为0，唱 CLR TR0 ;为0，不唱,关频率发生器 SJMP MUSIC1 MUSIC: DEC A ;开始唱,进行相应的数据处理 MOV R3,A RL A MOV DPH,R0 INC R0 MOV DPL,R0 INC R0 MOVC A,A+DPTR MOV 21H,A MOV TH0,A MOV A,R3 RL A INC A MOVC A,A+DPTR MOV 20H,A MOV

23、 TL0,A SETB TR0 ;开唱MUSIC1:LCALL DELAY ;每个音符唱多久 JB F0,FOR ;是否暂停， AJMP NEXT ;没有暂停，继续FOR: CLR TR0 ;暂停，不唱 JB F0,$ ;等待播放 AJMP NEXT ;开始播放END0: CLR TR0 ;不唱 MOV A,22H ;唱完处理 CJNE A,#N,TT ;是不是全部歌曲都唱完 MOV 22H,#01H ;全部唱完，则从第一首开始再唱 MOV R7,#00H MOV OUT_NUM,#06H AJMP WWWTT: MOV A,R7 ADD A,#4 MOV R7,A INC 22H CLR E

24、A PUSH DPH PUSH DPL MOV A,22H MOV DPTR,#OUT_TAB MOVC A,A+DPTR MOV OUT_NUM,A POP DPL POP DPHTTT: SETB EA AJMP START0 ;开始下一首的演唱F_T0: MOV TH0,21H ;定时器0置初值 MOV TL0,20H CPL OUT ;频率产生 RETINEXT_MUSIC: PUSH ACC ;下一曲中断程序处理，保护现场PUSH DPH PUSH DPL CLR EA ;关中断 MOV A,22H CJNE A,#N,Y ;判断是不是最后一首 MOV R7,#00H MOV 22H

25、,#01H AJMP BACK Y: INC 22H ; 不是最后一首，唱下一首 MOV A,R7 ADD A,#4 MOV R7,ABACK: MOV R4,#00H ;数码管显示相应的歌曲编号 MOV A,22H MOV DPTR,#OUT_TAB MOVC A,A+DPTR MOV OUT_NUM,AMOV B,R0 MOV R4,#00H MOV R0,#30H MOV A,R7 ADD A,R0 MOV R0,A MOV DPH,R0 INC R0 MOV DPL,R0 INC R0 MOV A,R4 INC R4 MOVC A,A+DPTR MOV 26H,A ;结果存入26H单元

26、中 DEC R4 MOV R0,B ;恢复R0中的内容POP DPL ;恢复现场 POP DPH POP ACC SETB EA RETI ;中断返回LAST-MUSIC: PUSH ACC ;上一曲中断程序处理开始，保护现场 PUSH DPH PUSH DPL CLR EA ;关中断 MOV A,22H ;曲目数送A CJNE A,#1,YY ;是否是第一首 MOV 22H,#N ;是第一首歌曲 MOV B,#4 ;将R7指向最后一首歌曲 MOV A,#N-1 MUL AB MOV R7,A AJMP BACK2 ;处理结束YY: DEC 22H MOV A,R7 ;R7减4 SUBB A,

27、#4 MOV R7,ABACK2: MOV R4,#00H MOV A,22H MOV DPTR,#OUT_TAB MOVC A,A+DPTR MOV OUT_NUM,A ;数码管显视相应歌曲的编号 MOV B,R0 MOV R4,#00H MOV R0,#30H MOV A,R7 ADD A,R0 MOV R0,A MOV DPH,R0 INC R0 MOV DPL,R0 INC R0 MOV A,R4 INC R4 MOVC A,A+DPTR MOV 26H,A ;结果存入26H单元中 DEC R4 MOV R0,B;R0中的内容恢复 POP DPL ;恢复现场 POP DPH POP A

28、CC SETB EA RETI ;中断返回START_PAUSE:CPL F0 ;开始/暂停中断处理程序，将标置位取反 JB F0,RETURN ;为1返回 SETB TR0 ;为0则播放RETURN: RETI ;中断返回DELAY: MOV 27H,26H ;音符演奏时间控制D2: MOV 28H,#125D3: MOV 29H,#248 DJNZ 29H,$ DJNZ 28H,D3 DJNZ 27H,D2 DJNZ R2,DELAY RETOUT_TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H

29、,73H ;OUT_TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH TABLE: DW SONG1,TABLE1,SONG2,TABLE2,SONG3,TABLE3TABLE1:DW 64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030 DW 63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524MUSIC1: DB 04H ;1=C 2/4 军港之夜DB 32H,54H,52H,32H,54H,52H,32H,12H

30、,12H,32H,32H,54H,52H,32H,52H,52H,32H,32H,21H,31H,24H,0E2H,0D1H,0E1H,0D2H,0C2H,14H,14HDB 0C2H,32H,32H,12H,21H,31H,24H,32H,34H,0D2H,0C2H,14H,14H,32H,52H,52H,32H,52H,54H,32H,34H,31H,21H,12H,24H,24HDB 34H,0E2H,0C2H,0D1H,0E1H,0D4H,12H,0E2H,32H,32H,0E2H,0D1H,0E1H,0D4H,0D2H,0E2H,32H,32H,0E2H,0E2H,0D1H,0E1H

31、,0D4HDB 22H,0D1H,11H,0E2H,0D2H,0C4H,0C4H,32H,52H,52H,32H,62H,5H,61H,54H,31H,52H,31H,12H,31H,31H,32H,54H,52H,32H,52H,52H,32HDB 32H,21H,31H,24H,0E2H,0D1H,0E1H,0D2H,0C2H,34H,34H,32H,52H,52,32H,62H,51H,61H,54H,31H,52H,31H,12H,32H,12H,32H,32H,54H,52HDB 32H,52H,52H,31H,31H,32H,21H,31H,24H,0E2H,0D1H,0E1H,0

32、D2H,0C2H,14H,14HDB 32H,52H,52H,32H,32H,21H,31H,24H,0E2H,0D1H,0E1H,0D2H,0C2H,14H,14HDB 0C2H,32H,32H,12H,21H,31H,24H,32H,34H,0D2H,0C2H,14H,14H,32H,52H,52H,32H,52H,54H,32H,34H,31H,21H,12H,24H,24HDB 34H,0E2H,0C2H,0D1H,0E1H,0D4H,12H,0E2H,32H,32H,0E2H,0D1H,0E1H,0D4H,0D2H,0E2H,32H,32H,0E2H,0E2H,0D1H,0E1H,0

33、D4HDB 22H,0D1H,11H,0E2H,0D2H,0C4H,0C4H,32H,52H,52H,32H,62H,5H,61H,54H,31H,52H,31H,12H,31H,31H,32H,54H,52H,32H,52H,52H,32HDB 32H,21H,31H,24H,0E2H,0D1H,0E1H,0D2H,0C2H,34H,34H,32H,52H,52,32H,62H,51H,61H,54H,31H,52H,31H,12H,32H,12H,32H,32H,54H,52HTABLE2:DW 63835,64021,64103,64260,64400,64524,64580,64684

34、,64777 DW 64820,64898,64968,65030,65058,65110,65157,65178MUSIC2: DB 02H;1=C 4/4 海阔天空DB 04H,94HDB 0E8H,0E4H,0E4H,0E8H,0E4H,0F4H,0D4H,0C4H,0B4H,84H,84H,92H,92H,94H,92H,02HDB 0A4H,0A2H,0B2H,0B4H,0C4H,84H,82H,92H,94H,0A4HDB 04H,0C2H,0C2H,0D4H,0C2H,0D2H,0D8H,0D4H,0D2H,92HDB 0E8H,0E4H,0E4H,0E8H,0E4H,0F4H,

35、0D4H,0C4H,0B4H,84H,84H,92H,92H,94H,92H,02HDB 0A4H,0A2H,0B2H,0B4H,0C4H,0E8H,0D8HDB 0C8H,0C8H,08H,08H,78H,28H,38H,34H,24HDB 24H,64H,64H,24H,64H,72H,72H,78H,58H,54H,44H,38H,34H,14H,34H,84H,74H,74H,62H,62H,0D8H,78H,28H,38H,34H,24HDB 24H,64H,64H,24H,64H,72H,72H,72H,94H,92H,94H,0A4H,58H,58H,54H,44H ;DB 58H,58H,58H,58H,0A8H,0A8H,0A4H,0B4H,0A4H,84H,0A4H,94H,98H,98H,08HDB 84H,82H,82H,82H,82H,94H,0A2H,94H,92H,82H,74H,72H,