开题报告---基于单片机的自动音乐播放器设计

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1、 毕业设计（论文）开题报告 课题名称 基于单片机的自动音乐播放器设计 院系名称 机械工程与自动化系 专 业 自动化 班 级 0821 学生姓名 1、课题任务的学习与理解 设计的课题是“基于单片机的音乐播放器设计”， 声音的频谱范围通常约为几十到几千赫兹，通过程序控制单片机的 I O 口可输出不同频率的矩形波。当该矩形波的频率位于声音频谱范围内时，在单片机的 I O 口接上喇叭就能发出声音。然后利用延时程序控制矩形波的高、低电平持续时间，即改变矩形波的频率，即可产生不同的音调，从而发出不同的声音，再 让矩形波输出的长短对应节拍，就可以实现单片机对音乐的演奏。 根据音乐演奏控制器所要实现的显示与选

2、曲及音乐产生功能原理，系统包括演奏扬声器 、 选曲 、 播放和显示几部分。其中， AGAIN 按键具有开启播放曲子和重复播放当前曲子的功能， FORM 按键具有播放前一曲的工能， NEXT 按键具有播放后一曲的功能， RES 键具有播放前一曲的功能。未播放时发光二级管产生流水灯，播放音乐的时能随着曲调闪烁。 所设计 音乐播放器可以播放多首音乐，曲目选择可以由键盘控制， 并通过显示器使其显示歌曲序号。 设计的音乐演奏控制器是通过控制单片 机内部的定时器来产生不同频率的方波，驱动喇叭发出不同音节的声音，再利用延迟来控制发音时间的长短，即控制音调中的节拍。同时设置按钮使所设计的程序能在五首歌曲之间进

3、行选曲 ， 设计显示器使其显示歌曲序号。 2、课题调研综述 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的 传感器 ，可实现诸如电压、 功率 、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或 数字电路 更加强大。例如精密的测量设备（ 功率计 ， 示波器 ，各种分析仪）。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹 的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控

4、制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡 ，民用豪华轿车的安全保障系统， 录像机 、 摄像机 、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。 单片机的重要硬件资源之一，利用定时器可以产生各种固定频率的方波信号，也可以产生包括 “Do“ 、 “Re“ 、 “Me“ -等音阶在内的各种频率声音。 在此设计中我 采用 12MHz的 晶振， 产生的频率信号即 音乐信号由 P3 7口输出，信号经过放大后由喇叭发出声音。 乐曲中，每一音符对应着确定的频率， 我们可以参照 给出 的 各音符频率及其相应的时间常数 来编写程序， 根据

5、表 中 所提供的常数，将其 16进制代码送入 芯片里 ，可以奏出音符。音符的节拍我们可以用定时器 T0来控制，送入不同的初值，就可以产生不同的定时时间。便如某歌曲的节奏为每分钟 94拍，即一拍为 0.64秒。其它节拍与时间的对应关系 也可以从两者关系表中得到 。 定时器 T0 工作在定时方式 1，改变 TH0 及 TL0，产生不同的音频频率。要编 写的乐谱按要求以音符字节数据表的形式存放在程序中，改变乐曲就是通过改变该数据表的内容来实现的。主程序的任务是按顺序读取数据表中的字节，根据情况调用音级子程序和音长子程序，启动定时器 T0 进行工作。 声音的频谱范围通常约为几十到几千赫兹，通过程序控制

6、单片机的 I O 口可输出不同频率的矩形波。当该矩形波的频率位于声音频谱范围内时，在单片机的 I O 口接上喇叭就能发出声音。然后利用延时程序控制矩形波的高、低电平持续时间，即改变矩形波的频率，即可产生不同的音调，从而发出不同的声音，再让矩形波输出的长短对应节拍， 就可以实现单片机对音乐的演奏。 单片机奏乐只需弄清楚两个概念，也就是“音调”和“节拍”。音调表示一个音符唱多高的频率，节拍表示一个音符唱多长的时间。 由于各个音调对应的频率是已知的，因此，播放音乐时，应对乐曲中出现的音调进行编码，并找出单片机播放这些音调所对应的定时初值。表 1 所列是音调编码与定时器的初值表，其中频率是已知的，编码可以自己设置，而定时初值便可得来。 对节拍的控制可通过延时程序来实现。表 2 所列是节拍编码表。若以 1 拍的时长为 400ms 为例， 1 2 拍的时长 为 200ms， 1 4 拍的时长为 100ms。首先，这样，确定一个基本时长的延时程序，比如以 100ms 为基本延时时间，那么， 1 4 拍可以调用一次延时程序， 1 2 拍需调用二次延时程序， 1 拍需调用四次延时程序，依次类推。 音调和节拍都进行过编码后，那么，一首乐曲就可以用若干个 8 位的简码表示。这样，任意一首乐曲的简码都可以通过乐谱提取软件获得，而得到简码后，就可以编程了。 表 1 音调编码与定时器初值表