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单片机简易音乐播放器Proteus仿真程序

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楼主
ID:991884 发表于 2021-12-13 20:05 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
实现简易播放旋律音乐
仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）


简易音乐播放器的工作原理

简易音乐播放器是通过MCU产生特定频率的信号，以达到控制蜂鸣器发出不同的声音的目的。因此，简易交通灯包括MCU最小系统电路，蜂鸣器驱动电路，按键控制电路。基本原理如图2.1所示。


图2.1 简易音乐播放器原理框架
由图2.1可以看出，按键控制电路向MCU最小系统发送控制信号，MCU最小系统发出不同频率的信号控制蜂鸣器驱动电路发出声音，达到播放音乐的目的。

2.3 蜂鸣器的的选择

图2.4 无源蜂鸣器
蜂鸣器分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器两种，有源和无源指的是“震荡源”而不是“电源”，有源蜂鸣器的内部含有震荡源，两个引脚接入电源就会直接发出声音，使用起来简单方便，但由于内部震荡源确定，只能发出单一的声音，所以我们这里选用无源振荡器；无缘振荡器内部不含震荡源，使用的时候必须在引脚上加入震荡的方波，驱动起来比较复杂，但是无源蜂鸣器可以根据方波频率的变化发出不同的声音，非常适合我们做简易音乐播放器的发声装置。

2.4 三极管驱动蜂鸣器

图2.5 NPN三极管
无源蜂鸣器的驱动方式有很多种，常见的有使用PNP三极管驱动、NPN三极管驱动、ULN2003D芯片驱动。总而言之，单片机自身的驱动电流无法驱动蜂鸣器发声，需要一个放大器件进行驱动。
这里选用NPN三极管进行驱动，因为NPN三极管常见，成本低、稳定性好，相对于ULN2003D来说性价比更好，更符合工程实际。

2.5 LCD1602显示电路
LCD1602的8根数据线和3根控制线E，RS和R/W与单片机相连后即可正常工作。一般应用中只须往LCD1602中写入命令和数据，因此，可将LCD1602的R/W读/写选择控制端直接接地，这样可节省1根数据线。VO引脚是液晶对比度调试端，通常连接一个10kΩ的电位器即可实现对比度的调整；也可采用将一个适当大小的电阻从该引脚接地的方法进行调整，不过电阻的大小应通过调试决定。


第三章 电路分析与参数计算
图3.1 STC89C52单片机复位电路
8051系列单片机的ALE及/PSEN两引脚输出高电平，RST引脚高电平到时，单片机复位。若直接由启动瞬间产生，则为启动复位，若通过按动按钮产生高电平复位称手动复位。如图3.1所示，上电时，接通电源，电容器C相当于瞬间短路，+5V加到了RST/VPD端，该高电平使8051全机复位。

3.2 蜂鸣器驱动电路

图3.2 蜂鸣器驱动电路
蜂鸣器的驱动电路，如图3.2所示。由于单片机1/0口的驱动电流仅有100~200
uA，远远小于驱动蜂鸣器的电流，故用三极管来扩流，这里用的是2    N3417（NPN）。由原理图可知，单片机的P2.6端口出现高电平时，三极管导通，从而电流由VCC经三极管再经蜂鸣器到达GND，这样蜂鸣器就会发声；相反，若D5为低电平，则三极管截止，蜂鸣器中没有电流，那么肯定就不发声。
3.3 按键控制电路

图3.3 按键控制电路
简易音乐播放器的按键控制电路由三个按键组成，分别接在单片机的P1.0-P1.2口，单片机IO口在默认情况下为高电平，当按键按下后引脚接地，单片机IO口变为低电平。单片机由此判断哪个按键按下。
MUSIC1：音乐一播放按键，按键按下后，简易音乐播放器播放第一首音乐。
MUSIC2：音乐二播放按键，按键按下后，简易音乐播放器播放第二首音乐。
PAUSE/CONTINUE：音乐暂停/播放按键，在音乐播放时，可以通过此按键控制音乐的播放与暂停。

第四章 程序设计与仿真调试

4.1 程序设计
4.1.1 简易音乐播放器总体流程
  1.系统上电后，等待音乐选择。
  2.音乐播放时可以暂停和切换歌曲。


仿真中遇到的问题
1.简易音乐播放器仿真时，无源蜂鸣器元件BUZZTON无法发出声音。

排查过程：首先检查了蜂鸣器驱动电路，元件是否选择正确，电路是否连接正确。然后检查其他硬件电路是否正常，最后检查程序是否正确。
原因与改进办法：在Proteus8.6版本中元件无源蜂鸣器BUZZTON不支持仿真，无论如何都是无法发出声音的，故使用无源蜂鸣器SOUNDER代替。

简易音乐播放器共有三个部分组成。第一个部分为STC89C52最小系统。最小系统控制引脚输出频率变化的方波，驱动无源蜂鸣器播放音乐。
第二部分是无源蜂鸣器驱动电路，因为单片机IO口本身驱动电流及其微小，无法直接驱动无源蜂鸣器，所以使用了一个NPN三极管放大电流，此部分也可以使用PNP型三极管或者ULN2003D驱动芯片。
第三部分是按键控制电路，三个按键分别控制播放两首音乐和控制音乐的播放和暂停。

单片机源程序如下:
  1. #include "reg52.h"   
  2. #include "string.h"   

  4. #define uint8     unsigned char
  5. #define uint16   unsigned short int

  7. #define SETMODE  0x38  //16*2显示,5*7点阵,8位数据接口
  8. #define DISOPEN  0x0C  //显示开,不显示光标,光标不闪烁
  9. #define DISMODE  0x06  //读写字符后地址加1,屏显不移动
  10. #define SETADDR  0x80  //设置数据地址指针初始值
  11. #define CLEAR  0x01  //清屏,数据指针清零
  12. #define RET  0x02  //回车,数据指针清零
  13. #define PORT  P0  //I/O口

  15. sbit RS = P2^6;
  16. sbit RW = P2^5;
  17. sbit E = P2^7;
  18. sbit key_stop = P3^0;//暂停按键
  19. sbit key_play = P3^1;//播放
  20. sbit key_next = P3^2;//下一首按键
  21. sbit key_last = P3^3;//上一首按键

  23. sbit Beep =  P1^5;

  25. uint8 code MUSIC1_NAME[]="MUSIC1";
  26. uint8 code MUSIC1_lyric[]="Bells on bob.tail ring";
  27. uint8 code MUSIC2_NAME[]="MUSIC2";
  28. uint8 code MUSIC2_lyric[]="Happy birthday to you!";
  29. uint8 code MUSIC3_NAME[]="MUSIC3";
  30. uint8 code MUSIC3_lyric[]="Two tigers,Two tigers";

  32. uint8 code string_stop[]="now stop................";



  36. uint8 music_cacah=0;//记录当前音乐曲目

  38. uint8 flag_music = 1;//音乐曲目标志
  39. uint8 flag_stop=1;//音乐播放/暂停标志

  41. unsigned char p,m;   //m为频率常数变量   
  42. unsigned char i=0;  



  46. unsigned char n=0;  //n为节拍常数变量   
  47. unsigned char code MUSIC1[] ={0xff,//Jing Bells
  48.                     0x26,0x20,0x18,0x20,0x19,0x20,0x1c,0x20,0x26,0x40,0x60,0x10,0x26,0x20,
  49.                     0x26,0x20,0x18,0x20,0x19,0x20,0x1c,0x20,0x24,0x40,0x60,0x10,0x24,0x20,
  50.                     0x18,0x20,0x19,0x20,0x13,0x20,0x13,0x20,0x13,0x20,0x13,0x20,0x12,0x20,
  51.                     0x13,0x20,0x15,0x20,0x19,0x20,0x1c,0x20,0x00,
  52.                    };
  53. unsigned char code MUSIC2[] ={0xff,//happy birthday
  54.                     0x26,0x20,0x26,0x20,0x24,0x40,0x26,0x40,0x1c,0x40,0x20,0x80,0x26,0x20,
  55.                     0x26,0x20,0x24,0x40,0x26,0x40,0x19,0x40,0x1c,0x80,0x26,0x20,0x26,0x20,
  56.                     0x13,0x40,0x18,0x40,0x1c,0x40,0x20,0x40,0x12,0x40,0x15,0x20,0x15,0x20,
  57.                     0x18,0x40,0x1c,0x40,0x19,0x40,0x18,0x80,0x26,0x20,0x26,0x20,0x18,0x40,
  58.                     0x1c,0x40,0x19,0x40,0x18,0x80,0x26,0x20,0x26,0x20,0x24,0x80,0x00,
  59.                    };
  60. unsigned char code MUSIC3[] ={0xff,//Two tigers
  61.                     0x39,0x40,0x33,0x40,0x30,0x40,0x39,0x40,0x39,0x40,0x33,0x40,0x30,0x40,
  62.                     0x39,0x40,0x30,0x40,0x2b,0x40,0x26,0x80,0x30,0x40,0x2b,0x40,0x26,0x80,
  63.                     0x26,0x10,0x24,0x30,0x26,0x10,0x2b,0x30,0x30,0x40,0x39,0x40,0x26,0x10,
  64.                     0x24,0x30,0x26,0x10,0x24,0x30,0x26,0x10,0x2b,0x30,0x30,0x40,0x39,0x40,
  65.                     0x39,0x40,0x26,0x40,0x39,0x80,0x39,0x40,0x26,0x40,0x39,0x80,0x00,
  66.                    };


  69. void Int1Init()
  70. {
  71.         TMOD&=0x0f;   
  72.   TMOD|=0x01;   
  73.   TH0=0xd8;TL0=0xef;  
  74.         EA=1;
  75.   ET0=1;
  76. }

  78. void delayms (unsigned char m)   //控制频率延时   
  79. {   
  80. unsigned i=3*m;   
  81. while(--i);   
  82. }  

  84. void delaymsms(unsigned char a)  //豪秒延时子程序   
  85. {   
  86.   while(--a);                  
  87. }  
  88. void Write1602_Com(uint8 com)
  89. {
  90.     E=0;
  91.     RS=0;  //命令
  92.     delayms(50);  //延时
  93.     RW=0;  //写
  94.     delayms(50);
  95.     PORT=com;  //端口赋值
  96.     delayms(50);
  97.     E=1;  //高脉冲
  98.     delayms(50);
  99.     E=0;
  100. }

  102. void Write1602_Dat(uint8 dat)
  103. {
  104.     E=0;
  105.     RS=1;  //数据
  106.     delayms(50);  //延时
  107.     RW=0;  //写
  108.     delayms(50);
  109.     PORT=dat;  //端口赋值
  110.     delayms(50);
  111.     E=1;  //高脉冲
  112.     delayms(50);
  113.     E=0;
  114. }

  116. void Init1602(void)
  117. {
  118.     Write1602_Com(SETMODE);  //模式设置
  119.     delayms(500);
  120.     Write1602_Com(DISOPEN);  //显示设置
  121.     delayms(500);
  122.     Write1602_Com(DISMODE);  //显示模式
  123.     delayms(500);
  124.     Write1602_Com(CLEAR);  //清屏
  125.     delayms(500);
  126. }

  128. void Write1602_Str(uint8 addr,uint8 length,uint8 *pbuf)
  129. {
  130.     uint8 i;
  131.     Write1602_Com(addr);
  132.     for(i=0;i<length;i++)
  133.     {
  134.        Write1602_Dat(pbuf[i]);
  135.     }
  136. }

  138. void scanf()
  139. {
  140.         if(key_stop == 0)
  141.         {
  142.                 delaymsms(10);//消抖
  143.                 flag_stop = 0;
  144.                 while(key_stop==0);//等待按键弹起
  145.         }
  146.         if(key_next == 0)
  147.         {
  148.                 delaymsms(10);//消抖
  149.                 flag_stop = 0;
  150.                 flag_music++;
  151.                 while(key_next==0);//等待按键弹起
  152.         }
  153.         if(key_last == 0)
  154.         {
  155.                 delaymsms(10);//消抖
  156.                 flag_stop = 0;
  157.                 flag_music--;
  158.                 while(key_last==0);//等待按键弹起
  159.         }
  160.        
  161.         if(flag_music==0)//1-8循环切歌
  162.                 flag_music=3;
  163.         if(flag_music==4)
  164.                 flag_music=1;
  165. }

  167. void music_play(uint8 ur[])
  168. {
  169.         music_cacah = flag_music;
  170.         i = 0;
  171. play:   
  172.    while(1)   
  173.     {   
  174.     a:
  175.                         if(flag_stop==0)//音乐暂停
  176.                                 {
  177.                                         if(flag_music != music_cacah)//如果播放途中切换了曲目，跳出当前播放
  178.                                         {
  179.                                                 flag_stop=1;
  180.                                                 break;
  181.                                         }
  182.                                         else
  183.                                         {
  184.                                                 Write1602_Str(0x80+0x40,strlen(string_stop),string_stop);  //"stoping..."
  185.                                                 while(1)//等待音乐播放
  186.                                                 {
  187.                                                         scanf();
  188.                                                         if(key_play==0||flag_music != music_cacah)//按下播放键
  189.                                                         {
  190.                                                                 flag_stop=1;
  191.                                                                 break;
  192.                                                         }
  193.                                                 }
  194.                                                 if(flag_music != music_cacah)//如果暂停途中切换了曲目，跳出当前播放
  195.                                                 {
  196.                                                         flag_stop=1;
  197.                                                         break;
  198.                                                 }
  199.                                         }
  200.                                 }
  201.                          p=ur[i];   
  202.        if(p==0x00)       { i=0, delaymsms(1000); goto play;}     //如果碰到结束符,延时1秒,回到开始再来一遍   
  203.        else if(p==0xff)  { i=i+1;delaymsms(100),TR0=0; goto a;}  //若碰到休止符,延时100ms,继续取下一音符   
  204.             else         {m=ur[i++], n=ur[i++];}  //取频率常数 和 节拍常数   
  205.              TR0=1;                                             //开定时器1   
  206.        while(n!=0) Beep=~Beep,delayms(m);                         //等待节拍完成  
  207.        TR0=0;                                             //关定时器1   
  208.     }
  209. }



  213. void main()
  214. {
  215.           Int1Init();//定时器中断1初始化

  217.                 Init1602();  //初始化1602
  218.           Write1602_Str(0x80+0x40,strlen(string_stop),string_stop);  //"stop"

  220.     while(1)
  221. ……………………

  223. …………限于本文篇幅 余下代码请从51黑下载附件…………
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音乐播放器-3首lcd1602显示歌词.zip (507.25 KB, 下载次数: 74)

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