目錄
1.概論
2.需求分析
3.系統(tǒng)硬件設計
3.1 硬件仿真圖
3.2 鍵盤控制
3.3 發(fā)聲裝置
3.4 顯示裝置
4.主要程序設計
4.1 程序設計思想
4.1.1 音調(diào)脈沖的產(chǎn)生
4.1.2音樂節(jié)拍的產(chǎn)生
4.1.3 音符碼表的編制
4.1.4 主要程序
4.2 主程序框圖
5.心得體會

1. 概論

科技日新月異，許許多多的電子產(chǎn)品走進千家萬戶。而眾多電子產(chǎn)品絕大多數(shù)是基于單片機的，在單片機軟件驅(qū)動I/O上掛載設備，于是有各種各樣功能的電子產(chǎn)品。伴隨著科技的快速進步和社會的發(fā)展，單片機技術(shù)的應用已經(jīng)進入到我們的生活、工作等很多領(lǐng)域，這已經(jīng)成為了一種非常成熟的電子技術(shù)。本系統(tǒng)是以單片機為核心元件，實現(xiàn)了基于單片機的伴奏樂曲、基于單片機的彩屏圖片并通過矩陣鍵盤按鍵顯示不同彩屏圖片并伴有不同樂曲的諸多功能的電子賀卡。通過單片機、AMPIRE128*64圖形液晶顯示屏、蜂鳴器以及按鍵幾個元件的協(xié)調(diào)合作，完成了一個簡單音樂播放器的基本功能。

2.需求分析

目前市場上有很多種音樂芯片或音樂模塊，可以直接產(chǎn)生各種曲子。但是這種模塊價格比較貴，性價比不高。對于一些僅需要產(chǎn)生簡單的音符或簡短曲子的場合，例如智能玩具、電子賀卡等，可以使用單片機配合簡單的蜂鳴器就能產(chǎn)生需要的音樂效果，這種方法充分發(fā)揮了單片機的優(yōu)勢。單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。利用單片機實現(xiàn)音樂播放有很多要點，例如外部電路簡單，控制方便等，因而備受廣大單片機愛好者的喜愛。通過音樂發(fā)聲器的設計方案，掌握C語言的編程方法。并熟練的運用AT89C52單片機定時器產(chǎn)生固定頻率的方波信號，推動喇叭發(fā)出旋律，按下單鍵可以演奏預先設置的歌曲旋律，最重要的是自己還可以通過程序設計輸入自己喜歡的歌曲來演奏。

3.系統(tǒng)硬件設計3.1 硬件仿真圖3.2 鍵盤控制

本設計采用2*2矩陣鍵盤控制相應曲目播放，每個按鍵進行實時掃描以檢測是否有按鍵按下。三個按鍵控制曲目切換，一個按鍵控制停止曲目播放。如圖3.2，

3.3 發(fā)聲裝置

通過單片機定時器/計數(shù)器使P2.7輸出一系列不同頻率的脈沖控制音調(diào)高低與延時函數(shù)控制節(jié)拍，使用蜂鳴器放出樂曲。如圖3.3，

3.4 顯示裝置

通過AMPIRE128*64顯示對應曲目圖片，液晶模塊顯示漢字方法：使用圖形液晶模塊以點陣形式來顯示漢字和圖形，每8個點組成1個字節(jié)，每個點用一個二進制位表示，存1的點顯示時在屏上顯示一個亮點，存0的點則在屏上不顯示，在液晶屏上豎向8個點為1個字節(jié)數(shù)據(jù)，通過字模提取軟件按照先左后右，先上后下倒序的方式對漢字進行字模提取。如圖3.4，

4.主要程序設計4.1 程序設計思想4.1.1 音調(diào)脈沖的產(chǎn)生

要讓單片機產(chǎn)生音頻脈沖，只要計算出某一音頻的周期，將此周期除以2得到半周期，利用定時器對此半周期進行定時，每當定時時間到時，就將P2.7引腳上的電平取反，從而得到所需要的音頻脈沖。

4.1.2音樂節(jié)拍的產(chǎn)生

可以通過延時程序來產(chǎn)生不同的節(jié)拍。如果1拍為0.4秒，則1/4為0.1秒，只要設定延時時間就可以求得節(jié)拍時間。例如一段延時程序Delay為1/4拍，則一拍只要調(diào)用4次Delay程序，依此類推。

4.1.3 音符碼表的編制

編寫一段音樂音符碼表時，先把樂譜的音符找出，建立對應的音調(diào)碼及定時器初值表，建立節(jié)拍碼表。每個音符使用1個字節(jié)，字節(jié)的高4位存放音符的音調(diào)碼，低4位存放音符的節(jié)拍碼。音符對應的音調(diào)碼表和定時器初值表(fosc=12MHz)。

C語言將音調(diào)碼表和定時器初值表表示出來即為： uchar code TABLE[ ]={   //音符對應的定時器初值表  

0xfb,0x04,0xfb,0x90,0xfc,0x09,0xfc,0x44,0xfc,0xac,0xfd,0x09,0xfd,0x34,0xfd,0x82,0xfd,0xc8,0xfe,0x06,0xfe,0x22,0xfe,0x56，0xfe,0x85,0xfe,0x9a,0xfe,0xc1};

音符碼表為： uchar code GRACE[ ]={   //《奇異恩典》音符碼表

0x14,0x48,0x62,0x42,0x68,0x54,0x48,0x24,0x18,0x14,0x48,0x62,0x42,0x68,0x54,0x8c,0x64,0x86,0x62,0x82,0x62,0x48,0x14,0x26,0x42,0x42,0x22,0x18,0x14,0x48,0x62,0x42,0x68,0x54,0x4c,0x48,0x00};

uchar code JOY[]={     //《歡樂頌》音符碼表0x64,0x64,0x74,0x84,0x84,0x74,0x64,0x54,0x44,0x44,0x54,0x64,0x66,0x52,0x58,0x64,0x64,0x74,0x84,0x84,0x74,0x64,0x54,0x44,0x44,0x54,0x64,0x56,0x42,0x48,0x54,0x54,0x64,0x44,0x54,0x62,0x72,0x64,0x44,0x54,0x62,0x72,0x64,0x54,0x44,0x54,0x18,0x64,0x64,0x74,0x84,0x84,0x74,0x64,0x54,0x44,0x44,0x54,0x64,0x56, 0x42,0x48,0x00};

uchar code HAPPY[]={   //《生日快樂》音符碼表

0x82,0x01,0x81,0x94,0x84,0xB4,0xA4,0x04,0x82,0x01,0x81,0x94,0x84,0xC4,0xB4,0x04,0x82,0x01,0x81,0xF4,0xD4,0xB4,0xA4,0x94,0xE2,0x01,0xE1,0xD4,0xB4,0xC4,0xB4,0x04,0x82,0x01,0x81,0x94,0x84,0xB4,0xA4,0x04,0x82,0x01,0x81,0x94,0x84,0xC4,0xB4,0x04,0x82,0x01,0x81,0xF4,0xD4,0xB4,0xA4,0x94,0xE2,0x01,0xE1,0xD4,0xB4,0xC4,0xB4,0x04,0x00};

4.1.4 主要程序

• 本程序使用2*2矩陣鍵盤，通過P1.0，P1.1控制鍵盤列，P1.2，P1.3控制鍵盤列。相關(guān)程序如下：
  

• 利用全局變量key來獲取按下的鍵號，并使用key值充當switch-case循環(huán)語句參數(shù)執(zhí)行相應的播放程序。每次調(diào)用相應的音調(diào)碼后便執(zhí)行鍵盤掃描函數(shù)，如有按鍵按下，則進行曲目切換。播放整首曲目部分程序如下：
  

while(*(p[key]+k)!=0) //判斷取得的音符碼是否為結(jié)束碼  

              {   

                            beat=*(p[key]+k)&0x0f; //取節(jié)拍碼   

                            m=_crol_(*(p[key]+k),4)&0x0f; //取音調(diào)碼   

                            if(beat!=0)

                               {   //判斷取得的音調(diào)碼是否為0， 若不是，根據(jù)取得的音調(diào)碼計算T0初值     

                                          m1=--m*2+1;   

                                          m=m*2;   

                                          tl=TL0=TABLE[m1];   

                                          th=TH0=TABLE[m];   

                                                                                                               

                            }   

                            else

                            {       //取得的節(jié)拍碼為0，則停止T0     

                                          TR0=0;

                            }   

                            Delay(beat);   

                            k++;

                            Key_Scan();

                            delay_10ms();

                            if(temp!=key)break;                                                      

              }

                            TR0=0;

                            k=0;

                break;

• 利用循環(huán)語句while（1）實現(xiàn)曲目單曲循環(huán)。
• 通過AMPIRE128*64顯示相應的圖片，利用取字模軟件獲取相應圖片的編碼，每個編碼數(shù)組為1024字節(jié)。取字模時縱向倒序格式。AMPIRE128*64的部分程序代碼如下：
  

//忙檢查

void check_busy()

{

uchar a=0;

for(a=0;a<200;a++);                  //此處為延時，一段時間后確保處于空閑狀態(tài)

                                     //此處為狀態(tài)查詢，查詢忙狀態(tài)，沒有使用成功，以后再調(diào)試

RW=1;

RS=0;                                

E=1;

while(1)

{

     E=1;

     if(!(P0&0x80))

        break;

                  a++;

     if(a>10)

                              break;

               

}

E=1;}

//寫命令函數(shù)

void write_cmd(uchar inst)

{

check_busy();

RS=0;

RW=0;

E=1;

P3=inst;

E=0;

_nop_();}

//寫數(shù)據(jù)函數(shù)

void write_data(uchar dat)

{check_busy();

RS=1;RW=0;E=1;P3=dat;

E=0;_nop_();}

//初始化函數(shù)

void LCD_Init()

{write_cmd(0x30);//30H--基本指令操作?

delayus(4);

write_cmd(0x0c);//開顯示，關(guān)光標，不閃爍。

delayus(10);

write_cmd(0x01);//清除顯示

delayus(10);

write_cmd(0x06);//光標的移動方向左，DDRAM的地址計數(shù)器（AC）加1。

delayus(10);

}

//設置顯示坐標

void set_xy(uchar x,uchar y)           //x為行，y為列

{

if(y>=64)                            //列地址大于等于64時右屏顯示?

{CS2=0;                          //低電平選擇              CS1=1;                            //寫右屏是左屏關(guān)閉，不然兩邊會同時顯示            

y=y-64;}else                                 //列地址小于64時左屏顯示

{CS1=0;CS2=1

}write_cmd(0x40|y);                      //寫列地址

_nop_();write_cmd(0xb8|x); }

//顯示函數(shù)

void disp_hz(uchar *p)

{uchar i;

for(i=0;i<128;i++)

{set_xy(0,i);write_data(p[ i]);         

[ i]set_xy(1,i);write_data(p[i+128]);

set_xy(2,i);write_data(p[i+256])；

set_xy(3,i);write_data(p[i+384]);

set_xy(4,i);write_data(p[i+512]);

set_xy(5,i);write_data(p[i+640]);

set_xy(6,i);write_data(p[i+768]);

set_xy(7,i);write_data(p[i+896]);

set_xy(8,i);write_data(p[i+1024]);

}}

5.心得體會

此次設計的不足之處在于鍵盤按鍵個數(shù)較少，可控制的功能比較簡單；顯示圖片由于需要自己設計、繪畫，加之本人繪畫能力水品低，致使顯示圖片并不美觀；由于時間原因，并不能設置更多曲目，所以只編制了三首曲目。希望在以后的學習中不斷改進此設計。具體實施計劃：將每個按鍵控制單獨曲目改為“上一曲”或者“下一曲”以便解決多曲目存取與播放；設置“快進”與“減慢”對于曲目的播放速度進行控制；將彩屏上的圖片設置為動態(tài)；設置相應按鍵控制播放聲音的大小。

本次課設可以說是我經(jīng)歷過最有意義的一次。由于整學期對于《單片機與接口技術(shù)》的學習只是停留在了課本上，當拿到課設題目時，可以說一點思路都沒有。通過上網(wǎng)查詢，我了解到了有關(guān)播放曲目的一些知識。但對于整個課設來說，這只是小部分。我花了不到兩天的時間終于構(gòu)思出了通過矩陣鍵盤控制曲目播放。我對于AMPIRE128*64的了解一片空白。通過網(wǎng)上查詢與看相關(guān)源程序。我了解了它顯示的基本原理。通過思考設計了滿足要求的程序。調(diào)試加修改的過程中我又完成了AMPIRE128*64圖片的顯示。經(jīng)過最后的整合，兩者合二為一。我完成了本次課設，成就感與喜悅并存。

學習知識就是為了運用，我學了這么多年的知識，但卻很少真正能夠憑借自己力量做出一件屬于自己的東西。這次課設為我的理論與實踐相結(jié)合打下了堅實的基礎，為自己樹立了信心以及以后的實踐積攢了經(jīng)驗。

單片機源程序如下:

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