带液晶显示的音乐播放器

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目次

1 引言 .................................................................. 1 1.1 课题背景和意义 ........................................................ 1 1.2 课题研究 .............................................................. 1 2 系统的总体设计 ........................................................ 3 2.1 系统实现的功能 ........................................................ 3 2.2 主要技术参数要求 ...................................................... 3 2.3 系统模块设计 .......................................................... 3 2.4 模块方案选择 .......................................................... 3 3 系统硬件的设计 ........................................................ 6 3.1 系统硬件总体设计 ...................................................... 6 3.2 控制模块设计 .......................................................... 6 3.3 音乐放大模块设计 ...................................................... 8 3.4 键盘控制模块设计 ..................................................... 10 3.5 1602LCD显示模块设计 ................................................. 10 4 系统软件的设计 ....................................................... 13 4.1 总体方案的软件设计 ................................................... 13 4.2 音乐放大模块的子程序设计 ............................................. 14 4.3 按键控制模块的子程序设计 ............................................. 16 4.4 1602LCD显示模块的子程序设计 ......................................... 19 5 系统的仿真与调试 ..................................................... 23 5.1 系统的调试 ........................................................... 23 5.2 系统的仿真 ........................................................... 25 结 论 .................................................................. 26 致 谢 .................................................. 错误！未定义书签。 参考文献 ................................................................ 27

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1 引言

21世纪，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。单片机的应用渗透到我们生活各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的痕迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的王若通讯与数据传输，工业自动化的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华汽车的安全保障系统，录影机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具，电子宠物等等，这些都离不开嵌入式，离不开单片机。

随着科学技术的进步和社会的发展，人类所接触的信息也在不断增加并且日益复杂。面对浩如烟海的信息，人们已经能够利用计算机等工具高效准确地对之进行处理，但要想将处理完的信息及时，清晰地传递给别人，还必须通过寻求更加卓越的显示技术来实现。单片机技术与液晶显示技术的结合，使信息传输交流向着智能可视化方向迅速发展。

1.1 课题背景和意义

随着人类社会的发展，人们对视觉、听觉方面的享受提出了越来越高的要求。小小的音乐盒可以给人们带来美好的回忆，提高人们的精神文化享受。音乐盒的起源，可追溯至中世纪欧洲文艺复兴时期。当时为使教会的钟塔报时，而将大小的钟表装上机械装置，被称为“可发出声音的组钟”。音乐盒有着300多年的发展历史，是人类文明发展的历史见证。

传统的音乐盒多是机械音乐盒，其工作原理是通过齿轮带动一个带有铁钉的铁桶转动,铁桶上的铁钉撞击铁片制成的琴键，从而发出声音。但是，机械式的音乐盒体积比较大，比较笨重，且发音单调。水、灰尘等外在因素，容易使内部金属发音条变形，从而造成发音跑调。另外，机械音乐盒放音时为了让音色稳定, 必须放平不能动摇，而且价格昂贵，不能实现大批量生产。

1.2 课题研究

本课题即使在这种背景下，对带液晶显示的音乐播放器的设计与实现进行了软硬件

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的设计，实现了单片机音乐播放器的音乐演奏。与传统的机械式音乐盒相比更小巧，音质更优美且能演奏和弦音乐。电子式音乐盒动力来源是电池，制作工艺简单，可进行批量生产，所以价格便宜。基于单片机制作的电子式音乐盒，控制功能强大，可根据需要选歌，使用方便。根据存储容量的大小，可以尽可能多的存储歌曲。另外，可以设计类似心电图的音乐播放节拍，使音乐盒的功能更加丰富。

利用定时器可以产生各种固定频率的方波信号，可以产生包括\、\、\等音阶在内的各种频率声音。将各个音阶连接在一起，便可组成一支曲子或是演奏一段旋律。基于这个思想，我设计了一款特殊的\音乐播放器\，本播放器可实现播放、暂停和上一曲下一曲的切换。尤其是LCD显示屏模块，实现切换歌曲，歌名显示。由于时间及条件限制，本设计实现了一种简单的音乐播放器，其核心器件采用液晶显示器1602和AT89C51单片机，本播放器具有电路简单，功能强大，易于拓展等特点。在此基础上，为了体现乐曲播放过程中的动态效果，可以增加显示类似心电图的音乐播放节拍指示旋律的节奏，还可以增加无线遥控模块进行控制以达到更加智能化的效果。

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2 系统的总体设计

2.1 系统实现的功能

本设计是主要控制模块为基础，外部加上1602液晶显示电路、放音电路和按键电路。1602液晶显示电路是用来显示设计者姓名、歌曲曲目和曲目名。放音电路，实现音乐的放大播放。按键电路，通过按键控制音乐的上一首、下一首、开始和暂停的切换。并且可以按照自己的喜好选择音乐并将其转化成机器码存入单片机的存储器中。对于不同型号的单片机只需要相应的改变一下地址即可。该软、硬件系统具有很好的通用性，很高的实际使用价值，为广大的单片机和音乐爱好者提供了很好的借鉴。

2.2 主要技术参数要求

LM386供电范围宽：4～12V或者8～18V； 低静态电流消耗：4mA； 电压增益范围：20～200V。

2.3 系统模块设计

该系统设计可以分为硬件部分和软件部分。其中，硬件部分可以分为单片机控制模块、音乐放大模块、键盘控制模块和LCD显示模块。软件部分可以分为音乐放大子程序、键盘控制子程序、LCD显示子程序。

2.4 模块方案选择

2.4.1 音频放大电路的选择

方案一：甲类功放。甲类功放的功率管在输入信号一周内都是导通的（放大区，即导通角为360°）。甲类功放最大的缺点是效率低。图2.1是将扬声器负载RL直接接在音频放大器发射极的甲类功放电路，这种连接称为负载直接耦合甲类功放。若工作点安排在最大动态范围点——负载线中点（负载直接耦合交直流负载线相同），且不计饱和压降，则RL上信号电压振幅等于电源电压VCC的一半如图2.2，所以:

最大输出功率 P0=12Vom2RL=18Vcc2RL 电源消耗的功率 Pcc=IcVcc=12Vcc2RL

故负载直接耦合甲类功放的最大效率只有25%。此外，有一种使用变压器实现阻抗变换的甲类功放，其理论效率能达到50%。但是由于低频变压器功率消耗大，频率特性也差，现在已较少使用。