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單片機簡易音樂播放器Proteus仿真程序

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實現簡易播放旋律音樂
仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）


簡易音樂播放器的工作原理

簡易音樂播放器是通過MCU產生特定頻率的信號，以達到控制蜂鳴器發出不同的聲音的目的。因此，簡易交通燈包括MCU最小系統電路，蜂鳴器驅動電路，按鍵控制電路。基本原理如圖2.1所示。


圖2.1 簡易音樂播放器原理框架
由圖2.1可以看出，按鍵控制電路向MCU最小系統發送控制信號，MCU最小系統發出不同頻率的信號控制蜂鳴器驅動電路發出聲音，達到播放音樂的目的。

2.3 蜂鳴器的的選擇

圖2.4 無源蜂鳴器
蜂鳴器分為有源蜂鳴器和無源蜂鳴器兩種，有源和無源指的是“震蕩源”而不是“電源”，有源蜂鳴器的內部含有震蕩源，兩個引腳接入電源就會直接發出聲音，使用起來簡單方便，但由于內部震蕩源確定，只能發出單一的聲音，所以我們這里選用無源振蕩器；無緣振蕩器內部不含震蕩源，使用的時候必須在引腳上加入震蕩的方波，驅動起來比較復雜，但是無源蜂鳴器可以根據方波頻率的變化發出不同的聲音，非常適合我們做簡易音樂播放器的發聲裝置。

2.4 三極管驅動蜂鳴器

圖2.5 NPN三極管
無源蜂鳴器的驅動方式有很多種，常見的有使用PNP三極管驅動、NPN三極管驅動、ULN2003D芯片驅動。總而言之，單片機自身的驅動電流無法驅動蜂鳴器發聲，需要一個放大器件進行驅動。
這里選用NPN三極管進行驅動，因為NPN三極管常見，成本低、穩定性好，相對于ULN2003D來說性價比更好，更符合工程實際。

2.5 LCD1602顯示電路
LCD1602的8根數據線和3根控制線E，RS和R/W與單片機相連后即可正常工作。一般應用中只須往LCD1602中寫入命令和數據，因此，可將LCD1602的R/W讀/寫選擇控制端直接接地，這樣可節省1根數據線。VO引腳是液晶對比度調試端，通常連接一個10kΩ的電位器即可實現對比度的調整；也可采用將一個適當大小的電阻從該引腳接地的方法進行調整，不過電阻的大小應通過調試決定。


第三章 電路分析與參數計算
圖3.1 STC89C52單片機復位電路
8051系列單片機的ALE及/PSEN兩引腳輸出高電平，RST引腳高電平到時，單片機復位。若直接由啟動瞬間產生，則為啟動復位，若通過按動按鈕產生高電平復位稱手動復位。如圖3.1所示，上電時，接通電源，電容器C相當于瞬間短路，+5V加到了RST/VPD端，該高電平使8051全機復位。

3.2 蜂鳴器驅動電路

圖3.2 蜂鳴器驅動電路
蜂鳴器的驅動電路，如圖3.2所示。由于單片機1/0口的驅動電流僅有100~200
uA，遠遠小于驅動蜂鳴器的電流，故用三極管來擴流，這里用的是2    N3417（NPN）。由原理圖可知，單片機的P2.6端口出現高電平時，三極管導通，從而電流由VCC經三極管再經蜂鳴器到達GND，這樣蜂鳴器就會發聲；相反，若D5為低電平，則三極管截止，蜂鳴器中沒有電流，那么肯定就不發聲。
3.3 按鍵控制電路

圖3.3 按鍵控制電路
簡易音樂播放器的按鍵控制電路由三個按鍵組成，分別接在單片機的P1.0-P1.2口，單片機IO口在默認情況下為高電平，當按鍵按下后引腳接地，單片機IO口變為低電平。單片機由此判斷哪個按鍵按下。
MUSIC1：音樂一播放按鍵，按鍵按下后，簡易音樂播放器播放第一首音樂。
MUSIC2：音樂二播放按鍵，按鍵按下后，簡易音樂播放器播放第二首音樂。
PAUSE/CONTINUE：音樂暫停/播放按鍵，在音樂播放時，可以通過此按鍵控制音樂的播放與暫停。

第四章 程序設計與仿真調試

4.1 程序設計
4.1.1 簡易音樂播放器總體流程
  1.系統上電后，等待音樂選擇。
  2.音樂播放時可以暫停和切換歌曲。


仿真中遇到的問題
1.簡易音樂播放器仿真時，無源蜂鳴器元件BUZZTON無法發出聲音。

排查過程：首先檢查了蜂鳴器驅動電路，元件是否選擇正確，電路是否連接正確。然后檢查其他硬件電路是否正常，最后檢查程序是否正確。
原因與改進辦法：在Proteus8.6版本中元件無源蜂鳴器BUZZTON不支持仿真，無論如何都是無法發出聲音的，故使用無源蜂鳴器SOUNDER代替。

簡易音樂播放器共有三個部分組成。第一個部分為STC89C52最小系統。最小系統控制引腳輸出頻率變化的方波，驅動無源蜂鳴器播放音樂。
第二部分是無源蜂鳴器驅動電路，因為單片機IO口本身驅動電流及其微小，無法直接驅動無源蜂鳴器，所以使用了一個NPN三極管放大電流，此部分也可以使用PNP型三極管或者ULN2003D驅動芯片。
第三部分是按鍵控制電路，三個按鍵分別控制播放兩首音樂和控制音樂的播放和暫停。

單片機源程序如下:
  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顯示,5*7點陣,8位數據接口
  8. #define DISOPEN  0x0C  //顯示開,不顯示光標,光標不閃爍
  9. #define DISMODE  0x06  //讀寫字符后地址加1,屏顯不移動
  10. #define SETADDR  0x80  //設置數據地址指針初始值
  11. #define CLEAR  0x01  //清屏,數據指針清零
  12. #define RET  0x02  //回車,數據指針清零
  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;//暫停按鍵
  19. sbit key_play = P3^1;//播放
  20. sbit key_next = P3^2;//下一首按鍵
  21. sbit key_last = P3^3;//上一首按鍵

  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;//記錄當前音樂曲目

  38. uint8 flag_music = 1;//音樂曲目標志
  39. uint8 flag_stop=1;//音樂播放/暫停標志

  41. unsigned char p,m;   //m為頻率常數變量   
  42. unsigned char i=0;  



  46. unsigned char n=0;  //n為節拍常數變量   
  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)   //控制頻率延時   
  79. {   
  80. unsigned i=3*m;   
  81. while(--i);   
  82. }  

  84. void delaymsms(unsigned char a)  //豪秒延時子程序   
  85. {   
  86.   while(--a);                  
  87. }  
  88. void Write1602_Com(uint8 com)
  89. {
  90.     E=0;
  91.     RS=0;  //命令
  92.     delayms(50);  //延時
  93.     RW=0;  //寫
  94.     delayms(50);
  95.     PORT=com;  //端口賦值
  96.     delayms(50);
  97.     E=1;  //高脈沖
  98.     delayms(50);
  99.     E=0;
  100. }

  102. void Write1602_Dat(uint8 dat)
  103. {
  104.     E=0;
  105.     RS=1;  //數據
  106.     delayms(50);  //延時
  107.     RW=0;  //寫
  108.     delayms(50);
  109.     PORT=dat;  //端口賦值
  110.     delayms(50);
  111.     E=1;  //高脈沖
  112.     delayms(50);
  113.     E=0;
  114. }

  116. void Init1602(void)
  117. {
  118.     Write1602_Com(SETMODE);  //模式設置
  119.     delayms(500);
  120.     Write1602_Com(DISOPEN);  //顯示設置
  121.     delayms(500);
  122.     Write1602_Com(DISMODE);  //顯示模式
  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);//等待按鍵彈起
  145.         }
  146.         if(key_next == 0)
  147.         {
  148.                 delaymsms(10);//消抖
  149.                 flag_stop = 0;
  150.                 flag_music++;
  151.                 while(key_next==0);//等待按鍵彈起
  152.         }
  153.         if(key_last == 0)
  154.         {
  155.                 delaymsms(10);//消抖
  156.                 flag_stop = 0;
  157.                 flag_music--;
  158.                 while(key_last==0);//等待按鍵彈起
  159.         }
  160.        
  161.         if(flag_music==0)//1-8循環切歌
  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)//音樂暫停
  176.                                 {
  177.                                         if(flag_music != music_cacah)//如果播放途中切換了曲目，跳出當前播放
  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)//等待音樂播放
  186.                                                 {
  187.                                                         scanf();
  188.                                                         if(key_play==0||flag_music != music_cacah)//按下播放鍵
  189.                                                         {
  190.                                                                 flag_stop=1;
  191.                                                                 break;
  192.                                                         }
  193.                                                 }
  194.                                                 if(flag_music != music_cacah)//如果暫停途中切換了曲目，跳出當前播放
  195.                                                 {
  196.                                                         flag_stop=1;
  197.                                                         break;
  198.                                                 }
  199.                                         }
  200.                                 }
  201.                          p=ur[i];   
  202.        if(p==0x00)       { i=0, delaymsms(1000); goto play;}     //如果碰到結束符,延時1秒,回到開始再來一遍   
  203.        else if(p==0xff)  { i=i+1;delaymsms(100),TR0=0; goto a;}  //若碰到休止符,延時100ms,繼續取下一音符   
  204.             else         {m=ur[i++], n=ur[i++];}  //取頻率常數 和 節拍常數   
  205.              TR0=1;                                             //開定時器1   
  206.        while(n!=0) Beep=~Beep,delayms(m);                         //等待節拍完成  
  207.        TR0=0;                                             //關定時器1   
  208.     }
  209. }



  213. void main()
  214. {
  215.           Int1Init();//定時器中斷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 余下代碼請從51黑下載附件…………
復制代碼

仿真代碼與word資料51hei附件下載:
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