单片机设计

◇研究与设计◇2013年第07

期

基于单片机ＡＴ８９Ｃ５２的数字音乐盒设计

许红换

（海南师范大学）

【摘要】最近几年以来，随着时代的发展和科学技术的不断进步，单片机在现代生产生活中被广泛应用，尤其在实时检测和自动控制领域中有着十分重要的地位，往往作为核心部件出现，因此单片机的学习也成为电子课程技术的重要内容，基于单片机AT89C52的一些简单设计有利于学习者在实践中巩固单片机的知识和熟练其应用技能，也有利于提升学习者在单片机设计中的创新意识。本文将简单介绍以单片机AT89C52为控制核心的数字音乐盒的设计方案和构造。

【关键词】单片机AT89C52；数字音乐盒；C语言应用程序设

计

引言音乐盒的历史可追溯至中世纪的文艺复兴时期，源自教会的钟表设计，后经过一代代工匠和机械师的改造成为装饰工艺品，是十分古老的音乐播放技术。而现代社会数字技术的发展也带动了音乐播放技术的进步，音乐盒播放技术自然也得到了重新设计和改良，网络信息时代中，数字音乐盒因为拥有强大的搜歌引擎，能实时满足音乐用户的需求而备受数字音乐市场的青睐。基于单片机ＡＴ８９Ｃ５２的数字音乐盒正是利用Ｃ语言应用程序实际和各项电子文章将技术的一种能实现实时搜索歌曲并播放的数字音乐播放器。对其设计方案和构造进行简单的介绍。１．数字音乐盒构造其基本构造是以单片机为控制核心，无源蜂鸣器为音频输出、４×４键盘，并用Ｃ语言进行键盘识别程序设计和音频脉冲输出程序，可以通过１６×０２ＬＣＤ屏幕显示正在播放歌曲的名字和序号等［１］。２．数字音乐盒设计方案２．１系统硬件设计方案数字音乐盒的系统主要由硬件和软件两大主体构成，在硬件系统中，除却单片机ＡＴ８９Ｃ５２×４键盘为核心的中心控制模块，还有输入输出的四大模块，即按键模块、复位模块、显示模块和播放模块［２］。音乐盒硬件系统的组成框图如图１所示。

２．１．１按键模块设计４×４矩阵键盘在音乐盒设计中的主要作用是选择歌曲以及控制音乐的播放等，在开发板上与单片机ＡＴ８９Ｃ５２４的接口电路具体如图２所示。图１音乐盒系统组成框图统为控制核心的设计，因此在此领域中得到了充分的应用，常作为主要的显示模块出现，而最为常见的类别有数显液晶模块和点阵字点阵图形液晶模块等，在单片机ＡＴ８９Ｃ５２的数字音乐符液晶模块、盒设计中，使用的就是点阵字符液晶显示模块，１６×０２ＬＣＤ屏幕不仅可以显示正在播放歌曲的名字和序号等，还实现了西文字符的转换功能。２．１．４播放模块设计播放模块设计中主要采用的是蜂鸣器作为音频输出器件，而蜂无源蜂鸣器鸣器又可分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。较之前一种，在数字音乐盒中由于输出频率不固定能实现不同频率声音的输出。播放曲目频率的不固定，需要相对的灵活性，多选用无源蜂鸣器［３］。如图４可见，播放模块的蜂鸣器驱动电路构成部分有三极管和无源蜂鸣器，在控制核心的Ｐ３．４脚上输出不同频率方波的指令时，经过三极管，高电平控制信号被放大，放大的信号启动蜂鸣器，从而输出输出的音乐音效良好，在音调和节拍上也颇具优势。具体电路音频。设计如图４所示。２．２系统软件设计方案系统软件程序是音乐的编译调试的过程，主要运用了Ｃ语言的键盘识别程序和音频脉冲输出程序的设计。由图５的主程序流程图可见，在基于单片机ＡＴ８９Ｃ５２设计的数字音乐盒中，系统软件程序与硬件一样分为不同的模块，各个模块之图４蜂鸣器驱动电路间“各司其职”又“互相合作”，从而在接到指令后运行程序，实现数字音乐盒的各项功能，控制音乐的播放。系统软件的设计具有较强的可读性和可移植性，其设计方案简洁有效，在维护时方便快捷。除此之外，程序简单，执行指令的速度也较快，是适时控制数字音乐盒播放的基础。结语基于单片机ＡＴ８９Ｃ５２所设计的数字音乐盒在设计方案中具有其独特之处，在系统开发时间和开发周期上也较短，拥有很大的成本优势，其中涉及的电路设计也较为简单，是理想的数字音乐盒设计方案。经过软件的调试，不仅能实现歌曲的播放功能，还能实现实时搜索歌曲、显示曲目信息等功能，值得深入研究和开发应用。

参考文献：［１］马志英．单片机控制乐曲播放的软硬件设计［Ｊ］．华南热带农业大学学报，２０１１，１０（０４）：７０－７３．［２］张震．键盘／液晶显示器与单片机的接口电路设计［Ｊ］．信息工程大学学报，２０１０，（０５）：５６－５７．［３］马忠梅，籍顺心，张凯，马岩．单片机的Ｃ语言应用程序设计（第三版）［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２０１０．图３复位电路２．１．２复位模块设计复位模块作为主要的输入端口，在信号输入端保证了高电平的有效性，与此同时，高电平的有效性也保证了控制核心复位操作的有效性，信号的有效高电平为超过２个机器的延续周期。具体的复位电路见图３。２．１．３显示模块设计显示模块中采用字符液晶显示模块ＨＤ４４７８０，液晶显示器件在节能和低压方面有卓越的优势，其特性十分适用于单片机系图２键盘接口电路图５主程序流程图

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