基于AT89C51单片机的数字音乐盒设计-终稿.docx

摘要本文主要将AT89C51单片机的数字音乐盒设计作为设计对象，为了尽量降低设计成本，所以选择了BY8001-16P型号的语音模块作为该数字音乐盒设计硬件的主要部件。在符合温度精度范围要求的基础上，本文设计了基于AT89C51单片机的数字音乐盒设计的整体方案，同时要保证该设计调速精准，误差尽量小，并对该种数字音乐盒所需要运用到的所有模块逐个进行选型分析，本文基于AT89C51单片机的数字音乐盒设计主要包括以下几点：查阅文献资料，查阅国内外关于对基于AT89C51单片机的数字音乐盒设计相关资料，根据查阅的文献资料探究国内外对基于AT89C51单片机的数字音乐盒设计的背景和现状，在此基础上建立基于AT89C51单片机的数字音乐盒的研究构架。 通过研究如何选择各个元器件的型号等方面，设计关于基于AT89C51单片机的数字音乐盒总体方案，并对设计的方案与其他型号设计方案进行对比。在基于AT89C51单片机的数字音乐盒设计方案的基础上，再进行内部细节的设计，具体包括硬件系统、电源电路、存储电路、显示电路的设计。再设计51单片机的数字音乐盒设计的软件系统，来保证音乐盒功能的实现，其中关键是要保证播放顺序的智能化，该功能的实现就要对显示流程、中断流程和主控制流程的功能进行设计。最后对基于AT89C51单片机的数字音乐盒设计进行调试，对存在的问题进行分析不断完善数字音乐盒的设计。关键词：单片机 数字音乐盒 SD卡 音频 ABSTRACTIn this paper, the digital music box design of AT89C51 single-chip microcomputer is taken as the design object. In order to reduce the design cost as much as possible, the DS18B20 sensor is selected as the main part of the digital music box design hardware. On the basis of meeting the requirements of temperature accuracy range, this paper designs the overall scheme of the design of digital music box based on AT89C51 single chip microcomputer. At the same time, it is necessary to ensure that the design speed regulation is accurate and the error is as small as possible. All the modules needed to be applied to the digital music box are selected and analyzed one by one. The design of digital music box based on AT89C51 single chip microcomputer mainly includes the following points: Consult the literature, consult the domestic and foreign data about the design of digital music box based on AT89C51 single chip microcomputer, according to the literature, explore the background and current situation of the design of digital music box based on AT89C51 single chip microcomputer at home and abroad, on this basis, establish the research framework of digital music box based on AT89C51 single chip microcomputer. Through the study of how to choose the model of each component, the overall scheme of digital music box based on AT89C51 is designed, and the design scheme is compared with other models. On the basis of the design of digital music box based on AT89C51 single chip microcomputer, the internal details are designed, including the design of hardware system, power circuit, storage circuit and display circuit. In order to ensure the realization of music box function, the key is to ensure the intelligent playing sequence. The realization of this function is to design the functions of display flow, interrupt flow and main control flow. At last, the design of digital music box based on AT89C51 is debugged, and the existing problems are analyzed to improve the design of digital music box.Key words: MCU digital music box SD card audio 目录第1章 绪论11.1 本文研究背景11.2 国内外研究动态11.3 本文研究的内容3第2章 基于AT89C51单片机的数字音乐盒整体方案设计52.1 基于AT89C51单片机的数字音乐盒技术要求52.2 方案论证比较52.2.1 数字音乐盒解码的选择52.4 控制执行部件62.5 基于AT89C51单片机的数字音乐盒设计整体方案6第3章 基于AT89C51单片机的数字音乐盒硬件设计83.1硬件整体模块设计83.4按键控制电路83.6 电源电路设计103.7 音乐模块电路10第4章 基于AT89C51单片机的数字音乐盒软件设计114.1 编程语言114.2 系统主流程设计114.3 语音模块程序设计124.4 语音模块的串口操作流程134.5 LCD1602显示程序与按键设计13第5章 实物的制作和调试155.1 实物的制作155.2 实物调试155.3 结果分析16第6章 结论17参考文献18致谢20附录22附录1电路22附录2程序23VI第1章 绪论1.1 本文研究背景在计算机网络迅速发展的时代，移动设备已经发展成小型的多感官计算机如多点触控、加速计、陀螺仪、摄像机、音乐播放或地理位置跟踪，给人们提供了新的互动机会1。然而，这些进展的全部潜力尚待发挥，在开发的同时也增加了对新计算的需求。一些研究提出了一种地理位置自适应音乐播放器基于音乐信息检索方法，音频处理算法和数字音乐对象的概念以及提供的感知能力通过移动平台2。本文的工作与电脑游戏音乐中使用的概念使用移动传感器数据应用，如G1，本机制作的应用程序.音乐信息检索方法用于从音频信号中提取语义音乐特征音频处理算法用于对源音乐材料应用转换3。一种特定类型的DMO可以被定义为合并声音材料、从音频中提取的分析信息的数据容器，以及有关如何实时呈现的信息4。在人们的具体例子中，人们扩展了音轨的线性概念，将音轨表示为无向音轨图，其中的节点表示轨迹的节拍和连接表示两个拍子之间的相似性。此外，人们还结合了一套信号处理方法以及一个映射函数，将轨迹与特定地理地图中的位置。自适应播放器播放预定义的播放列表DMO，它与地图中的路径链接5。它有两个受地理位置控制的主要增强功能用户的，即歌曲的自适应长度和自动转换。播放器被构建为producerconsumer应用程序6，其中这些乐器是由制作人准备的由消费者控制和体验。听音乐是几个世纪以来让人高兴的事，甚至再长一点。基于此，本文将从便携式入手，来设计一款智能的音乐播放器。1.2 国内外研究动态索尼在1979年推出了第一款小型便携式盒式立体声播放器，第一个所谓的MP3播放器诞生，在这之前花了将近20年的时间7。随身听改变了人们的音乐消费方式，使听音乐成为一种私人体验，因为耳罩耳机对周围的人来说就像是一个信号互动。随身听不仅允许人们随身携带音乐，而且还允许他们为不同的场合制作所谓的混音带，比如锻炼或者参加聚会。盒式磁带时代的混音带可视为现代数字播放列表的前身。第一个商业MP3播放器，播放存储在内存中的音乐数字形式，1998年的MPMan8，为音乐铺平了道路，由于与移动电话的融合，功能强大的移动电话。有能力通过移动电话网络直接从internet下载和流式播放音乐，或通过无线局域网，音乐电话将自随身听以来，人们消费音乐的方式发生了第一次重大变化9。音乐手机允许用户在任何时候购买冲动音乐感觉到了。例如，如果他们从收音机里听到一首他们喜欢的歌，他们可以立即下载到他们的手机上。除了将音乐下载到他们的音乐中电话，网络连接允许音乐流通过Spotify10等服务，无限制地获得音乐，尤其是通过下载，也给音乐手机带来附加值，因为消费者已经准备好为此支付额外的电话费用11。直到三十年前便携式播放器问世戴在耳朵上的耳机，如索尼随身听盒式录音机在没有其他人听到你的曲调的情况下，在路上和私下里播放音乐是不可能的。便携式数字音乐播放器作为一种音乐收听媒介12。苹果已经售出了1.2亿台市场领先的产品到2007年第三季度13。随着技术的发展和更多的功能-例如无线区域网络连接-都包含在便携式播放器中移动电话和便携式播放器以及移动设备之间的日益融合手机制造商一直热衷于利用这一举措，实现一体化-装置。例如，仅在2007年前三个财政季度，诺基亚就售出了220台百万部支持音乐的手机，几乎是iPod总销量的两倍球员14。然而，在2007年，苹果推出了他们的第一个版本iPhone是一款集成了流行的iPod音乐播放器的手机市场上的顶级竞争者之一，为音乐能力提供了真正的动力手机15。由于这种融合，人们消费音乐和使用这些设备的方式是改变。除了收听存储在记忆播放器，用户还可以直接将音乐下载到自己的音乐中-通过手机或无线区域网络。甚至一些手机制造商也建立了拥有数字音乐商店以获得额外收入16。手机是不可避免的作为一种数字音乐收听媒介。了解如何使用支持音乐的移动电话，特别是负责移动数字音乐生态系统的发展与手机设计者音乐应用。许多最新的手机都装有数字音乐播放器，至少高端车型。以前的研究到目前为止，关于手机音乐播放器使用的研究还不多尽管音乐手机从2003年就开始出现了和数百部每年售出数百万台。不过，一些相关信息在手机音乐的收听地点和音乐的管理方式在电脑和音乐播放器之间。作为他们手机调频研究的一部分收音机，Viljama17等人注意到他们的测试参与者更喜欢听公共交通工具和工作中的无线电。Nettamo18等人确认他们对移动音乐的研究，是在MP3播放器而不是音乐手机上进行的。Viljama19等人也有报道说，受试者对接待不满意调频广播信号。调频收音机连接问题也作为本研究的一部分进行了研究论文。Nettamo等人的研究中的数字音乐管理方法。不能因为他们用的是MP3播放器而不是音乐电话。然而，他们发现苹果的iTunes和普通的文件管理器被用作从家中向音乐播放器上传音乐的应用程序电脑20。计算机充当音乐中枢，用来发现和获取新音乐。他们的音乐来源是唱片商店，在线数字商店，通过对等网络和通过即时信使。苹果的iPod Touch和来自Microsoft21的Zune播放器支持无线互联网连接，并模糊在线消费和移动消费之间的界限。这些设备几乎与音乐手机相似，只是它们不能打常规电话。在音乐手机的前面有许多型号可从不同制造商处获得。音乐手机的型号包括带有传统键盘的和带有触摸屏，而这套功能从低端机型到高端机型各不相同-终端和更昂贵的型号。例如，诺基亚5300 XpressMusic手机除了专用音乐外，还配有数字音乐播放器和内置立体声调频收音机按键，使用户可以通过按键来控制播放器和收音机的功能手机的主体。它有一个传统12键字母数字键盘。为了补充内存，诺基亚5300有一个micro SD存储卡插槽。苹果iPhone4与诺基亚5300的不同之处在于价格更高，而且触摸屏。iPhone的机身上也缺少专用的音乐键使用触摸屏上的虚拟键控制音乐播放器。这个iPhone没有外置存储卡的插槽，它只依赖内部存储卡内存。诺基亚和苹果这两款音乐手机都有一个标准的3.5毫米插孔耳机听音乐。耳机还有一个内置麦克风打电话。iPhone还将耳机线上特定于播放器的按钮运动到控制播放器，例如，不需要从口袋里拿出手机来改变歌。耳机线控件也用于控制来电。最简单的型号可能只有一个按钮可以接听和断开电话，以及当播放器运行时切换到下一首歌。越先进耳机型号可能有许多按钮，可快速切换歌曲转发/倒带、调整音量和暂停/播放歌曲。由此可见，音乐播放器一直深受科技爱好者青睐。1.3 本文研究的内容本文旨在设计一种基于AT89C51单片机的数字音乐盒。设计了音乐选择模块和音乐播放等模块。设计了基于AT89C51单片机的数字音乐盒的硬件与软件部分。对整个系统的基本性能进行了评估分析。对基于AT89C51单片机的数字音乐盒样机实物进行制作。主要对基于AT89C51单片机的数字音乐盒做出以下几点研究：第一章查阅相关基于AT89C51单片机的数字音乐盒设计相关资料，总结了前人研究的工作基础，学了C语言相关基础编程，对单片机工作原理的C语言程序进行简单的学习编写，掌握了单片机的工作原理；第二章根据基于AT89C51单片机的数字音乐盒设计的预期设想与基本功能，设计了基于AT89C51单片机的数字音乐盒设计的总体方案；第三章设计了基于AT89C51单片机的数字音乐盒设计的硬件电路，包括数据采集电路、控制系统电路、1062液晶显示电路、按键校准电路、报警电路和串行接口通信电路。同时开发了AD转换程序、数字转换程序、显示驱动程序、EEPROM存储器读写程序、按钮校准程序以及在线控制程序的编写。 第四章对其软件流程进行了设计，并且编写了基于AT89C51单片机的数字音乐盒设计的主控程序。第五章将编写好的控制程序进行调试，验证其设计的正确性。最后实现了基于AT89C51单片机的数字音乐盒设计的设计，并提出了改进方案。 第2章 基于AT89C51单片机的数字音乐盒整体方案设计2.1 基于AT89C51单片机的数字音乐盒技术要求在现代社会中，人们经常会使用数字音乐盒来丰富自我生活，是一款比较受欢迎的娱乐工具，数字音乐盒从外型来看很简单，但是它具体运作的原理和构造是什么样的，这让使用者很好奇。数字音乐盒的主要功能就是音乐的播放或者暂停，以及可以控制音乐播放速度的快进和后退、曲目的切换、多种音乐模式的切换，包括循环模式、随机模式、顺序播放模式，还有音效之间的转换，本次主要是通过对51单片机的设计来实现数字音乐盒的这些功能，通过这次设计剖析了数字音乐盒的运行原理，可以对数字音乐盒有更深入的认识，更充分的了解。（1）查找国内外关研究数字音乐盒的相关文献资料，探究它的工作原理； （2）制定数字音乐盒的设计方案，对音乐盒的器件的类型进行选择，将硬件设计电路图绘制出来，设计音乐盒的硬件系统；（3）实现音乐盒的储存功能，探究如何实现SD内存卡和U盘对音乐的兼容功能；（4）实现音乐的播放功能，具体涉及到音乐的开始和停止的功能，实现控制音乐播放速度的功能，主要是通过快进和快退来实现的，实现音乐播放模式选择的功能，实现音乐切换功能以及音效的转化功能；（5）让数字音乐盒实既能插耳机播放，也可以直接外放，歌曲名称和歌词可以显示在LCD1602显示屏上。2.2 方案论证比较 针对本数字音乐盒设计的关键就是播放系统，播放功能的实现关键在于选择合适的芯片，包括控制芯片和外部芯片，下面主要分析芯片的选用问题。2.2.1 数字音乐盒解码的选择为了实现数字音乐盒的播放功能，本设计主要选择AT89C51单片机控制音乐播放，单片机存在一个重要问题就是速度和资源不符合要求，导致无法进行音频解码，歌曲播放功能的实现，必须要进行音频解码，所以需要借助外部解码芯片实现音频解码。目前在市场上常用的解码芯片有很多种，主要有MX-数字音乐盒系列、VS100X 系列、STA01X系列和BY8001系列，为了让数字音乐盒音乐功能更好的实现，选择适合的解码芯片也很重要，通过对比发现，BY8001-16P系列语音模块功能比较强大，它既符合数字音乐格式，还具有强大的音乐解码功能，支持WAV双解码，设置的有3W功放，能够打开3W喇叭，可以试下音量的调节，该芯片可以支持大量的曲目，音质效果总体来说很好，而且自带24位DAC输出，最大的亮点是拥有MIC功能，综合该芯片的多种优势，所以选择该芯片作为解码芯片是非常合适的。2.4 控制执行部件第一种方案：利用数模转换芯片AD0832控制执行部件，主要是利用单片机能够获取当前的温度值，然后再将产生的相应的数字量传送到AD0832，当AD0832接收到该数字量后就会产生模拟信号，利用模拟信号能够实现对晶闸管的导通角的控制，然而无级风力的自动调节还需要与无级调速电路进行配合，通过温控来实现。第二种方案：采用继电器来控制执行，由单片机来控制继电器的电阻是否接入电路中，但是该电阻要接有控制晶闸管导通角才能感应。它的主要控制原理是利用当前的温度值，寻找与其相对应的管脚，可以输送高低不同的电平，从而判断继电器的导通角控制电阻可不可以接入电路中。（详见4.2.4）对于第一种方案，它的主要优势是无级调速功能的实现，即使风扇处于温控状态下，仍然可以进行无极调速，但是也存在一个问题就是芯片成本较高，性价比低，可谓是高投入，低效果。对于第二种方案，相较于第一种方案劣势是无法实现温控状态下的无极调速，只能实现弱风和大风这两级调速，调速受限，但是对于音乐盒播放功能的实现，温控状态下的无极调速这一功能可有可无，而且采用继电器进行控制价格实惠，性价比相对来说比较高，通过分析，本文设计决定采用第二种方案。2.5 基于AT89C51单片机的数字音乐盒设计整体方案上面设计的两种方案基本上都可以实现音乐的播放功能，经过上述两种方案的比较，从单片机对数字音乐盒的适应性、功能性和廉价性等方面考虑，并结合自身情况，筛选出性价比高的单片机作为音乐播放器的控制系统，本设计最终决定音乐播放器的工作由AT89C51单片机来完成，用BY8001-16P进行音乐解码，对于音乐的存储功能选择的是SD卡，用LCD1602液晶屏来用作数字音乐盒的显示屏，通过扬声器实现音乐的播放，经过对音乐盒内部器件的精心选择，来实现音乐盒播放功能完整性，音质的优质性。键盘输入LCD1602显示模块单片机系统扬声器解码模块BY8001-16P 图2-1系统原理图第3章 基于AT89C51单片机的数字音乐盒硬件设计3.1硬件整体模块设计首先来实现数字音乐盒的硬件功能，所以先对音乐播放器进行设计，音乐播放功能的实现，主要通过设置不同的按钮，通过按钮实现对音乐播放的控制，达到对音乐播放模式的选择。本设计中控制音乐上下曲切换的按钮有两个，分别是上一曲按钮和下一曲按钮，同时控制音乐播放速度的功能也可以通过这两个按钮来实现，长按上一曲能够实现快进，长按下一曲可以实现音乐快退的效果。本设计中控制音乐开始暂停的按钮设置一个，实现对单片机的控制来播放音乐，对于所播放的音乐歌名可以在LCD显示屏中显示出来。如图2-1所示是音乐盒硬件系统的整体框架构图。显示电路复位电路AT89C51单片机晶振电路按键电路音乐电路图3-1 基于AT89C51单片机的数字音乐盒硬件框图3.4按键控制电路为了实现按键对按键的控制，本设计就选择了利用按键接低的方式，它的具体的按键控制工作原理是利用单片机为高电平的初始状态，如果将按键按下去，单片机就会变为低电平，此时单片机就会对信号进行反应和处理。接下来就是对单片机键盘的选择，单片机键盘有两种类型分别是独立键盘和矩阵式键盘，这两这种类型的键盘在接法上有所差别。独立键盘的接法操作比较简单，按键的一端只接一个I/O口上，再将按键的另一端与电源连接，保证电源的供给，虽然接法简单，但是能够保证系统的稳定性；矩阵式键盘有一个优势就是可以占用比较少的I/O就能实现按键电路控制，但是它的接法程序与独立键盘相比太过复杂，基于时间和自身水平的考量，本设计就选择了独立式键盘接法。独立式键盘的工作原理通过是通过单片机I/O口感应到的高低不同的电平来判断按键是否被按下。试下该功能，按键的接法很重要，需要将按键的两端分别接地和一个I/O 口，在初始状态下将I/O口保持高电平状态，在没有按键按下的情况下时I/O口起到保护高电平的作用。当有按键按下去时，此I/O 口与地发生短路，导致I/O 口转为低电平状态。但是在按键释放后，单片机内部的上拉电阻又会使I/O口恢复到原始状态保持高电平。所以根据I/O口的电平状态可以作为判断按键是否被按下的方式。在利用独立式键盘的I/O口的电平状态判断按键状态的过程中，存在一个问题，就就是在按下按键的整个过程中，电平具有不稳定性，导致键盘发生抖动，这种机械性质的抖动很难避免，键盘的去抖动问题也是本设计需要解决的一个问题。因电平不稳定发生的抖动持续的时间大约在10秒到200毫秒之间，从人的角度看，可能感觉时间很快，但是对于单片机来说抖动的时间比较长，因为单片机是以微秒来计时的。通过研究发现去抖动的方式有两种，分别是硬件去抖动和软件去抖动，它们去抖动的原理不同。硬件去抖动往往是通过电路实现对抖动部分的处理。软件去抖动主要是通过对时间的调整来实现的，并不是去掉抖动，将抖动的部分的时间避开，让键盘处于稳定状态，然后再进行处理。通过研究分析，软件去抖动更便于操作，更具有合理性，所以本设计选择了软件去抖动的方法。软件去抖动的具体方法就是延时法，观察按键的电平状态，当按键电平处于低电平时，为了避开抖动时间，就立即延时10200毫秒，在延时结束后对I/O 口的值进行读取，读取的值的结果有两种，不同结果的值传达出不同信息，值为1 表示低电平持续的时间没有达到10200 毫秒，可以将其看作干扰信息；如果显示的值为0时可以判断按键被按下，相应的程序就可以启动了。硬件电路如图3-4所示：在电路图中分别设置S2,S3,S4,S5四个按键，分别对这四个按键设置相应的参数，分别为启动键、快进键、快退键以及音乐模式选择的模式键，如果参数设置能够实现连加和连减，参数设置就能比较快的完成，而一直按参数加和参数减能够达到这一目的。 .图3-4 按键电路3.6 电源电路设计本设计的温度检测操控系统的电源为4.5V，电源的供给主要通过3节1.5 V的干电池来实现的。单片机与传感器在该系统中运行时的电压也很稳定，能够很好的适应该系统，实现功能运转，也为电池的更换提供了方便。电源的接口电路示意图如图3-5所示，P2是电池的放置区，SW1能够控制电源的开关，D2是电源的指示灯，R16是限流电阻。图3-5 电源接口电路3.7 音乐模块电路本设计中的音乐解码选用的是BY8001-16P，选用BY8001-SSOP24作为音乐模块的主控芯片。在音乐模块中为了扩大音乐储量，安装了TF卡座，可以将卡插在上面，实现音乐曲库的更换。BY8001-16P 作为音乐解码芯片，拥有强大的功能，支持多种文件系统，包括 FAT16和FAT32 文件系统，兼容性强。它还能支持TF卡驱动，对音乐内容的更换提供了条件。该软件对音乐播放功能的控制操作起来比较简单，只需要简单的串口指令就能够实现对音乐曲目，音乐播放模式的选择，简化了繁琐的操作程序，既方便有安全。第4章 基于AT89C51单片机的数字音乐盒软件设计4.1 编程语言综合多方面考虑，本文设计选择AT89C51单片机，它能够实现对音乐盒全部结构的操控。本文主要利用C语言对单片机系统中的软件进行设计的，具体是用Keil Vision软件辅助程序设计的，最终实现各种功能。4.2 系统主流程设计本设计根据功能需要将软件系统划分为多个模块，分别为主程序模块、LCD1602程序、控制音乐的按键程序、语音模块程序和串口通信程序，接下来介绍这几个模块功能实现的方式。软件设计是整个系统设计的关键、是音乐播放器功能实现的关键，它的设计主要利用的就是算法。为了让设计更加简明，操作更加灵活，所以实行将系统划分为不同模块，在硬件结构保持不变的情况基础上，通过对软件部分的调整，实现功能的多样性，系统的主程序如图4-1。开始 系统初始化 按开始键下?NY控制音乐模块并相应显示结束图4-1 主程序流程图主程序的设计步骤，首先对系统进行初始化，然后对歌曲播放按键和歌曲模式按键进行检测，在LCD1602显示屏显示歌曲内容。4.3 语音模块程序设计语音模块的设计要明确该模块具有的功能，充分发挥引脚的作用，完善串口的指令。本文结合自身情况，对于语音模块的流程设计的比较简单，该模块包括对歌曲曲目的选择，对播放的歌曲可以停止，对音乐的音量设置了30级，对音量大小进行控制，歌曲的播放模式的默认状态为循环模式。如图4-2所示为语音模块流程图。开始串口初始化音量减指令音量加指令N播放指令？音量减小音量增加Y播放歌曲停止指令下一曲指令上一曲指令停止播放播放上一曲播放下一曲N歌曲播放完？Y自动播放下一首图4-2 语音模块流程图4.4 语音模块的串口操作流程本设计最突出的优势就是串口通信让单片机能够与音乐模块可以实现通信，具体流程如4-3所示：上电等待模块返回初始化数据，大概在12s之间模块会自动进人播放等待模式顺序为 UDISK-TF-FLASH 如果设备不在线会自动进入下一个设备1、 等待接收指令2、 指定曲目或者循环播放3、 如果切换设备的话，请等待200ms在发送指定曲操作 结束图4-3 串口流程操作图4.5 LCD1602显示程序与按键设计对于歌曲时长、歌曲内容等关键信息的显示，本设计主要选用的是1602液晶显示屏，为了让信息能显示的全面，视觉上简介美观，就实行双行显示模式的设计，将整个屏幕分为五个部分，其中一个区域显示歌曲播放时间、一个区域显示歌曲播放模式、一个区域显示播放状态、一个区域显示音乐播放的音量等信息。如图4-4所示为歌曲显示的程序。开始 显示屏初始化N按播放键Y延时去抖下一曲键按下上一曲按下音量加按下音量减按下模式键按下显示当前模式显示上一曲时间显示下一曲时间显示音量加一显示音量减一结束图4-4 LCD1602显示与按键流程图第5章 实物的制作和调试5.1 实物的制作1、绘制电路原理图、PCB图，为了满足绘制的需要使用protel99se软件；2、制作电路板，需要进行腐蚀、打孔等一系列操作；3、根据PCB图制作出来的电路板，在上面焊接元件，将跳线用导线连接起来。当实物制作完成后，需要对各个步骤进行检查，对焊接情况进行检测，查找出虚焊的地方，有没有元器件被烧坏或者出现短路的情况。同时还要检查元器件有没有接反的情况，防止芯片因接反而导致烧毁。经过层层检测，来保证实物通电后，物体和操作者的安全问题。4、对PCB板进行调试，在调试过程中，仍然需要用万用表对PCB板进行盘查。该设计使用USB接口，与电脑连接时接入的电压为+5V。该电路通电时的电压为+5V，可能电压过高，容易导致芯片烧毁，所以使用低一点的电压接入电路中。通电后要检测各部件有没有发生异常现象，一旦发生异常现象，就立刻将电源切断，查找到故障原因，解决故障后，再对该电路进行通电。对我而言，硬件设计比较容易，软件设计操作起来比较困难，再对软件进行编程的过程中遇到的困难还需要请教别人。软件设计需要对汇编源程序进行编译，再将编译出来的文件以HEX的格式导出，最后就是将该文件导入STC89S52RC芯片内，这个烧写过程主要使用烧录软件来完成的。5.2 实物调试将设计的模型通电，再将控制电源的开关打开，音乐模块的指示灯亮了起来，液晶显示屏发光正常，显示屏主要以两行的方式对信息进行显示，在第一行可以看到音乐当前播放的模式，在第二行可以看到音量是多少和音乐的数量。运行了一分钟，没有发现异常现象，接着按音乐的播放键，也就是开始键，在显示屏第一行提示音乐正在播放状态。该设计的音乐音量共有三十级，通过音量加键和音量减键可以对音量大小进行调整，每按一次音量加键或者音量减键，显示屏的第二行就相应的出现加1或者减1。接着按音乐的切换键，按上一曲键，音乐就切换回上一曲，按下一曲键音乐就切换到下一首，整个运行过程比较顺畅。如果不按音乐切换键，音乐就会处于循环播放的状态，按一下音乐的暂停键，音乐也就相应的没有了声音，整个运行过程正常。5.3 结果分析调试过程中，主要遇到以下问题（1）自己布线时操作失误，按键线接错，导致下一曲键和音量减键没有反应，最后发现这两个键的线接在了一起，切断两个键连接的线后，这两个键的功能又可以使用了。在播放歌曲时，显示屏上显示的歌词和播放的歌曲不一致，最后经过研究发现TF卡只可以读取歌曲，但无法读取时间，于是将歌名烧入单片机就可以解决不一致问题了。（2）USB转TTL出现的问题：1）驱动安装调试在安装驱动的过程中，出现了系统不兼容的情况，Windows 7系统与调试的64位系统不兼容，导致没有找到驱动。于是自己去下载驱动，然后手动安装，系统自己会配置，就能解决兼容性问题，驱动安装成功后还要重新启动。2）程序下载调试由于自身水平有限，下载程序就根据PL2303驱动手册的步骤进行的，但是没有成功，然后多方面查找原因，先猜想是不是最小系统模块被烧了，于是就对串口数据进行测试，没有发现异常，于是对系统重新连线进行搭建。最后发现STC-ISP单片机下载编程烧录软件下载按钮下面有两个小方框，就无意中将这两个方框打上对号，该程序就成功下载下来了。第6章 结论本课题完成了基于AT89C51单片机的数字音乐盒的设计，关键部分就是音乐播放器的设计。为了完成该设计，设计了多个方案，然后对这几个方案进行分析、比较，选择最优的设计方案。该本设计的数字音乐盒选用TF内存卡实现音乐存储和歌曲内容更换、语音模块采用BY8001-16P芯片对音频进行解码，在对软件与硬件进行调试，让设计的音乐播放器通过按键实现多功能化，设置不同的功能键，对音乐播放器进行控制，通过按键实现音乐音量大小的调节、歌曲的切换、暂停和播放的控制、播放模式的选择，为了让用户有更好的体验感，采用LCD1602显示屏，对播放音乐的时长、状态等进行显示，便于用户对音乐模式的调节。设计的音乐盒有两种音乐播放方式，通过扬声器，既可以外放也可以插入耳机，满足用户需求。参考文献1周赛青,宋文璐,杨聪.基于STM32单片机智能家居音控系统硬件设计J.科学技术创新,2019(04):74-75.2胡庆,余晨.基于STM32单片机的数字音乐盒设计J.成都大学学报(自然科学版),2018,37(04):395-398+437.3宗颖,张婷婷,葛耿育,樊瑾.基于单片机的音乐播放器设计J.电脑知识与技术,2018,14(33):254-255.4倪婷婷,倪菁,姜云耀,邱胜海.一款基于单片机自动调音的BDS耳机控制系统设计J.物联网技术,2018,8(08):114-115.5纪鹏.基于BY8001-16P的红外遥控音乐播放器J.数字技术与应用,2018,36(06):98-99.6虎恩景,王建卫.基于51单片机的电子播放器开发与研究J.电子世界,2018(01):60.7王一帆.基于单片机视角下音乐播放器的研究J.科学技术创新,2017(35):70-71.8张逸龙,姜亚民.基于STC单片机的MP3设计J.无线互联科技,2017(06):56-57.9邹宇聪.应用于微小卫星的嵌入式远程音乐播放器设计与实现J.中国新通信,2016,18(21):85-86.10赵云娥,吴振强.Arduino助力美好生活以音乐播放器的设计为例J.甘肃科技纵横,2016,45(10):23-25+46.11邱燕.基于51单片机音乐播放器的设计J.通讯世界,2016(19):252-253.12俞宏霖,李明明,白炳斌,张祥.基于AT89C51单片机简易音乐播放器设计与研究J.无线互联科技,2016(19):64-66.13丁磊.茶馆音乐播放器的设计J.电脑知识与技术,2016,12(23):169-170.14魏林海.基于单片机的音乐盒设计与实现J.电脑知识与技术,2016,12(16):234-236.15陆伟.基于单片机的数字式音乐盒设计J.数字技术与应用,2016(06):194-195.16彭堯.基于单片机的点阵音乐盒设计与制作J.电子世界,2016(09):61.17董小成.浅析基于单片机设计音乐播放器中应注意的问题J.科技展望,2016,26(12):147+149.18宋苏影,王宏华.基于MSP430F149单片机的电子音乐播放器设计及实现J.机械制造与自动化,2016,45(02):210-212+216.19杨雪梅,张慧.基于STM32的音乐播放器J.信息通信,2016(03):136-137.20肖文树,陈西曲.基于单片机的点阵音乐