基于单片机的MP3播放器设计
音频信号数字化后所面临的一个不容忽视的问题是：巨大的数据量给存储和传输带来的压力。因此音频压缩技术在广播专业领域、网络传输及多媒体应用中受到广泛关注，成为音频信号处理的关键技术之一。MPEG(Moving Picture Experts Group)运动图像专家组，在1992年底制定了第一个世界范围的Hi-Fi(High-Fidelity)质量的音频编码标准MPEG-1。MPEG-1分为三种不同的方式，称为Layer1、Layer2和Layer3。序号越高，复杂性越大，但是可提供更好的编码效率，特别是在低比特率时。MP3就是MPEG-1 Layer3，是基于感知编码的算法，目前在CD 音质的声音压缩方面，是一种通用的方法。使用MP3标准对于音频数据编码既可以获得较大的音频数据压缩比，又可以得到较好的音乐回放质量。MP3的解码器结构复杂，涉及到大量的数学计算，对处理器与内存的要求相当高。目前，AT89C51处理器以其高性价比，丰富的外设资源，越来越受到各种嵌入式研发人员的青睐[5-7]。基于以上背景，我在此次设计中提出了AT89C51SND1C微处理器的软件解码方案，在降低硬件成本的基础上保证高质量的播放效果。
1.2.2 课题研究的意义
MP3音频播放器的最合理工作速度为30Mips，而一个典型的视频媒体播放器的理想速度则为175Mips，所以提高MP3的工作速度，以及改本课题来源于生产实践
善MP3的音质是最关键的，也是亟待解决的问题。
MP3是一种典型的嵌入式设备，而现在市场上比较常见的是闪存式MP3。由于闪存式MP3的容量限制，使它存储歌曲数目较少，在功能上也很难实现多样化。而硬盘式MP3的多功能及大容量，也必将受到不少消费者的喜爱。
另外一个原因是近年来，嵌入式系统与单片机开发的有机结合，已广泛被应用于网络通信、工业控制、机顶盒、PDA等诸多领域[8]。本文提出了一种基于单片机的MP3播放器的设计方案，这就进一步的体现了该设计的灵活性。目前该设计方案已经实现，实践证明，此播放器拥有市面MP3所有的全部功能并能够很好的运行。
MP3播放器一般分成3个部分：CPU、MP3硬件解码器存储器。其中可以将前两部分集成在一起，即带MP3硬件解码器的CPU；或将后两部分集成在一起，即集成硬件解码、DA转换及音频输入。存储器可以是Flash 存储器或硬盘。通过用MP3编码技术，可以得到大约12：1压缩的有损音乐信号。尽管MP3音乐是有损的，它在压缩过程中对功率谱较弱的信号有所丢失，但它同CD原声区别不大，不影响一般音乐爱好者对音乐的欣赏。MP3大大缩小了声音文件的长度，使音乐的存储和传输更方便。
2 MP3的编解码过程
2.1 MP3的工作原理
一个完整MP3播放器要分几个部分：中央处理器、解码器、存储设备、主机通讯端口、音频DA和功放、显示界面和控制键、其中中央处理器和解码器是整个系统地核心。这里的中央处理器我们通常成为MCU （单片微处理器），简称单片机。它运行MP3的整个控制程序，也称为fireware（或者固件程序）。控制MP3的各个部件的工作：从存储设备读
取数据送到解码器解码；与主机连接时完成与主机的数据交换；接收控制按键的操作；显示系统运行状态等任务。解码器是芯片中的一个硬件模块，或者说是硬件解码（有的MP3播放机是软件解码，由高速中央处理器完成）。它可以直接完成各种格式MP3数据流的解码操作，并输出PCM或I2S格式的数字音频信号[10]。
存储设备是MP3播放机的重要部分，通常的MP3随身听都是采用半导体存储器（FLASH MEMORY）或者硬盘（HDD）作为储存设备的[11]。它通过接收储存主机通讯端口传来的数据（通常以文件形式），回放的时候MCU读取存储器中的数据并送到解码器。数据的存储是要有一定格式的，众所周知，PC管理磁盘数据是以文件形式，MP3亦不例外，最常用的办法就是直接利用PC的文件系统来管理存储器，微软操作系统采用的是FAT文件系统，这也是最广泛使用的一种[12]。播放机其中一个任务就是要实现FAT文件系统，即可以从FAT文件系统支持的磁盘中按文件名访问并读出其中的数据。
主机通讯端口是MP3播放机与PC机交换数据的途径，PC通过该端口操作MP3播放机存储设备中的数据，拷贝、删除、复制文件等操作。目前最广泛使用的是USB总线，并且遵循微软定义的大容量移动存储协议规范，将MP3播放机作为主机的一个移动存储设备。这里需要遵循几个规范：USB通信协议、大容量移动存储器规范和SCSI协议[13-15]。
音频DAC是将数字音频信号转换成模拟音频信号，以推动耳机、功放等模拟音响设备。这里要介绍一下数字音频信号。数字音频信号是相对模拟音频信号来说的。我们知道声音的本质是波，人们能听到的声音频率在20Hz到20kHz之间，称为声波。模拟信号对波的表示是连续的函数特性，基本的原理是不同频率和振幅的波叠加在一起。数字音频信号是对模拟信号的一种量化，典型方法是对时间坐标按相等的时间间隔
做采样，对振幅做量化。单位时间内的采样次数称为采样频率。这样一段声波就可以被数字化后变成一串数值，每个数值对应相应抽样点的振幅值，按顺序将这些数字排列起来就是数字音频信号了。这是ADC（模拟—数字转换）过程，DAC（数字—模拟转换）过程相反，将连续的数字按采样时候的频率转换成对应的电压。MP3解码器解码后的信息属于数字音频信号（数字音频信号有不同的格式，最常用的是PCM和I2S两种），需要通过DAC转换器变成模拟信号才能推动功放，被人耳所识别。
2.2 MP3播放器编码过程
2.2.1 编码分析
一、音频信号数字化
信号的数字化就是将连续的模拟信号转换成离散的数字信号，一般需要完成采样、量化和编码三个步骤，如图2-1所示。采样是指用每隔一定时间间隔的信号样本值序列来代替原来的时间上连续的信号；量化是用有限个幅度近似表示原来的时间上连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为有限数量、有一定时间间隔的离散值；编码则是按照一定的规律，把量化后的离散值用二进制数码表示。上述数字化的过程又称为脉冲编码调制，通常由AD转换器来实现。
图2-1音频信号数字化
数字音频信号经过处理、记录或传输后，当需要重现声音时，还必须还原为连续变化的模拟信号。将数字信号转换成模拟信号为DA转换。
数字音频的质量取决于采样频率和量化位数。采样频率越高，量化位数越多，数字化后的音频质量越高。
二、音频采样
采样就是从一个时间上连续变化的模拟信号取出若干个有代表性的
样本值，来代表这个连续变化的模拟信号。一个在时间和幅值上都连续的模拟音频信号的函数表示为，采样的过程就是在时间上将函数离散化的过程。一般的采样是按照均匀的时间间隔进行的。设这一时间间隔为T ，则取样后的信号为，n 为自然数。
根据奈奎斯特采样定理：要从采样值序列完全恢复原始的波形，采样频率必须大于或等于原始信号最高频率的2倍。设连续信号的频谱为，以采样间隔时间T 抽样得到离散信号，如果满足时，其中是截止频率，即时，可以由完全确定连续信号，如公式（2-1）所示。
（2-1） 因此，可由离散信号完全确定频谱，如公式（2-2）所示。
()()()()
sin n n t nT T x t x nt t nT T π=-∞-=
-∑ （2-2）
当采样频率为12T 时，即时，称为奈奎斯特采样频率。
三、音频量化
采样把模拟信号变成了时间上离散的样值序列，但每个样值的幅度仍然是一个连续的模拟量，因此还必须对其进行离散化处理，将其转换为有限个离散值，才能最终与数码来表示其幅值。量化过程是将采样值在幅度上再进行离散化处理的过程。所有的采样值可能出现的范围被划分成有限多个量化阶的集合，把凡是落入某个量化阶内的采样值都赋予相同的值，即量化值。通常这个量化值用二进制来表示，用N 位二进制码字可以表示2N 个不同的量化电平。存储数字音频信号的比特率为：，其中的是采样率，N 是每个采样值的比特数。
表示采样值的二进制的位数为量化位数，它反映出各采样值的精度，
如3位能表示采样值的8个等级，8位能反映256个等级，其精度为音频信号最大振幅的1256。量化位数越多，量化值越接近于采样值，其净度越高，但要求的信息存储量就越大。
根据以上公式可知，要减小比特率I，在2s已经确定的情况下，只能去减少N的值。N的值降低会导致量化的精度降低，N的值增加又会导致信息存储量的增加。因此在编码时就需要合理地选择N的值[16]。
均匀量化就是采用相等的量化间隔进行采样，也称为线性量化。用均匀量化来量化输入信号时，无论对大的输入信号还是小的输入信号都一律采用相同的量化间隔。因此，要想既适应幅度大的输入信号，同时又要满足精度高的要求，就需要增加采样样本的位数。
非均匀量化的基本思想是对输入信号进行量化时，大的输入信号采用大的量化间隔，小的输入信号采用小的量化间隔，这样就可以在满足精度要求的情况下使用较少的位数来表示。其中采样输入信号幅度和量化输出数据之间一般定义了两种关系，一种成为u律压缩算法，另一种成为A律压缩算法。
采用不同量化方法，量化后的数据量也就不同。因此说量化也是一种压缩数据的方法。
四、音频编码
采样、量化后的信号还不是数字信号，需要把它转换成数字脉冲，这一过程成为编码。最简单的编码方式是二进制编码。具体说就是用n 比特的二进制编码来表示已经量化了的样值，每个二进制数对应一个量化电平，然后把它们排列，得到由二值脉冲串组成的数字信息流。用这种方式组成的二值脉冲的频率等于采样频率与量化比特数的乘积，成为数字信号的数码率。采样频率越高，量化比特数越大，数码率就越高，所需要的传输带宽就越宽[17]。
音频编码方法归纳起来可分三大类：波形编码、参数编码、混合编码。波形编码是尽量保持输入波形不变，即重建的语音信号基本上与原始语音信号波形相同，压缩比较低；参数编码是要求重建的信号听起来与输入语音一样，但其波形可以不同，它是以语音信号所产生的数学模型为基础的一种编码方法，压缩较高；混合编码是综合了波形编码的高质量潜力和参数编码的高压缩效率的混合编码方法，这类方法也是目前低码率编码的方向。
2.2.2编码过程
MP3文件由一系列长度不同的帧组成，一个接着一个，就好像电影胶片一样。每一帧的前面都有一个头信息，其中就包括一些关于后继数据的额外信息。在某些编码中，这些帧可以互相影响。例如，一帧有剩余的空间，而下一帧没有，他们就可以组合起来产生一个优化的结果。在一个MP3文件的开始或者结尾，通常会存储一些额外的信息，包括歌手、曲目名、专辑名、录制时间、流派以及个人评论。这叫做“ID3”数据，当文件数目不断增长是，将会非常有用。
MP3使用两种技术获得好的压缩比：一种有损压缩，一种无损压缩。首先，压缩过程将人类根本不能听到的部分丢弃（或者至少做出可接受的折衷），然后对冗余编码进一步的压缩[18]。然而，正是第一部分的压缩做了大部分的工作，也具有更多的复杂性，这里也被更多的考虑。
MP3编码工具分析信号源，把它分解为各种数学模板，并与编码器存储的心理声学模板进行比较。编码器就可以丢弃大部分不匹配的数据。
MP3编码过程可以分成几个步骤：首先，将信号分解成称为帧的组建片、每一帧持续不到一秒。这和电影中的帧很类似。第二，分析信号已决定其“光谱能量分布”，也就是说，在整个可听频率的光谱范围内，找出怎样将比特流进行分布，以产生最好的音频编码。因为频率光谱的
不同部分使用相同的算法，经过轻微的变换，可以进行高效编码，这一步将信号分解为子带（sub-bands），子带可以独立的进行处理以产生最优的效果（注意所有的子带都使用相同的算法，不同只是因为使用的编码器不同造成的其分配的比特流大小不同而已）。第三，要考虑数据传输率，它决定了每一帧能够分配的比特最大值。例如，如果数据传输率是128kbits，那么每一帧可以分配的数据上限就确定了（除非使用变比特率方法）。这一步决定了可以存储多少可获得的数据以及有多少数据被丢弃。把每一帧的频率分布于人类心理声学的数学模板进行比较（数学模板作为一个索引表存储在编解码器中），从这些模板中就可以决定，哪些频率应该准确的渲染表现出来，那些频率可以丢弃或者分配较少的bit。第四，经过Huffman编码的处理，这个过程去处取样的冗余信息。Huffman编码与心理声学模型并不相关，它只是通过传统的压缩方式获得额外的压缩比。因此，读者可以看到，整个MP3编码过程是：首先，利用所有的心理声学模板选择性的丢弃大量数据，然后压缩剩余的数据，消除冗余。其中的第二步，并不丢弃数据，它仅仅使用更小的空间存储剩余的数据。把一定数量的帧集合起来，再在每个数据帧前加上头信息，就组装成一系列的比特流，头信息主要包括一些相关帧的指令。在这个过程中，许多其他因素需要考虑，这经常在开始编码前就需要预先设定。另外，对每个单独的帧的编码算法经常还依赖于对前一帧和后一帧。整个过程包含了某种程度的同步，前面的步骤并不必须按顺序进行[19]。
MP3的声音数据分成帧，每帧包含1152个样本的数据，由32个子带分别输出MP3的编码器输入，以12个样本为一组，每组样本经过时间-频率变换之后进行一次位分配并记录一个比例因子（scale factor）。位分配的信息告诉解码器每个样本由几位表示，比例因子用6位表示解码器，使用6位的比例因子乘以量化器的每个输出样本值，以恢复被量化
的子带值。比例因子的作用是充分利用量化器的量化范围，通过位分配的比例因子相配合，可以表示的动态范围超过了120dB的样本[20]。
MP3使用了从ASPEC（Audio Spectral Perceptual Encoding）和OCF （Optimal Coding In The Frequency domain）导出的算法。在滤波器组上，MP3在使用了正交镜像滤波（和MP1和MP2相同）后，紧跟着使用了改进离散余弦变换MDCT（Modified Discrete Cosine Transform），对正交镜像滤波的不足进行了一些补偿。MDCT把子带的输出在频域里进一步细分已达到更高的频域分辨率。而且通过对子带的进一步细分，编码器部分消除了多相滤波器组引入的混迭效果。
MP3编码器的详细框图如图2-2所示。
图2-2 MP3编码器和解码器的结构
MP3指定了两种MDCT的块长：长块的块长为18个样本，短块的块长为6个样本，相邻变换的窗口之间有50%的重叠。长块对于平稳的声音信号可以得到更高的频域分辨率，而短块对跳变的声音信号可以得到更好的时域分辨率。在短块模式下，3个短块代替了一个长块，短块的长恰好是一个长块的13，所以MDCT的样本数不受块长的影响。给定的一个帧声音信号，MDCT可以全部使用长块或全部使用短块，也可以长短块混合使用。因为低频区的频域分辨率对音质有重大影响，所以在混合块长模式下MDCT对低频的2个子带使用长块，而对其余的30个子带使用短块。这样，既能保证低频区的频域分辨率，又不会牺牲高频域的时域分辨率。长块和短块之间的切换有一个过程，一般用一个带特殊长转短或者短转长数据窗口的长块来完成这个长短块之间的切换。除了使用MDCT外，MP3还采用了其他许多改进措施来提高压缩比而不降低音质。虽然MP3引入了许多复杂的感念，但是它的计算量并没有比MP2
增加许多。增加的主要是编码器的复杂度和解码器所需要的存储容量。
2.3 MP3播放器解码过程
作为一个整体，MP3系统的大部分工作放在了解码部分。但是，普通用户主要是播放MP3文件而不是制造它，这里将重点介绍解码过程。解码器并不需要存储或者利用人类心理声学理论，也不需要进行比特分配过程。MP3播放器所关注的只是检查比特流的头和频谱分布的数据帧，以及和它们存储在一起的边信息，然后再将重建这些信息为音频信号。从某种意义上说，播放器其实就是一个MP3文件、播放列表和声卡的接口，将它们包装为相对简单明了的解码MP3比特流格式的规则。
不同的MP3解码器在效率上有着很大的不同，同样在解码后声音的质量上也有很大的不同，在过去的几年里，这些不同对计算机硬件的依赖在很大程度上被忽视了，实际上解码器也同样要消耗大量系统资源的。这在那些没有良好微线程特征的操作系统中特别的明显，如果有适当的硬件，可以在很大程度上免除MP3的中断的问题。
一些MP3解码器比其他解码器占用更多的CPU时间，但是，用效率来衡量它们之间的区别并不比用其它特征来衡量的区别大。选择MP3播放器关系到成本、可扩展性、音频质量和外观。
图2-3为MP3的整个解码过程的流程图，与解码器的图相对应：
图2-3 MP3解码流程
本节主要介绍了MP3的编解码过程。MP3播放器的编码过程包括：音频信号数字化、音频采样、音频量化和音频编码。编码器将模拟信号经处理后，转换成数字信号进行传输。MP3的解码是编码的反过程，主要是从编码后的谱线成分中，经过反量化和逆变换，提取出声音信号。MP3的解码总体上可分为比特流分析，霍夫曼编码，逆量化处理，立体
声处理，频谱重排列，抗锯齿处理，逆离散余弦变化，子带合成，PCM 输出。
3 MP3播放器的硬件设计与实现
3.1 系统的总体设计
此次设计方案可以方便的将外部的MP3格式的音乐文件传输到本系统的存储器Flash中。如图3-1可以看出本系统的具体硬件设计主要包括：主芯片和USB接口的连接设计，此部分主要用于MP3文件的传输和固件下载；主芯片和按键以及LCD之间的设计连接，用户通过显示屏幕获取播放器的进程息，通过按键来对音乐进行选择和控制；主芯片和DA 转换器之间，这一系统将该系统解码后的数字信号转换为人耳能识别的模拟信号，这一部分主要包括时钟信号、数据信号以及反馈信号的连接；电源转换部分，本系统内部使用的电源一般为3.3V，而USB接口以及电池的电源都需要DC-DC部分来进行转换，从而为系统提供所需的3.3V 电源；播放系统和存储系统的切换电路设计。
图3-1系统硬件结构
MP3工作原理流程图如图3-2所示。
图3-2工作原理流程图
MP3播放器的软件结构跟硬件是相对应的，即每一个硬件部分都有相应的软件代码，这是因为大多数的硬件部分都是数字可编程控制的。音乐播放器首先读取存储器上的音乐信号，再通过解码器对信号进行解码分析，经解码的信号通过DA转换器将解码出的数字信号转换成模拟信号，然后把转换后的模拟音频放大，通过低通滤波后到音频输出。3.2. 主电路设计
系统的主芯片采用美国ATMEL公司的AT89C51SND1C，该芯片是一个2.5~3.3 V低电压、80 mW低功耗、运算速度高、功能完善、高度集成并且低成本的单芯片数字（MPEG1，2，2.5&3）音频解码器。其特点如下：基于8位C51MCU核（最大时钟频率20MHz）；内部集成了单独的MP3 解码器，而且支持48，44.1，32，24，22.05，16 kHz采样频率，支持左右声道独立的音量控制（软件使用31级）、重低音、中音、高音均衡控制（31级）、重低环绕声效果、辅助数据输出、“CRC错误”和“MPEG帧同步”指示；有44通用IO口的嵌入式C51 Nand Flash，SSFDC，I2S，SPI和IDE多种扩展功能接口容易适应多种应用场合FlashCDHDD播放器等；具有适应市场上不同的DA转换器的可编程的音频输出接口，兼容PCM格式和I2S格式；内置2304BRAM；64KBFlash 程序空间和4KB引导闪存（AT89C51SNDl），在系统编程：通过USB，UART接口进行在系统编程；USB1.1控制器，“Full speed”数据传输；内置锁相环，提供MP3音频时钟和USB时钟；兼容MultiMedia Card （MMC）卡接口、Atmel Data Flash SPI接口、IDEATAPI（硬盘）接口；通道10位AD转换器，8kHz（8位真有效值），包括电池电压监视和软监控的录音；AT89C51SNDIC内部结构简化后实际就是64K80C51+MP3解码器+USB，使用该芯片设计MP3播放系统具有很多优点，如支持在系统编程不需要昂贵的仿真器，系统设计成本降低；内置2304B的RAM，方便用户增加复杂的功能。AT89C51SND1内部主要资源如图3-3所示。
图3-3 AT89C51SND1C 内部主要资源
此外，由于该芯片内部集成了大量的接口，所以只需要很少的外围器件如DC-DC，音频DA转换器和存储器就可以实现系统的要求，这样可以做到系统空间很小，这一点正好适应现代系统设计的纤小而功能全面的要求。
该芯片共80引脚，封装为TQFP80，就是四边各20引脚的贴片封装。图3-4为AT89C51SND1的引脚定义。对于功能复用的引脚要慎重考虑。本设计并没有使用单片机的全部功能，部分没有占用的IO端口和MMC等专用借口都用扩展槽引出了，可以用来扩展其他电路。
管脚说明：
·IO端口
P1-P3和8051功能相同。P1端口第二功能有KIN3:0 SCL SDA P4具有8-bit
内部上拉IO.第二功能MISO MOSI SCK SS P5具有4-bit内部上拉IO.
时钟信号管脚
·X1 I
输入芯片上反向振荡放大器
使用内部振荡器，晶振谐振器电路连接到该管脚。如果使用一个外部振荡器，其输出被连接到该管脚。X1是内部的时间的时钟脉冲源。
·X2 O
输出片上振荡器反相放大器
使用内部振荡器，晶振谐振器电路连接到该管脚。如果外部振荡器使用，给X2的悬空。
·FILT I PLL的低通滤波器输入FILT员工接收PLL的低通滤波器的RC网络。
定时器信号说明：·INT0 I （P3.2）
INT0的服务为定时器0，当选定TCON中的位寄存器由GATE0外部运行控制。
INT0的输入控制TCON寄存器里的IE0位.If（IT0=1）位IE0被INT0低电平.If（IT0=0）位IE0被INT0低电平触发.
·INT1 I （P3.3）
INT1的作为定时器1当由GATE1 TCON寄存器中的位选择外部运行控制。
INT1的输入控制TCON寄存器里的IE1位.If（IT1=1）位IE1被INT1低电平.If（IT1=0）位IE1被INT1低电平触发.
·T0 I P3.4
当定时器0作为一个计数器运行，T0代引脚下降沿递增计数。
·T1 I P3.5
当定时器1作为一个计数T1引脚上的下降沿递增计数操作。
图3-4 AT89C51SND1C引脚图
3.2.1 单片机最小系统
单片机芯片，配以必要的外部器件就能构成单片机最小系统。单片机具有较强的外部扩展、通信能力，能方便地扩展至应用系统所要求的规模。
当使用带ROM或EPROM的MCS-51系列单片机时，只要一个芯片即可构成一个单片机的最小系统。选用AT89C51单片机作为主机，它
具有4K片内ROM，128字节片内RAM，片外ROM寻址范围达64K，2个16位计数器，5个中断源，4个并行口，一个串行口。简易自动乐曲播放器采用单片机最小系统足以满足系统设计要求，同时要设计单片机最小系统的晶振和复位电路。
3.2.2 电源部分
电源是整个播放器的重要组成部分，图3-5是电源部分的电路，图中AS1117是一款低压差的线性稳压器，当输出1A电流时，输入输出的电压差典型值仅为 1.2V。除了能提供各种稳定电压版本外（Vout=1.8V，2.5V，2.85V，3.3V，5V），还提供可调端输出版本，该版本能提供的输出电压范围为1.25V～13.8V。
图3-5 电源电路图
AS1117提供完善的过流保护和过热保护功能（AS1117正常工作环境温度范围极宽，为-50℃～140℃），确保芯片和电源系统的稳定性。同时在产品生产中应用先进的修正技术，确保输出电压和参考精度在1%的精度范围内。
AS1117的系统框图如图3-6所示。
图3-6 AS1117系统框图
3.2.3 DA 转换部分
当MP3或者WMA等格式的音乐文件经过主芯片内部解码后为数字信号，而人耳所能识别的信号却为模拟信号，系统利用CS4331进行转换。AT89C51SND1C从Flash中读取数据之后，将MP3格式的音乐在其内部进行硬件解码为二进制数据，之后通过DA 转换器CS4331来对这些数据进行数模转换，转换成人耳可以接受的音乐。主芯片AT89C51SND1C 内部有一个音频输出接口，支持不同格式的音频数据流格式，如PCM格式和I2S格式，该接口可以跟几乎所有的通用音频DA 转换器相连。CS4331在改善音频质量，降低信噪比等方面都很好。同时
AT89C51SND1C内部集成了MP3软件解码器，系统不需要外接额外的解码器。解码后的数字信号经过DA转换后还原为模拟音频信号。
图3-7为DA转换电路图。
图3-7 DA转换电路图
音频DA芯片在MP3播放器中承担音频信号的数字模拟转换功能，其性能直接影响最终的音乐效果和音质。CS4331芯片没有配置引脚，无需软件配置。CS4331的内部框图如下图。SDATA是位流数据输入，SCLK 是位流时钟，LRCK是声道选择时钟，其频率即采样率。MCLK则是DAC电路所需的主时钟。图3-8为CS4331芯片内部结构图。
图3-8 CS4331芯片内部结构
3.2.4 控制部分
播控系统的设置通过按键来选择，AT89C51SND1C提供4个按键输入口，连接USB 前，短接了DFU跳线，运行BootLoader，进入到固件下载；接到USB前，按下了FORMAT，则格式化U盘；连接到USB，不按任何键，则进入U盘功能。使用电池供电时，不按任何键，则进入MP3模式。MP3键盘由4个键组成，分别为PlayPause键、Previous键、Next键和Func键：Func，功能切换；Next，向后；Previous，向前；PlayPause，播放暂停。用户在使用播放器时可以方便地根据自己的喜好来选择歌曲播放或暂停。操作状态和设置信息通过LCD1602来显示。LCD采用液晶显示模块，可显示汉字及图形。液晶显示具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，正好适应MP3播放器的需求。图3-9为键盘控制电路，图3-10为LCD显示电路。
图3-9 键盘控制电路图3-10 LCD显示电路
系统整体电路图如图3-13所示：
图3-13 整体电路图
4 MP3播放器软件设计及实现
4.1 MP3播放器播放功能的设计
MP3播放程序设计要与键盘配合起来使用。在主程序中，如果已经处于播放状态，则调用Play MP3程序播放歌曲，直至播放到最后一首。在Play MP3程序里面，MP3解码器一旦开始工作以后，就会一直向CPU 请求数据，直至歌曲结束。如果用户想切换歌曲，则可直接按暂停键，这样此程序函数就会提前结束，进入下一首歌曲的播放。
其播放流程图如图4-1所示：
图4-1 播放器播放过程流程图
当产生数据请求时，程序判断是否产生请求中断，当产生了请求中断时，数据读取失败。如果数据请求未产生中断，重新载入数据。产生
摘要 在信息，技术高速发展的今天，多媒体技术也越来越受到人们的重视。文章对目前使用较多的音乐播放器作出较详细的比较。通过阅读多张文献，分析了一些音乐播放器的功能并考虑了怎样能实现支持更多格式的音乐文件，怎样能满足使用者对播放器的需求。本文主要介绍了一个基于Java Applet来实现的音乐播放器的设计。并对系统开发中涉及到的关键技术作了探讨，简要分析介绍了Java技术和 Applet的工作原理，最后说明系统需要实现的功能。 音乐是一种声音符号，表达人的思想感情。是人们思想的载体之一。音乐是有目的和内涵的，其中隐含了作者的生活体验，思想情怀。一款好的pc音乐播放器不仅能够提供好的音乐播放效果，更能够为用户提供方便的操作。 本设计利用java语言和eclipse 编辑工具对播放器进行编写。同时给出了详细的系统设计过程、部分界面图及主要功能运行流程图，本文还对开发过程中遇到的问题和解决方法进行了详细的讨论，该音乐播放器集播放、暂停、停止、快进、快退、下一曲、上一曲、音量调节等功能与一体，性能良好。该播放器支持MP3、WAV、MP3和AIFF等音频格式。在开发的过程中采用瀑布模型。第一阶段首先对项目进行全面、仔细的需求分析，并准确做出项目进度安排，明确每个阶段的任务；第二阶段是进行项目分模块编码；第三阶段对项目进行全面的测试和系统集成测试。 关键词: JAVA；Eclipse；模块化； Applet；
Abstract In the information,the rapid development of technology today,the multimedia technology is becoming more and more attention.This paper makes comparison of the detail to the current use of more music player.By reading a plurality ofliterature,analysis of some function of music player and consider how to achieve the support more format music files,how to meet the needs of users of the player.This paper mainly introduces the design of a Java based Applet to achieve music player.And the key technologies involved in the system development are discussed and analyzed brieflyintroduces the work principle of Java technology and Applet,finally indicated that the system needs to realize the function. The music is a sound symbolic expressing the mood and thinking. It is the carrier of people's thinking. Music is the purpose and content, which implied the au thor's life experiences and feelings. A good pc music player can not only provide g ood music playing effect, but also provide users with convenient operation. The player is using java language and eclipse editing tools. Giving a detailed s ystem design process, part of the interface map and run flow chart of the main fun ction, this article discussed in detail on problems and solution method in the devel opment process. The music player set to play, pause, stop, fast forward, rewind, a nd the next one, on a volume adjustment functions with one good performance. Th e player supports MP3, WAV, MP3, AIFF, etc. audio formats. The model in the dev elopment process is Waterfall model. The first phase is the project of comprehensi ve and careful needs analysis, accurately making the project schedule and clearin g each stage of the task. The second phase of the project is sub-module coding. T he third stage, the project testing and system integration testing. key words：JAVA ；Eclipse；Modularization； Applet；
1引言 1.1选题背景 随着智能手机的大众化，越来越多的人应用智能手机。相对的对手机软件的需求也就越来越多。当今时代手机不再只是用来打电话、发短信的工具，反而对手机的娱乐功能要求越来越高[1]。手机的一个重要的功能就是听音乐，一款好的手机音乐播放器可以更好的体现智能手机的强大。目前中国音乐播放器行业已经具备了相当的规模，并在国际市场上已有一定的竞争力。苹果手机作为当今中国智能手机市场上不可或缺的一个品牌，基于iOS的手机软件需求量也就相应的越来越强。市场上的音乐播放器品牌繁多，定位不一，基本满足了各层次消费者的需求，例如：酷我音乐、酷狗音乐、百度音乐、QQ音乐等等这些大家所熟知的音乐播放器已经在苹果软件中占据了一定的地位。智能手机的应用使现代人的生活更加的方便。 伴随着苹果手机进入中国市场，相应的iOS技术逐渐流行起来。而对于开发苹果应用的语言——Object-C，也成为当今社会最流行的开发语言，并且保持着强劲的上升趋势，隐隐有超过C语言的现象[2]。对于其他的开发语言，例如java、javascripe，Object-C以其强大的优势遥遥领先于这些其他的编程语言。本人根据当前的形式，决定引用这种这种技术来开发手机应用。 1.2设计目的及意义 听音乐已经成为当今社会，人们必不可少的一项娱乐活动。根据调查所得信息，本人发现最近智能手机用户对较大的音乐播放器应用的喜爱度明显下滑，而相对的那些小巧的音乐播放器反而被越来越多的用户下载使用。苹果系统的软件具有的特点就是美观、简洁、易操作。根据这些信息，设计一款小巧的基于iOS 的音乐播放器会很容易得到用户的青睐。同时本人从去年开始接触iOS，在学习了几个月后，对iOS开发有了一些理解，所以对于这次毕业设计，我就选择了基于iOS系统开发一款产品。希望通过这次毕业设计来进一步巩固自己的iOS开发水平。使自己在以后的社会竞争中更加具有优势。 1.3设计思想和目标 设计思想：自己的这款音乐播放器设计的过程是按照一般的应用开发流程进行的。自己首先调查了当今社会，人们对音乐播放器的需求，从中得出现阶段手机用户需要的是小巧、方便的音乐播放器。从而决定自己开发一款小巧的音乐播放器。在有了用户的需求后，本人开始开发属于自己的音乐播放器。在真正设计音乐播放器的过程中，本人先决定了音乐播放器的整体框架结构，应用的图片出
一、设计目的 利用8052单片机结合内部定时器设计一个八音盒，按下单键可以演奏预先设置的歌曲旋律。 二、设计要求 其基本功能为：1，使用LED显示器来显示目前演奏的歌曲编号；2，具有8个按键操作来选择演奏哪一首歌曲；3，内建8首歌曲旋律，按下单键可以演奏歌曲。 三、设计器材 T89C52单片机、晶振、八个按键、二位一体共阳极数码管、电阻电容若干、导线。 四、设计方案及分析 设计思路： (1)选择8052单片机，通过T0定时中断，并配合P2.0引脚输出音频频率。 (2)P2.0引脚输出接蜂鸣器。 (3)通过P0口接LED。 (4)P1口接键盘，输入歌曲号。 音符产生方法： 不同的音调有不同的频率。频率不同，音调也就不同。 利用定时器，使其工作在模式1，定时中断，然后控制P2.0引脚的输出每次取反，就可以在P2.0的引脚输出相应的方波频率。改变计数初值，就改变了频率。定时器的定时时间等于半个周期，定时时间到就输出脉冲取反，重复此过程，就可在P2.0引脚得到一音频的脉冲。 如：中音1的频率=523HZ，周期T=1/523=1912us； 定时器的定时时间为：T/2=1912/2us=956us； 计算得TH0,TL0的计数初值THTL=64580 下面是个音符计数初值
节拍产生方法： 音乐中的节拍用延时时间产生。假设1/4拍执行一次延时程序，这1/2拍就执行两次延时程序，所以只要求出1/4延时时间，其余的节拍就是他的倍数。为方便记谱，将节拍数也进行编码，如下： 建立曲谱编码表： 编谱用8位编码，高4位代表音符，低4位代表节拍。如5 6中音5，中音6，都是1/2拍，则编码为：82H 92H 程序清单： #include
音乐播放器详细设计 1.引言 随着社会的快速发展，现今社会生活紧张，而欣赏音乐是其中最好的舒缓压力的方式之一，音乐成了我们生活工作中的一个重要的部分。而3G时代的到来，手机移动应用越来越普遍。此文档就是为了能更好地设计出一个基于android系统的音乐播放器而编写的。 1.1 编写目的 为软件的开发者能更好的理解和明确软件开发的详细过程，安排项目与进度、组织软件开发与测试，撰写本文档。本文档供项目组成员，软件开发人员参考。1.2项目背景 本项目由李雪梅、杨挺等人提出，由本组成员联合开发，实现播放现今流行的音乐MP3等文本格式。 该软件是基于Android系统的音乐播放软件，并能够与其他音乐播放软件兼容。 1.3 参考资料 [1] 重庆大学出版社《软件工程》“软件计划与可行性分析” [2] 靳岩、姚尚明人民邮电出版社《Android开发入门与实践》 [3] 可行性分析 [4] 《音乐播放器需求分析书》 [5] 《音乐播放器总体设计说明书》 1.4项目开发计划 实施计划：
阶段名称负责人 需求分析杨挺、李雪梅 总体设计李雪梅、杨挺 详细设计李雪梅、杨挺 软件测试李雪梅、杨挺 在技术方面，编程知识比较缺乏，对有些与项目相关的软件 不熟悉，需进行人员的技术培训(自学为主)，技术难点是数据库的构架和软件功能的设计。 2. 总体设计 2.1 项目目的 本项目的目的是开发一个可以播放主流的音乐文本格式的播放器。设计的主要实现功能是播放MP3等格式的音乐文件，并且能控制播放，暂停，停止，音量控制，选择上一曲，选择下一曲，更改皮肤，歌曲列表文件的管理操作，在线播放，读取 存储卡播放等多种播放控制，界面简明，操作简单。 软件系统检测到错误行为时，报告错误，并提示处理操作。 2.2 软件运行环境 硬件：Android操作系统手机 系统软件：Android 2.2 -- 4.0版本 支撑软件：Eclipse 7.5 、ADT 1.5 2.3 需求概述
单片机实物设计 题目: 单片机音乐盒设计 班级： K0312416-17 姓名：湛俊朱斌杨裕庆 学号：K031241705 K031241632 K031241737
摘要 本设计是一个基于STC89C51RC系列单片机的音乐盒，依据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个多功能多功能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。本音乐盒共有四首歌曲，用4个按键控制。播放歌曲时，蜂鸣器发出某个音调。本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试，配合PROTEUS 仿真软件对硬件进行仿真调试，节约了设计时间。 【关键词】STC89C51RC 按键蜂鸣器 LCD1602液晶
目录 前言 ................................................................................................................................. 第一章工作原理 .............................................................................................................. 1.1设计目标 ............................................................................................................... 第二章软件设计与分析................................................................................................... 2.1 软件设计的组成................................................................................................... 2.2 各部分软件分析 ................................................................................................. 2.2.1 延时165MS,即十六分音符子函数 .......................................................... 2.2.2 延时1MS子函数...................................................................................... 2.2.3 定时器0中断子函数 .............................................................................. 2.2.4 播放音乐子函数...................................................................................... 2.5 定时器1中断子函数.................................................................................. 2.6 按键扫描子函数 ......................................................................................... 2.2.7 主函数..................................................................................................... 2.3 总源程序 ............................................................................................................ 第三章软件仿真 .............................................................................................................. 3.仿真图...................................................................................................................... 3.1 元件清单 ............................................................................................................... 总结 ..................................................................................................................................... 参考文献..............................................................................................................................
题目：音乐播放器 课程设计（论文）任务书
摘要 随着电子技术的发展和计算机越来越普遍的使用，单片机作为这两项技术的有机结合也得到了广泛的应用，在某些领域具有不可替代的作用。音乐播放功能随处都会用到，如，在开发儿童智力的玩具中，等等。目前，基于单片机实现音乐播放，其体积小、价格低、编程灵活等特点在这一领域独领风骚。 单片机的英文名称为single chip microcomputer，最早出现在20世纪70年代，国际上现在已逐渐被微控制器（Microcontroller Unit 或MCU）一词所取代。它体积小，集成度高，运算速度快，运行可靠，功耗低，价格廉，因此在数据采集、智能化仪表、通讯设备等方面得到了广泛应用。而8051单片机在小到中型应用场合很常见，已成为单片机领域的实际标准。随着硬件的发展，8051单片机系列的软件工具也有了C级编译器和实时多任务操作系统RTOS，为单片机编程使用C语言提供了便利的条件；并针对单片机常用的接口芯片编制通用的驱动函数，可针对常用的功能模块，算法等编制相应的函数；C语言模块化程序结构特点，可以使程序模块大家共享，不断丰富，这样就使得单片机的的程序设计更简单可靠，实时性强，效率高。作为测控技术与仪器的学生，掌握8051单片机硬件基础及其相关软件操作，将其应用于现代电子产品中是必要而且重要的，这次课程设计我们的题目是用单片机实验箱系统制作音乐播放器。 本次课程设计主要内容是通过单片机C51语言进行编程，以产生乐曲音符和节拍，把乐谱翻译成计算机语言（音符转换诚成相对应的方波频率即定时器装载初值，节拍转换成相对应的延长时间），并将其预先存储到单片机里，然后根据按键调用再由单片机进行信息处理，在经过信号放大，由喇叭放出乐曲声，实现音乐播放的功能。其主要表现在可以播放十首歌曲，可以用十个数字键控制播放的歌曲，并且能在LCD液晶屏显
音乐播放器的设计与实 现毕业论文 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
毕业设计说明书 学生姓名学号 学院计算机科学与技术学院 专业计算机科学与技术（软件工程） 题目音乐播放器的设计与实现 指导教师 （姓名）（专业技术职称/ 学位） 年月 摘要:随着生活水平的提高，娱乐已成为非常主流的话题，人们不仅需要通过音乐陶冶情操，而且越来越多的人倾向于使用音乐、视频等娱乐和放松自己，这大大促进了媒体软件的发展.本文旨在介绍研究常用数字音频编码和解码的相关知识，并结合VS2008编写多功能音乐播放器，了解音乐播放器功能的实现，掌握开发音乐播放器所需的相关知识，采用了面向对象软件工程方法，其开发主要包括应用程序界面设计和后台代码运行两个方面，实现了多功能音乐播放器在计算机上的应用，可以在很大程度上满足用户的需求.该系统主要具备：音乐播放控制、音乐文件控制、音量控制、下载控制、歌词控制、进度控制、音乐剪辑等功能模块。 关键字：音乐播放器，音频编码格式，TechSmith Screen Capture Codec，FFmpeg ，C#，Visual Studio 2008 Abstract：With the improvement of standards of living, entertainment has become very mainstream topics, it is required not only by music, edifying, and as more and more people tend to use music, video and other entertainment and relax, which greatly promoted the development
毕业设计 基于单片机的音乐盒设计 【摘要】本设计是一个基于A T89C51系列单片机的音乐盒，依据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个多功能多功能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。使用两个按键控制音乐盒，一个用来切换歌曲，另一个用来切换8路LED的变化花样，本音乐盒共有两首歌曲，花样灯花样共计3种。播放歌曲时，蜂鸣器发出某个音调，与之对应的LED亮起。本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试，配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试，节约了设计时间。 【关键字】音乐盒；A T89C51单片机；KEIL；PROTEUS；音调
Design Of Music Box Based On SCM Li Kun (Grade06,Class1, Major Computer Science and Technology, Computer Science and Technology Dept,Shaanxi University Of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi) Tutor: FENG Yong-Zheng Abstract:This design is a series based on A T89C51 microcontroller Music Box, based on principles of SCM technology, through the production of hardware and software compilation, designed a multi-function music box. Mainly by the keys of the music box circuit, reset circuit, clock circuit and the buzzer composition. Using two buttons control music box, one to switch songs, and the other is used to switch the 8 LED pattern changes, the music box has two songs, a total of three kinds of pattern light pattern. Play a song, the buzzer sounded a tone, corresponding LED lights up. This design using KEIL programming software to program the music box and debug source code, with the PROTEUS simulation software to simulate hardware, debugging, saving design time. Key Words: Music Box ;A T89C51 SCM; KEIL; PROTEUS; TONE
基于单片机的MP3播放器设计 音频信号数字化后所面临的一个不容忽视的问题是：巨大的数据量给存储和传输带来的压力。因此音频压缩技术在广播专业领域、网络传输及多媒体应用中受到广泛关注，成为音频信号处理的关键技术之一。MPEG(Moving Picture Experts Group)运动图像专家组，在1992年底制定了第一个世界范围的Hi-Fi(High-Fidelity)质量的音频编码标准MPEG-1。MPEG-1分为三种不同的方式，称为Layer1、Layer2和Layer3。序号越高，复杂性越大，但是可提供更好的编码效率，特别是在低比特率时。MP3就是MPEG-1 Layer3，是基于感知编码的算法，目前在CD 音质的声音压缩方面，是一种通用的方法。使用MP3标准对于音频数据编码既可以获得较大的音频数据压缩比，又可以得到较好的音乐回放质量。MP3的解码器结构复杂，涉及到大量的数学计算，对处理器与内存的要求相当高。目前，AT89C51处理器以其高性价比，丰富的外设资源，越来越受到各种嵌入式研发人员的青睐[5-7]。基于以上背景，我在此次设计中提出了AT89C51SND1C微处理器的软件解码方案，在降低硬件成本的基础上保证高质量的播放效果。 1.2.2 课题研究的意义 MP3音频播放器的最合理工作速度为30Mips，而一个典型的视频媒体播放器的理想速度则为175Mips，所以提高MP3的工作速度，以及改本课题来源于生产实践
善MP3的音质是最关键的，也是亟待解决的问题。 MP3是一种典型的嵌入式设备，而现在市场上比较常见的是闪存式MP3。由于闪存式MP3的容量限制，使它存储歌曲数目较少，在功能上也很难实现多样化。而硬盘式MP3的多功能及大容量，也必将受到不少消费者的喜爱。 另外一个原因是近年来，嵌入式系统与单片机开发的有机结合，已广泛被应用于网络通信、工业控制、机顶盒、PDA等诸多领域[8]。本文提出了一种基于单片机的MP3播放器的设计方案，这就进一步的体现了该设计的灵活性。目前该设计方案已经实现，实践证明，此播放器拥有市面MP3所有的全部功能并能够很好的运行。 MP3播放器一般分成3个部分：CPU、MP3硬件解码器存储器。其中可以将前两部分集成在一起，即带MP3硬件解码器的CPU；或将后两部分集成在一起，即集成硬件解码、DA转换及音频输入。存储器可以是Flash 存储器或硬盘。通过用MP3编码技术，可以得到大约12：1压缩的有损音乐信号。尽管MP3音乐是有损的，它在压缩过程中对功率谱较弱的信号有所丢失，但它同CD原声区别不大，不影响一般音乐爱好者对音乐的欣赏。MP3大大缩小了声音文件的长度，使音乐的存储和传输更方便。 2 MP3的编解码过程 2.1 MP3的工作原理 一个完整MP3播放器要分几个部分：中央处理器、解码器、存储设备、主机通讯端口、音频DA和功放、显示界面和控制键、其中中央处理器和解码器是整个系统地核心。这里的中央处理器我们通常成为MCU （单片微处理器），简称单片机。它运行MP3的整个控制程序，也称为fireware（或者固件程序）。控制MP3的各个部件的工作：从存储设备读
基于51单片机的音乐盒的 设计毕业论文 目次 目次 (3) 1 引言 (4) 1.1 音乐盒的意义 (4) 1.2 研究容 (5) 2.1系统总体框架图 (6) 2.2音乐盒的设计原理 (6) 2.3 单片机芯片概述 (7) 3 硬件电路设计 (8) 3.1 单片机最小系统原理图 (8) 3.1.1 复位电路 (8) 3.1.2 晶振电路 (9) 3.1.3时钟电路 (9) 3.2 LCD显示模块 (9) 3.3 继电器模块 (11) 3.3.1电磁继电器的工作原理和特性 (12)
3.3.2 固态继电器的工作原理和特性 (12) 3.3.3 继电器主要产品技术参数 (12) 3.4 按键模块 (13) 3.5 其它 (13) 4 软件设计 (14) 4.1 软件总体流程图 (14) 4.2播放/暂停子程序 (15) 4.3 LCD显示模块软件设计 (17) 4.3.1 LCD的初始化函数 (17) 4.3.2 LCD与继电器的函数 (18) 5 系统实现 (19) 5.1 硬件调试 (20) 5.1.1 按键控制的实现 (20) 5.1.2 LCD显示 (21) 5.1.3 其他 (21) 总结 (22) 致谢 (23) 参考文献 (24) 附录A 元器件清单 (25) 附录B 源程序 (26)
1 引言 在进入21世纪后，单片机产品的发展正朝着高性能和多品种方向，并且发展趋势是进一步朝着CMOS化、小体积、低功耗、大容量、高性能、低价格以及外围的电路装化等几个方面去发展。单片机的应用的重要意义还是在于它是从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。过去必须要由模拟电路或者数字电路才可以实现的大部分的功能，现在已能完全可以用单片机通过软件的方法来实现了。这种由软件去代替硬件的控制技术也称之为微控制技术，这是传统控制技术的一次革命。单片机可以说渗透到了我们生活的各个方面，几乎难以找到哪个领域里没有单片机的踪迹。导弹中的导航装置，飞机里安装的各种仪表的控制，计算机里的网络通讯与数据传输方面，工业自动化过程中实时控制和数据处理方面，生活中被广泛使用的各种智能IC卡，民用的高档轿车的安全保障系统，摄像机、录像机、全自动洗衣机所涉及的控制方面，以及远程控制的玩具、电子宠物等等，这些全都是离不开单片机的。 而伴随着科学技术的不断进步和社会的持续发展，人类所接触的更种信息也在不断增加并且信息变得越来越复杂。面对着浩如烟海的繁杂信息，人们目前已经能利用计算机等工具快速、精准地对其进行快速处理，但要想将其处理完毕的信息及时、清晰地传递给其他人，还必须要寻找更加卓越的显示技术去实现它。而单片机技术与液晶显示技术的结合，恰恰使得信息的传输交流向着智能化可视化方向进行快速发展。
生产实习报告 题目：音乐播放器 学生姓名：张凡 学号： 201220220123 班级： 1222201 专业：数字媒体技术 指导教师：张金 2015年08 月08日
目录 一、引言 (3) 1.1 项目背景 (3) 1.2 项目研究的目的 (4) 1.3 安卓简介 (4) 二．功能分析 (5) 2.1 功能需求分析 (5) 2.2 系统性能需求 (6) 2.3 运行环境需求 (6) 三．程序详细设计 (6) 3.1 主界面的设计 (6) 3.2 播放界面设计 (11) 3.3 其他功能 (14) 四．调试与运行 (18) 4.1 调试 (18) 4.2 运行结果 (19) 五．总结 (21)
一、引言 1.1 项目背景 当今社会的生活节奏越来越快，人们对手机的要求也越来越高，由于手机市场发展迅速，使得手机操作系统也出现了不同各类，现在的市场上主要有三个手机操作系统，symbian，Windows mobile，以及谷歌的Android操作系统，其中占有开放源代码优势的Android系统有最大的发展前景。那么能否在手机上拥有自己编写的个性音乐播放器呢？答案是：肯定的，谷歌Android系统就能做到。本文的音乐播放器就是基于谷歌Android手机平台的播放器。 随着计算机的广泛运用，手机市场的迅速发展，各种音频视频资源也在网上广为流传，这些资源看似平常，但已经渐渐成为人们生活中必不可少的一部分了。于是各种手机播放器也紧跟着发展起来，但是很多播放器一味追求外观花哨，功能庞大，对用户的手机造成了很多资源浪费，比如CPU，内存等的占用率过高，在用户需要多任务操作时，受到了不小的影响，带来了许多不便，而对于大多数普通用户，许多功能用不上，形同虚设。针对以上各种弊端，选择了开发多语种的音频视频播放器，将各种性能优化，继承播放器的常用功能，满足一般用户（如听歌，看电影）的需求，除了能播放常见格式的语音视频文件，高级功能：还能播放RMVB格式的视频文件。此外，还能支持中文、英文等语言界面。
学生毕业设计报告 设计题目：基于51单片机音乐播放器设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：
毕业设计任务书 专业班级姓名 一、课题名称：基于51单片机的音乐播放器设计 二、主要技术指标：1、AT89c51的输入电压：DC+5V 2、4k字节在系统编程(ISP) Flash 闪速存储器 3、128*8字节内部RAM 4、32个可编程I/O口线 5、2个16位定时/计数器 三、工作内容和要求：1、播放时显示歌曲序号（或名称） 2、利用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，演奏乐曲。 3、可通过功能键选择乐曲，暂停，播放 4、按顺序从头至尾自动循环播放全部设置的乐曲 5、按规范要求写出论文说明书 四、主要参考文献：[1]胡汉才. 单片机原理及其接口技术（第2版）[M]. 北京：清华大学出版社，2003 [2]孙涵芳.MCS-51系列单片机原理及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，1996.4 [3]阎石.数字电子技术基础（第三版）[M].北京:高等教育出版社,1989 [4]王晓君，安国臣．MCS-51及兼容单片机原理与选型[M] ．北京：电子工业出版社，2003 [5]马家辰,孙玉德,张颖.MCS-51单片机原理及接口技术.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001 [6]林凌，李刚，丁茹，李小霞. 新型单片机接口器件与技术[M]. 西安：西安电子科技大学出版社，2005 学生（签名）年月日 指导教师（签名）年月日 教研室主任（签名）年月日 系主任（签名）年月日
基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计
基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计 摘要 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。传统音乐盒多是机械型的，体积笨重，发音单调，不能实现批量生产。本文设计的音乐盒是以AT89C51单片机为核心元件的电子式音乐盒，体积小，重量轻，能演奏音乐，功能多，外观效果多彩，配有彩灯,使用方便，本音乐盒有三个按键，key1控制彩灯，key2控制音乐，key3为总开关，可同时关闭音乐与彩灯。具有一定的商业价值。 关键字：AT89C51；音乐盒；按键；彩灯
Abstract Along with the development of human society, people of vision, hearing things put forward higher request. Small music box can bring good memories and improve people's spiritual culture. Traditional music box is heavy mechanical type, size, pronunciation and drab, cannot achieve batch production. Music box designed in this paper based on AT89C51 microcontroller as the core element of electronic music box, small size, light weight, can play music, multi-function, appearance and colorful, with a lantern,easy to use. The music box with three buttons , The key1 control Lantern, key2 control music, key3 total switch can turn off the music and lanterns. Have some commercial value. Keywords: AT89C51, music boxes, buttons, Lantern
毕业设计论文 设计课题：___________________ 设计者1：___________________ 设计者2：___________________ 设计者3：___________________ 指导教师：___________________ 答辩时间：___________________
摘要 本设计是以单片机技术应用为主线，主控芯片采用AT89S51芯片，采用汇编语言设计程序。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好的回忆，提高人们的精神文化享受。传统音乐盒多是机械型的，体积笨重，发音单调，不能实现批量生产。本课程设计的音乐盒式以单片机为核心元件的电子式音乐盒，体积小，重量轻，能演奏和旋音乐，能弹奏do、re、mi、fa、so、la、si七个音，可以当作一个小小电子琴，由弹奏者弹奏想要的歌曲，给弹奏者提供无限音乐乐趣，还可以播放7首歌，曲目可自由选择。本程设计的音乐盒功能多，使用方便，并具有一定的商业价值，可以生产为小朋友的智力开发玩具，也可生产为年轻人和老年人生活中的不可缺少的音乐盒。
1、 系统总体设计方案及硬件设计 1.1系统总体设计方案 利用单片机于外接独立式按键，通过按键可随意选择播放曲目，按键按下一次，歌曲播放一遍。通过切换键，可切换音乐盒功能与电子琴功能。电子琴是利用各音节的频率与延时时间的结合，不同频率的脉冲经扬声器驱动电路放大后，就会发出7不同音调，达到电子琴固有的基本功能。通过接有一个LM386功率放大器的扬声器播放声音。系统总体设计图如图1。 图1系统总体设计图 1.2硬件设计 硬件功能模块划分：单片机最小系统电路模块、按键电路模以及功放电路模块。 (1)最小系统电路模块 最小系统图包括单片机、复位电路、晶振电路以及电源电路。如图 2
基于单片机STC89C52的数字音乐盒设计 一、引言 1.1设计的目的 通过课程设计，让学生熟悉单片机微机应用系统开发、研制的过程，软硬 件设计的工作方法、工作内容、工作步骤。对学生进行基本技能训练，例如： 组成系统、编程、调试、查阅资料、焊接电路板等。使学生理论联系实际，提 高动手能力和分析问题、解决问题的能力。 1.2 设计的基本要求 （1）利用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏不同的乐曲（至少3首歌曲）； （2）采用七段数码管显示当前播放的歌曲序号； （3）可通过功能键选择乐曲，暂停，播放，上一首，下一首； 扩展功能：利用一个循环跟每一个音调同步，每改变一个音调就变换一下彩灯，从而实现音乐控制彩灯的功能。 二、总体设计 2.1基本工作原理 1、播放音乐的原理 发音原理：播放一段音乐需要的是两个元素，一个是音调，另一个是音符。首先要了解对应的音调，音调主要由声音的频率决定，同时也与声音强度有关。对一定强度的纯音，音调随频率的升降而升降；对一定频率的纯音、低 频纯音的音调随声强增加而下降，高频纯音的音调却随强度增加而上升。另外，音符的频率有所不同。基于上面的内容，这样就对发音的原理有了一些初 步的了解。 音符的发音主要靠不同的音频脉冲。利用单片机的内部定时器/计数器0， 使其工作在模式1，定时中断，只要算出某一音频的周期（1/频率），然后将 此周期除以2，即为半周期的时间，利用定时器计时这个半周期时间，每当计
时到后就将输出脉冲的I/O 反相，然后重复计时此半周期时间再对I/O 反相，就可在I/O 脚上得到此频率的脉冲。 2、音符频率的产生 音符及定时器的初值： 例如：中音1（DO ）的音频=523HZ,周期T=1/523s=1912s μ 定时器/计数器0的定时时间为：T/2=1912/2s μ=956s μ 定时器956s μ的计数值=定时时间/机器周期=956s μ/1s μ=956(时钟频率=12MHZ) 计算得到定时器0的初值为65536-956=64580，将初值装入T0的寄存器里，启动T0后，每计数956次后就溢出中断，进入中断服务程序后，只要将I/O 口的输出值取反，就可以得到中音1（DO ）的音符音频。只要改变计数初值，就能得到不同频率的音符。表（1）是C 调各音符频率与计数初值的对照表：
基于单片机的音乐盒设计 学生:XXX指导老师:XXX 内容摘要:本设计是一个基于AT89C51系列单片机的音乐盒，依据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个多功能数字音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。使用两个按键控制音乐盒，一个用来切换歌曲，另一个用来切换8路LED的变化花样，本音乐盒共有两首歌曲，花样灯花样共计3种。播放歌曲时，蜂鸣器发出某个音调，与之对应的LED亮起。本设计利用KEIL 编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试,配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试，节约了设计时间。 关键词:音乐盒 AT89C51 KEIL PROTEUS 音调
Design for AT89C51 digit music box Abstract:The digest this text has introduced the basic AT89C51 digit music box,According to AT89C51 principle,take it by hardware circuit and software compile to made a multifunction digit music box.this box main form button circuit rest circuit clock circuit and https://www.doczj.com/doc/2214195917.html,e two button to control it,the one use to change music ,and the other one made the LED change the kind of light.this box had two songs,and LED had three kind of light.then the music has playing,the buzzer will take among of tone,meanwhile LED will give out light.the design on the basic of KEIL to compile and debugging this music box,at the same times match up PROTEUS to hardware going to simulation debugging,So save a lot of times. Keywords:music box AT89C51 KEIL PROTEUS Tone