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![毕业设计(论文)-基于单片机控制的音乐播放器[管理资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/c2ce389c58fafab068dc02c7.png)
单片机音乐播放器设计报告学生：XXX 指导教师：XXX内容摘要：单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。
根据要求设计一款音乐播放器，能实现音乐播放的简单功能，同时为了美化，添加了韵律闪烁彩灯，设计时采用Keil软件编程，用protues软件仿真，核心器件采用灵活性高且价格低廉的AT89C51芯片。
设计完成后系统可播放自编歌曲，同时发光二极管随着歌曲韵律闪烁。
关键词：单片机 AT89C51 音乐播放英文标题Abstract: SCM has small, strong function, low cost, application, advantages and intelligent control and automatic control of the core is the microcontroller. According to the requirements of a music player, design of music broadcast can realize simple function, and to beautify, added rhythm flashing lights, design is used when Keil C software programming, with protues software simulation, the core device adopts high flexibility and the price is cheap AT89C51 chip. The design is completed system can play Wrote songs, and leds with songs rhythm flicker.Keywords:SCM Temperature AT89C51 Music broadcast前言:微机原理和接口技术是一门实践性强的学科，不但要求有较高的理论水平，而且还要求有实际的动手能力，其中很多的原量、规则、现象等仅仅靠学习教科书是无法完全掌握的，必须通过实践才能比较直观和深刻的理解。
STM32单片机课程设计题目：基于ＳＴＭ３２的大容量音乐播放器设计指导教师：所在学院：机械电子工程专业班级：14自动化2班姓名：学号：联系电话：实践时间：目录一引言 (1)二系统整体概述设计 (1)三硬件设计3.1控制器 (2)3.2电源 (3)3.3 PCM1770音频播放模块 (4)3.4 SD卡数据存储模块 (4)3.5 W25Q32数据存储模块和OLED显示模块 (4)3.6按键控制 (5)四软件设计4.1 软件 (6)4.2软件设计流程图 (7)五程序设计 (8)六课程小结 (12)摘要：采用具有ＡＲＭＣｏｒｔｅｘ－Ｍ３内核的ＳＴＭ３２Ｆ１０３Ｒ８Ｔ６等芯片进行相关的硬件设计，使用ＫＥＩＬ４．０进行固件程序和驱动程序的开发，设计了一种基于ＳＴＭ３２的ＣＣＩＤ协议的ＵＳＢ读卡器．该读卡器支持符合ＩＳＯ７８１６－３规范的接触式ＩＣ卡。
实验表明，该设计可以提高智能卡系统的通信速度和中断响应速度。
关键词：ＵＳＢ；ＣＣＩＤ协议；ＳＴＭ３２；ＩＳＯ７８１６－３一.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。
位次我设计了一个基于ＳＴＭ３２的大容量音乐播放器。
二系统总体设计概述基于PCM1770芯片播放器三硬件设计3.1控制器STM32F105互联型系列微处理器使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核。
工作最高频率为72MHZ，内置256K字节的闪存和64K字节的SRAM。
丰富的I/O端口和联接到两条APB总线的外设。
包含标准的通讯接口（2个IIC接口，3个SPI接口，2个IIS接口，1个USB OTG 全速接口，5个USART接口和2个CAN接口），2个12位的ADC和4个通用的16位定时器。
它具有高性能、低功耗、低电压等特性，同时还具有高集成度和易于开发的特点，使该系列产品成为小型项目和作为完整平台的理想选择。
衡水学院
毕业论文（设计）
学生姓名: 陈进进
系别: 物理与电子信息系
专业: 电子信息工程
年级: 2012级
指导教师: 郭海丽
归档日期: 2016年6月10日
衡水学院教务处印制
1
毕业论文（设计）任务书
（指导教师填写）
毕业论文（设计）开题报告
3
5
说明：开题报告应在教师指导下由学生独立撰写，开题报告一般不少于1000字，并交指导教师审阅。
毕业论文（设计）开题报告论证记录
毕业论文（设计）文献综述
说明：查阅文献资料篇数，按《衡水学院毕业论文（设计）撰写规范》执行。
文献综述一般不少于1000字。
可增加页数，遵循整页布满
第I 页共18 页。
基于STM32MP3播放器设计STM32MP3播放器是一种基于STM32单片机搭建的MP3音频播放设备，具有播放音频文件、调节音量、选择曲目等功能。
其基本原理是通过STM32单片机的内部ADC/DAC模块与外部音频解码器进行数据传输和处理，实现音频播放的功能。
首先，STM32MP3播放器的硬件设计主要包括以下几个部分：STM32单片机、音频解码芯片、外部存储器、显示屏、按键和音频输出设备。
STM32单片机作为控制中心，负责控制整个播放器的各个元件以及与用户的交互。
音频解码芯片负责解码音频文件，将数字信号转换为模拟声音输出。
外部存储器用于存储音频文件，通常是SD卡或者闪存。
显示屏用于显示播放器的状态和当前播放的曲目信息。
按键用于控制播放器的各项功能，如暂停/播放、切换上一首/下一首等。
音频输出设备可以是耳机、扬声器等。
其次，STM32MP3播放器的软件设计主要包括存储设备读写控制、音频解码控制、用户交互控制等功能。
首先，存储设备读写控制部分负责从外部存储器读取音频文件，并将音频数据传输给音频解码芯片进行解码。
其次，音频解码控制部分负责控制音频解码芯片的工作，包括选择解码算法、设置音频参数、调节音量等。
最后，用户交互控制部分负责响应用户的操作，如按键事件处理、显示屏信息更新等。
对于STM32MP3播放器的设计流程，可以分为硬件设计和软件设计两个阶段。
首先，根据实际需求确定硬件设计方案，包括选择STM32单片机型号、音频解码芯片、外部存储器、显示屏、按键和音频输出设备等，并进行硬件电路的设计与布局。
随后，进行软件设计，包括编写驱动程序、实现音频解码算法、处理用户交互操作等。
在实际的设计过程中，需要根据硬件平台和技术条件进行优化，以保证播放器的音质和性能。
例如，可以通过选择合适的音频解码算法，优化解码性能，提高音频质量。
同时，还可以通过采用高性能的存储设备和使用缓存技术来提高音频文件的读取速度，减少卡顿现象。
• 123•基于STM32的多功能音乐播放器设计绵阳职业技术学院 罗金生 王荣海 李 岷 刘 成以音乐播放器为研究对象，提出一种基于STM32的音乐播放器的硬件和软件的设计方法，系统以STM32F103ZET6为控制核心，音频解码芯片VS1053B实现音频数据解码，挂载FATFS文件系统实现对SD卡中的音频文件进行读取，利用FFT快速傅里叶变换将音频信号转为频谱，加入了一个小型GUI显示界面配合OLED显示屏，实时的将界面、播放状态以及频谱生动的展示出来，此外还加入了蓝牙音频功能，通过手机蓝牙即可连接播放器播放音乐。
实验表明，该音乐播放器连接耳机能流畅播放多种格式的音乐文件，具有多功能、高性能、低功耗、操作方便、稳定可靠等特点。
引言：音乐可能是人类史上最古老、最具普遍性以及感染力的艺术形式之一。
音乐能提高人的审美能力，净化人们的心灵，树立崇高的理想。
不论时代怎么发展，人们的生活娱乐都离不开音乐。
因此，设计一款简单实用，多功能化的音乐播放器完全可以符合人们的爱好及需求。
本文介绍一种基于STM32F103处理器的SDIO接口模块及外围音频解码芯片实现一个SD卡的音乐播放器，它读取存储在SD卡里的音频格式文件，并通过立体声音解码芯片输出，能进行频谱显示，还可以通过手机蓝牙与其连接播放音乐等功能。
1.系统硬件电路设计基于STM32F103VET6微控制器所设计的MP3播放器，主要包括：存储模块、蓝牙音频模块、音频解码模块、显示模块。
系统方案设计的系统框图如图1所示。
主控制器芯片，利用其SDIO接口不断读取SD卡音频文件送入缓存区；使用了三组SPI接口，第一组SPI接口将读取的音频数据流送至音频解码芯片VS1053进行解码，第二组SPI接口连接了字库存储芯片，用于显示歌曲名等，第三组SPI接口连接OLED显示屏幕实现人机交互以及显示歌曲信息和频谱等；使用了一个定时器、一个DMA以及一个ADC通道实时快速采集音频输出，并利用FFT将其从时域转换为频域；使用通用IO控制蓝牙以及音频切换芯片和键盘。
《嵌入式系统原理》课程设计说明书题目：利用STM32实现MP3播放器院（系）：信息与电气工程学院STM32芯片应用实验设计任务书第一种方案是简易声波播放器，仅使用STM103V100评估板，令计时器TIM4工作在PWM模式下，将wav格式的声波文件从SD卡中读出，由TIM4产生不同频率的方波通过低通滤波器和放大器送喇叭，如图1所示；第二种方案则是简易MP3播放器，还需要使用额外的解码芯片，将MP3格式的文件从SD卡读出，然后送解码芯片解码播放，如图2所示。
本节将先介绍SD卡、FAT16文件格式、VS1003编解码器等关键部分，然后再分别给出两种设计方案的软件设计。
图1 简易声波播放器方案图2 简易MP3 Player方案1 SD卡的结构及读写方法STM103V100评估板有SD连接器，其使用SPI总线与STM32处理器连接，如图3所示。
图3 SD连接器与STM32处理器SPI连接图SD卡（Secure Digital Memory Card）是一种为满足安全性、容量、性能和使用环境等各方面的需求而设计的一种新型存储器件，SD卡允许在两种模式下工作，即SD模式和SPI模式，本系统采用SPI模式。
本小节仅简要介绍在SPI模式下，STM32处理器如何读写SD卡，如果读者如希望详细了解SD 卡，可以参考相关资料。
SD卡内部结构及引脚如图4所示。
图4 SD卡内部结构及引脚SD卡主要引脚和功能为：CLK：时钟信号，每个时钟周期传输一个命令或数据位，频率可在0～25MHz 之间变化，SD卡的总线管理器可以不受任何限制的自由产生0～25MHz的频率；CMD：双向命令和回复线，命令是一次主机到从卡操作的开始，命令可以是从主机到单卡寻址，也可以是到所有卡；回复是对之前命令的回答，回复可以来自单卡或所有卡；DAT0～3：数据线，数据可以从卡传向主机也可以从主机传向卡。
SD卡以命令形式来控制SD卡的读写等操作。
可根据命令对多块或单块进行读写操作。
STM32单片机课程设计题目：基于ＳＴＭ３２的大容量音乐播放器设计指导教师：所在学院：机械电子工程专业班级：14自动化2班姓名：学号：联系电话：实践时间：目录一引言 (1)二系统整体概述设计 (1)三硬件设计3.1控制器 (2)3.2电源 (3)3.3 PCM1770音频播放模块 (4)3.4 SD卡数据存储模块 (4)3.5 W25Q32数据存储模块和OLED显示模块 (4)3.6按键控制 (5)四软件设计4.1 软件 (6)4.2软件设计流程图 (7)五程序设计 (8)六课程小结 (12)摘要：采用具有ＡＲＭＣｏｒｔｅｘ－Ｍ３内核的ＳＴＭ３２Ｆ１０３Ｒ８Ｔ６等芯片进行相关的硬件设计，使用ＫＥＩＬ４．０进行固件程序和驱动程序的开发，设计了一种基于ＳＴＭ３２的ＣＣＩＤ协议的ＵＳＢ读卡器．该读卡器支持符合ＩＳＯ７８１６－３规范的接触式ＩＣ卡。
实验表明，该设计可以提高智能卡系统的通信速度和中断响应速度。
关键词：ＵＳＢ；ＣＣＩＤ协议；ＳＴＭ３２；ＩＳＯ７８１６－３一.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。
位次我设计了一个基于ＳＴＭ３２的大容量音乐播放器。
二系统总体设计概述基于PCM1770芯片播放器三硬件设计3.1控制器STM32F105互联型系列微处理器使用高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核。
工作最高频率为72MHZ，内置256K字节的闪存和64K字节的SRAM。
丰富的I/O端口和联接到两条APB总线的外设。
包含标准的通讯接口（2个IIC接口，3个SPI接口，2个IIS接口，1个USB OTG 全速接口，5个USART接口和2个CAN接口），2个12位的ADC和4个通用的16位定时器。
它具有高性能、低功耗、低电压等特性，同时还具有高集成度和易于开发的特点，使该系列产品成为小型项目和作为完整平台的理想选择。
图书分类号：密级：毕业设计(论文) 基于单片机的MP3播放器设计学生汤明学院名称信电工程学院专业名称电子信息工程指导教师豹2012年5月10日摘要因为单片机编写的MP3播放器具有执行效率高、频率输出稳定、易于修改、高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等,使单片机近几年得到迅猛发展和大围推广,广泛应用于工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、及通讯设备、日常消费类产品、玩具等[1]。
利用单片机设计的MP3播放器具有硬件电路简单，软件运行可靠等特点。
本文介绍了一种以 AT89S52 单片机为控制核心的MP3。
该设计采用2*16个点阵液晶模块LCD1602作为显示界面，蜂鸣器作为发声元件，并利用定时器进行中断控制。
本文分析了基于单片机的MP3播放器的工作原理，详细介绍了MP3播放器的功能及其硬件设计和软件设计的方法，给出了基于MCS-51单片机的MP3播放器的具体实现方案并重点讲述了其硬件实现与软件编写，实现了单片机MP3播放器对音乐的演奏。
关键词：MP3播放器；AT89S52；LCD1602目录摘要 (I)1绪论 (1)2设计综述 (2)2.1单片机工作原理 (2)2.1.1 单片机概述 (2)2.1.2 单片机的应用领域及发展趋势 (2)2.2 单片机产生音调的方法 (3)2.3 KEIL开发系统 (4)2.4 PROTEUS的操作 (8)3硬件设计 (9)3.1总体方案设计 (9)3.2 单片机最小系统电路 (9)3.2.1 AT89S52芯片性能介绍 (9)3.2.2 电源电路 (13)3.2.3 时钟振荡电路 (13)3.3 键盘扫描模块 (14)3.4 显示模块 (15)3.5 播放模块 (16)4 系统软件设计 (18)4.1编程原理及流程图 (18)5 调试与仿真结果 (22)5.1 软件调试 (22)5.1.1 测试LED显示模块 (22)5.1.2 测试键盘控制模块 (23)5.1.3 测试P3.0口输出 (23)5.2 调试中遇到的问题及解决 (24)5.3 仿真结果 (25)结束语 (26)致 (27)参考文献 (28)附录 (28)附录1 源程序 (29)1绪论几千年来，各种乐器的发声无一不是依靠琴弦、簧片、哨片引起管柱振动而作为声源的。
基于STM32音乐播放器的设计与实现第一章引言1.1 课题背景及意义随着生活水平的提高，人们现在追求更多的个性化的享受和需求，而音响就是在这种条件下的时代产物。
20世纪50年代，我国声学工业的主要产品是电子管式中短波收音机。
改革开放后，随着国家的开放，中国与外国之间的交流日益频繁。
许多中国人回国和探亲访友的礼物通常是一套大型音响或立体声录音机。
80年代的立体声收录机普遍繁琐，技术含量不高。
进入新世纪以来，随着城市现有土地资源的紧张，房地产开发商在开发新的楼盘时更注重的是空间的搭配合理性以及尽可能的满足现代人追求的精品生活方式，家居风格也随之发生转变。
这时候迷你音乐播放器横空出世，应时而生。
在最近几年里娱乐已成为个人电脑消费中的最大应用，它主要分布在音乐，多媒体，游戏，电影，这一切都与视听分不开的，用电脑组成家庭影院已成为一种潮流趋势，很多人认为音乐播放器只要能发声就行，但实际上不管是家庭影院还是个人电脑，购买时都会配上音乐播放器，假如没有了音乐播放器，多媒体只能是一句空话。
微型音乐播放器外观新颖、体积小、灵活性好，深受年轻人的喜爱。
虽然国内的大型音响设备状况不是很好，但是迷你音乐播放器确是个例外，市场发展前景不容小觑。
出于市场需求，造型美观，性能优异的音乐播放器更受消费者青睐。
因此要求音乐播放器具备基本的性能：抗干扰、音质好、体积小、功率大。
新的迷你音乐播放器有其他额外的工作能量，例如，它可以在音乐播放器中。
这些都是笔筒、花瓶、便携皮带和一些漂亮的小饰品，它们不仅容易实现，而且成本低。
因此，便携式的以其较小的体积和较好的音质受到广大消费者的青睐，但现有的播放器往往是将解码器和存储器一体化的。
虽然这样的设计使得音乐播放器便于携带，但也寻在着一些问题：一是存储空间固定，不能扩展更大内存，二是不利于音乐播放器在其他领域的应用。
因此，将播放器和存储器进行分离，是未来音乐播放器发展的方向。
1.2 音乐播放器的进化史自古以来，音乐就离不开人们的生活。
《嵌入式系统原理》课程设计说明书题目：利用STM32实现MP3播放器院（系）：信息与电气工程学院STM32芯片应用实验设计任务书第一种方案是简易声波播放器，仅使用STM103V100评估板，令计时器TIM4工作在PWM模式下，将wav格式的声波文件从SD卡中读出，由TIM4产生不同频率的方波通过低通滤波器和放大器送喇叭，如图1所示；第二种方案则是简易MP3播放器，还需要使用额外的解码芯片，将MP3格式的文件从SD卡读出，然后送解码芯片解码播放，如图2所示。
本节将先介绍SD卡、FAT16文件格式、VS1003编解码器等关键部分，然后再分别给出两种设计方案的软件设计。
图1 简易声波播放器方案图2 简易MP3 Player方案1 SD卡的结构及读写方法STM103V100评估板有SD连接器，其使用SPI总线与STM32处理器连接，如图3所示。
图3 SD连接器与STM32处理器SPI连接图SD卡（Secure Digital Memory Card）是一种为满足安全性、容量、性能和使用环境等各方面的需求而设计的一种新型存储器件，SD卡允许在两种模式下工作，即SD模式和SPI模式，本系统采用SPI模式。
本小节仅简要介绍在SPI模式下，STM32处理器如何读写SD卡，如果读者如希望详细了解SD 卡，可以参考相关资料。
SD卡内部结构及引脚如图4所示。
图4 SD卡内部结构及引脚SD卡主要引脚和功能为：CLK：时钟信号，每个时钟周期传输一个命令或数据位，频率可在0～25MHz 之间变化，SD卡的总线管理器可以不受任何限制的自由产生0～25MHz的频率；CMD：双向命令和回复线，命令是一次主机到从卡操作的开始，命令可以是从主机到单卡寻址，也可以是到所有卡；回复是对之前命令的回答，回复可以来自单卡或所有卡；DAT0～3：数据线，数据可以从卡传向主机也可以从主机传向卡。
SD卡以命令形式来控制SD卡的读写等操作。
可根据命令对多块或单块进行读写操作。
在SPI模式下其命令由6个字节构成，其中高位在前。
SD卡命令的格式如表1所示，其中相关参数可以查阅SD卡规范。
--------------表1 SPI命令格式Byte 1/ Byte2-5/Byte 67,6,5,0/31,0/7,00,1/Command/Command Argument/CRC,1------------------------------------下面分别给出读写SD卡的两个函数：读取SD卡函数u8 MSD_ReadBlock(u8* pBuffer, u32 ReadAddr, u16 NumByteToRead);/**************************************************************** ** Function Name : MSD_ReadBlock* Description : Reads a block of data from the MSD.* Input : - pBuffer : pointer to the buffer that receives the data read* from the MSD.* - ReadAddr : MSD's internal address to read from.* - NumByteToRead : number of bytes to read from the MSD.* Output : None* Return : The MSD Response:- MSD_RESPONSE_FAILURE: Sequence failed* - MSD_RESPONSE_NO_ERROR: Sequence succeed***************************************************************** /u8 MSD_ReadBlock(u8* pBuffer, u32 ReadAddr, u16 NumByteToRead){u32 i = 0;u8 rvalue = MSD_RESPONSE_FAILURE;/* MSD chip select low */MSD_CS_LOW();/* Send CMD17 (MSD_READ_SINGLE_BLOCK) to read one block */ MSD_SendCmd(MSD_READ_SINGLE_BLOCK, ReadAddr, 0xFF);/* Check if the MSD acknowledged the read block command: R1 response (0x00: no errors) */if (!MSD_GetResponse(MSD_RESPONSE_NO_ERROR)){/* Now look for the data token to signify the start of the data */if (!MSD_GetResponse(MSD_START_DATA_SINGLE_BLOCK_READ)) {/* Read the MSD block data : read NumByteToRead data */for (i = 0; i < NumByteToRead; i++){/* Save the received data */*pBuffer = MSD_ReadByte();/* Point to the next location where the byte read will be saved */ pBuffer++;}/* Get CRC bytes (not really needed by us, but required by MSD) */MSD_ReadByte();MSD_ReadByte();/* Set response value to success */rvalue = MSD_RESPONSE_NO_ERROR;}}/* MSD chip select high */MSD_CS_HIGH();/* Send dummy byte: 8 Clock pulses of delay */MSD_WriteByte(DUMMY);/* Returns the reponse */return rvalue;}写读取SD卡函数u8 MSD_WriteBlock(u8* pBuffer, u32 WriteAddr, u16 NumByteToWrite)/**************************************************************** ** Function Name : MSD_WriteBlock* Description : Writes a block on the MSD* Input : - pBuffer : pointer to the buffer containing the data to be* written on the MSD.* - WriteAddr : address to write on.* - NumByteToWrite: number of data to write* Output : None* Return : The MSD Response:- MSD_RESPONSE_FAILURE: Sequence failed* - MSD_RESPONSE_NO_ERROR: Sequence succeed***************************************************************** /u8 MSD_WriteBlock(u8* pBuffer, u32 WriteAddr, u16 NumByteToWrite){u32 i = 0;u8 rvalue = MSD_RESPONSE_FAILURE;/* MSD chip select low */MSD_CS_LOW();/* Send CMD24 (MSD_WRITE_BLOCK) to write multiple block */MSD_SendCmd(MSD_WRITE_BLOCK, WriteAddr, 0xFF);/* Check if the MSD acknowledged the write block command:R1 response (0x00: no errors) */if (!MSD_GetResponse(MSD_RESPONSE_NO_ERROR)){/* Send a dummy byte */MSD_WriteByte(DUMMY);/* Send the data token to signify the start of the data */MSD_WriteByte(0xFE);/* Write the block data to MSD : write count data by block */for (i = 0; i < NumByteToWrite; i++){/* Send the pointed byte */MSD_WriteByte(*pBuffer);/* Point to the next location where the byte read will be saved */ pBuffer++;}/* Put CRC bytes (not really needed by us, but required by MSD) */ MSD_ReadByte();MSD_ReadByte();/* Read data response */if (MSD_GetDataResponse() == MSD_DATA_OK){rvalue = MSD_RESPONSE_NO_ERROR;}}/* MSD chip select high */MSD_CS_HIGH();/* Send dummy byte: 8 Clock pulses of delay */MSD_WriteByte(DUMMY);/* Returns the reponse */return rvalue;}2 FAT16文件系统简介SD卡如果采用FAT16文件格式，按照其不同的特点和作用大致可分为5 部分：MBR区、DBR区、FAT区、FDT区和DATA区。
