基于單片機的音樂播放器系統設計

李應攀 貴州大學

1 課題主要設計要求

這篇論文的主要設計內容是在設計單片機音樂播放器的基礎上，完成對WAV、MP3以及WMA的硬件解碼工作，通過顯示屏顯示歌曲的名字、播放時長等信息，利用紅外遙控器調節播放器音量的大小、以及實現對音樂切換等按鍵的操控。系統的構成部分包括：電源模塊、STC90C526RD+單片機模塊、紅外線發送和接受模塊、液晶顯示模塊以及復位電路，系統可以使用遙控器上的HS-021紅外遙控器發送指令，同時把相應的傳遞給單片機上的信號接受模塊，并把接收到的指令傳遞給MP3模塊，MP3模塊在接收到信號后就可以播放儲存器里的音樂，同時在顯示屏上顯示相應的數據信息，最終實現對整個音樂播放器的掌控。

2 系統設計

2.1 主控模塊的設計

這篇論文設計系統的核心內容就是主控模塊，該模塊的功能是基于紅外發送、接收模塊以及MP3模塊的相互配合實現發送指令與接收指令的功能，同時在采用LCD1602基礎上顯示參數，并與顯示模塊中的內容形成比較。這篇論文所用到的單片機類型是STC90C526RD+40C-PDIP40,這種單片機一共有40個引腳，引腳不同，實現的功能也就存在一定的差異。

2.2 復位電路的設計

設計復位電路的目的就是操作單片機經過相應的程序步驟后，再讓整個系統回到初始狀態，復位電路主要是將CPU的相應部件制定出初始數值，在系統達到相應的數值之后會重新復位，再次進行工作。本論文采用第一種復位作為復位電路的復位方式，下圖所示為電路原理，整個過程為：當電容在降低電流時，RES/VPD端的電壓則變為高電平，而在接收到相應信號后，系統會自動復位。整個系統在復位階段時，如圖，按下復位按鈕后，此時C3的電壓會逐漸上升，而整個程序就會將重新開始。

2.3 紅外發送模塊和紅外接收電路的設計

在HS-021紅外線遙控器發出相應的程序指令后，紅外接頭傳感器1838會及時收到信號。在紅外遙控器的程序指令中會有開始、暫停、上一首、下一首以及音樂的選擇。本論文以1838傳感器為紅外接收模板，因此該紅外接收模板會有非常高的靈敏度。

2.4 晶振電路的設計

每個單片機的系統中都會有相應的晶振，晶振的作用就是將機械能與電能結合并相互轉化，對整個電路起著至關重要的作用，并維持整個轉化過程的穩定，系統內部的晶振電路可以調節單片機運行所需要的時鐘頻率，而單片機的運行速度通常會與晶體諧振器做出的始終頻率相影響，例如當始終頻率逐漸上升時，單片機的運行速度也會隨之上升，換個角度來講單片機的所有指令的運行都有該裝置進而實現的。就事實而言，一般晶振頻率的絕對精度可以達到50%。

2.5 MP3模塊的設計

MP3播放器模板中的儲存設備為主要模板之一，也就是說硬盤以及半導體儲存器為MP3采用的主要模板，MP3播放器通常是通過計算機來實現對數據的操控的，所采用硬盤以及擴展設備為存儲設備。本文中所研究設計的MP3-TF-16P模板集合主要有三種文件格式，分別為：WAV、MP3、WMA，SOC方案作為模板的選用，運用影解碼方式確保系統以及播放效果能達到最佳。本文在研究設計中選用MP3-TF-16P語音播放作為系統模板，利用出發端口進行歌曲的切換以及音量的調控等。

表2-1 引腳的名稱及作用

DAC_R、L引腳 音頻輸出右左音道TX、RX 串行數據輸出、輸入ADKEY1、ADKEY2 AD口1、2 I01、I02 均為觸發口Spk1、Spk2 外接喇叭的接口 BUSY 播放指示

2.6 主程序軟件的設計

如下圖所示，在本文研究設計的主程序運行通常首先由紅外遙控裝置將按鍵信息傳遞給紅外按鍵接收裝置，并進一步傳遞給STC90C526RD+單片機，而單片機在延時判斷是否接收到紅外信號時，若有相應的信號則會給MP3模板傳遞一個控制指令，讓MP3播放器實現歌曲的選擇以及音量的選擇，若沒有則會返回子程序再次延時等待接收指令。

3 系統測試

測試時出現的問題及方法

(1）將預先寫出的程序指令輸入模板中，出現閃爍不停的情況。

解決辦法：首先按照電路原理圖檢查電路是否連接完整，并測試原件是否損壞，若排除此兩點問題，向老師詢問后，并修改子程序延時，解決此問題。

(2）打開電源后，操作設備發現并不能進行播放音樂。

解決方法：將一個0.5W，8歐的喇叭與Speaker接頭相連，再打開電源，并進行操作，之后音樂播放器正常播放。

(3）對音樂播放器進行最后使用后自動復位，再次使用時會出現反復播放此音樂的情況。

解決方法：通過查閱相關資料，發現播放器模塊再電壓過低時會出現自動復位的情況，降低喇叭音量后解決此問題。

4 結論

本文是對通過51單片機對MP3音樂播放器系統設計，它闡述了整個音樂播放器的過程，及硬軟件的設計。此播放器的操作簡便、使用壽命長、價格實惠、人性化設計等特點，使它在眾多播放器具有很大的優勢。在本設計中采用STC90C526RD+作為主控模塊，采用MP3-TF-16P語音播放模塊，音樂播放器的紅外接收裝置由HS-021紅外遙控器和HX1838紅外接收頭共同完成。在本設計的過程中我在老師的指導下對整個系統設計有了初步的認識，再通過查閱資料完成了電路設計和程序編寫，使產品能夠完成播放、上下一首歌曲、音量調節、播放模式切換等功能。

本文設計時采用51單片對MP3播放器系統進行調整，對音樂播放器的整個過程進行闡述，并對硬軟件進行設計。該播放器具有眾多的優點，例如：使用壽命長、操作簡便、設計人性化以及價格優惠等，與其他播放器相比擁有絕對的優勢。此設計的主控模板采用的是STC90C52RD+，語音播放模板為MP3-TF-16P，運用HS-021紅外遙控器以及HX1838紅外接頭作為MP3播放器的接收裝置。在此設計過程中，指導老師給予我很大的幫助并讓我對整個系統有所了解，在經過一系列的資料查詢后對電路以及程序設計進行編寫設計，讓該播放器擁有播放、上下首歌曲切換、音量大小調節以及播放方式切換等。