基于单片机的音乐播放器系统设计

李应攀 贵州大学

1 课题主要设计要求

这篇论文的主要设计内容是在设计单片机音乐播放器的基础上，完成对WAV、MP3以及WMA的硬件解码工作，通过显示屏显示歌曲的名字、播放时长等信息，利用红外遥控器调节播放器音量的大小、以及实现对音乐切换等按键的操控。系统的构成部分包括：电源模块、STC90C526RD+单片机模块、红外线发送和接受模块、液晶显示模块以及复位电路，系统可以使用遥控器上的HS-021红外遥控器发送指令，同时把相应的传递给单片机上的信号接受模块，并把接收到的指令传递给MP3模块，MP3模块在接收到信号后就可以播放储存器里的音乐，同时在显示屏上显示相应的数据信息，最终实现对整个音乐播放器的掌控。

2 系统设计

2.1 主控模块的设计

这篇论文设计系统的核心内容就是主控模块，该模块的功能是基于红外发送、接收模块以及MP3模块的相互配合实现发送指令与接收指令的功能，同时在采用LCD1602基础上显示参数，并与显示模块中的内容形成比较。这篇论文所用到的单片机类型是STC90C526RD+40C-PDIP40,这种单片机一共有40个引脚，引脚不同，实现的功能也就存在一定的差异。

2.2 复位电路的设计

设计复位电路的目的就是操作单片机经过相应的程序步骤后，再让整个系统回到初始状态，复位电路主要是将CPU的相应部件制定出初始数值，在系统达到相应的数值之后会重新复位，再次进行工作。本论文采用第一种复位作为复位电路的复位方式，下图所示为电路原理，整个过程为：当电容在降低电流时，RES/VPD端的电压则变为高电平，而在接收到相应信号后，系统会自动复位。整个系统在复位阶段时，如图，按下复位按钮后，此时C3的电压会逐渐上升，而整个程序就会将重新开始。

2.3 红外发送模块和红外接收电路的设计

在HS-021红外线遥控器发出相应的程序指令后，红外接头传感器1838会及时收到信号。在红外遥控器的程序指令中会有开始、暂停、上一首、下一首以及音乐的选择。本论文以1838传感器为红外接收模板，因此该红外接收模板会有非常高的灵敏度。

2.4 晶振电路的设计

每个单片机的系统中都会有相应的晶振，晶振的作用就是将机械能与电能结合并相互转化，对整个电路起着至关重要的作用，并维持整个转化过程的稳定，系统内部的晶振电路可以调节单片机运行所需要的时钟频率，而单片机的运行速度通常会与晶体谐振器做出的始终频率相影响，例如当始终频率逐渐上升时，单片机的运行速度也会随之上升，换个角度来讲单片机的所有指令的运行都有该装置进而实现的。就事实而言，一般晶振频率的绝对精度可以达到50%。

2.5 MP3模块的设计

MP3播放器模板中的储存设备为主要模板之一，也就是说硬盘以及半导体储存器为MP3采用的主要模板，MP3播放器通常是通过计算机来实现对数据的操控的，所采用硬盘以及扩展设备为存储设备。本文中所研究设计的MP3-TF-16P模板集合主要有三种文件格式，分别为：WAV、MP3、WMA，SOC方案作为模板的选用，运用影解码方式确保系统以及播放效果能达到最佳。本文在研究设计中选用MP3-TF-16P语音播放作为系统模板，利用出发端口进行歌曲的切换以及音量的调控等。

表2-1 引脚的名称及作用

DAC_R、L引脚 音频输出右左音道TX、RX 串行数据输出、输入ADKEY1、ADKEY2 AD口1、2 I01、I02 均为触发口Spk1、Spk2 外接喇叭的接口 BUSY 播放指示

2.6 主程序软件的设计

如下图所示，在本文研究设计的主程序运行通常首先由红外遥控装置将按键信息传递给红外按键接收装置，并进一步传递给STC90C526RD+单片机，而单片机在延时判断是否接收到红外信号时，若有相应的信号则会给MP3模板传递一个控制指令，让MP3播放器实现歌曲的选择以及音量的选择，若没有则会返回子程序再次延时等待接收指令。

3 系统测试

测试时出现的问题及方法

(1）将预先写出的程序指令输入模板中，出现闪烁不停的情况。

解决办法：首先按照电路原理图检查电路是否连接完整，并测试原件是否损坏，若排除此两点问题，向老师询问后，并修改子程序延时，解决此问题。

(2）打开电源后，操作设备发现并不能进行播放音乐。

解决方法：将一个0.5W，8欧的喇叭与Speaker接头相连，再打开电源，并进行操作，之后音乐播放器正常播放。

(3）对音乐播放器进行最后使用后自动复位，再次使用时会出现反复播放此音乐的情况。

解决方法：通过查阅相关资料，发现播放器模块再电压过低时会出现自动复位的情况，降低喇叭音量后解决此问题。

4 结论

本文是对通过51单片机对MP3音乐播放器系统设计，它阐述了整个音乐播放器的过程，及硬软件的设计。此播放器的操作简便、使用寿命长、价格实惠、人性化设计等特点，使它在众多播放器具有很大的优势。在本设计中采用STC90C526RD+作为主控模块，采用MP3-TF-16P语音播放模块，音乐播放器的红外接收装置由HS-021红外遥控器和HX1838红外接收头共同完成。在本设计的过程中我在老师的指导下对整个系统设计有了初步的认识，再通过查阅资料完成了电路设计和程序编写，使产品能够完成播放、上下一首歌曲、音量调节、播放模式切换等功能。

本文设计时采用51单片对MP3播放器系统进行调整，对音乐播放器的整个过程进行阐述，并对硬软件进行设计。该播放器具有众多的优点，例如：使用寿命长、操作简便、设计人性化以及价格优惠等，与其他播放器相比拥有绝对的优势。此设计的主控模板采用的是STC90C52RD+，语音播放模板为MP3-TF-16P，运用HS-021红外遥控器以及HX1838红外接头作为MP3播放器的接收装置。在此设计过程中，指导老师给予我很大的帮助并让我对整个系统有所了解，在经过一系列的资料查询后对电路以及程序设计进行编写设计，让该播放器拥有播放、上下首歌曲切换、音量大小调节以及播放方式切换等。