基于单片机的音乐播放器系统设计开题报告.doc

河南科技学院新科学院
本科生毕业论文（设计）开题报告
题目名称 基于单片机的音乐播放器系统设计
学生姓名

专业
电气工程及其自动化
学号

指导教师姓名

所学专业
模式识别与智能系统
职称

完成期限
2012 年 11 月 22 日 至 2012 年 11月28 日
一、选题的目的意义
当今世界单片机的应用非常广泛，而应用在音乐播放器的系统上的例子也不胜枚举，这类音乐播放器就是单片机应用的一种体现，这种音乐播放器有功能多、价格廉、外部电路简单的优点，深受音乐爱好者及音乐芯片制造商的青睐。便携式音乐播放器作为一种集音频播放、数据存储为一身的数码产品，多应用有高集成度整合了各类音频处理或数据通信模块的8位乃至多位单片机 ，以达到最小系统设计。但是，它们在保证便携性的同时，音质受到了一部分的损失 。现在市场上大多单片机音乐播放器都能完成音频解码播放的过，而且支持的格式也是越来越多的。数字信号处理器是在模拟信号变成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器,其处理速度比最快的CPU还快10-50倍。在当今的数字化时代背景下,单片机己成为通信、计算机、消费类电一矛产品等领域的基础器件,被誉为信息社会革命的旗手。业内人士预言单片机将是未来集成电路中发展最快的电子产品,它将彻底变革人们的工作、学习和生活方式。
二、国内外研究现状
在国内外，这种基于单片机的音乐播放器都非常流行。据网络调查公司Jupiter Media Metrix的统计数据显示：使用基于单片机的音乐播放器（无论是离线播放器还是网络播放器）的家庭用户从2011年1月的33200万猛增到2012年的41700万。在工作使用这种音乐播放器的专业用户也较去年同期上升34.9%，从2011年1月的11600万增涨到2012年的15700万。以单片机为基础的音乐播放器设计成本低、音质效果好，值得推广。而如车载音乐播放器等也是这种播放器要深入的领域。
扩展功能强大的音乐播放器是未来音乐播放器的发展趋势，体积小，携带方便但又功能强大，这也是现在所有电子产品的未来。在扩展功能上，这次设计本来还想加上收音机的功能，能使人们能够接受实时资讯，但是由于技术有限没能够完成，不过在以后的不久一定会有这种更多功能的音乐播放器问世的。
三、主要研究内容
基于单片机的音乐播放器设计是以单片机AT89C51作为硬件核心控制部件，键盘输入电路，解码芯片，功率放大器，LCD显示电路，SD卡存储电路，USB通讯电路，以及其他外围设备电路组成音乐播放系统。根据音乐演奏控制所需实现的显示与选曲及音乐产生的功能原理，系统包括扬声器、选曲、播放和显示等几部分。
MCU控制USB接口芯片与计算机通讯，将从计算机上下载的文件存储于SD卡。播放时，MCU控制从 SD卡读取文件并传送给解码芯片，通过总线控制其解码，解码后的数字音频 信号在MCU的控制下通过D/A转换器转换成模拟音频信号，放大，输出到扬声器。演奏时，MCU扫描判断摁键工作情况，并产生相应频率方波，转换，放大，输出。录音时，在MCU的控制下声源由MIC存储到SD卡里。
四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线
以AT89C51为核心的音乐播放器系统通过单片机控制外围电路各个硬件的工作来实现音乐的播放。在音乐播放模式中，单片机控制各芯片协同工作，由扬声器放出音乐；在电子琴模式中，单片机电子琴演奏音乐基本都是单音频率，它不包含相应幅度的谐波频率，因此单片机奏乐只需弄清楚每个乐音的音调，即相应的发声频率。在电子琴模式中，有矩形键盘输入高低不同的脉冲信号通过AT89C51来控制蜂鸣器发音。要想产生音频脉冲信号，需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。利用单片机定时器计时这个半个周期时间，每当计时到后就将输出脉冲的I/O口反相，然后重复计时此半周期时间再对I/O口反相，这样就能在此I/O口上得到此频率的脉冲。在录音模式中，声源由MIC接收，经过解码转换存储在SD卡里面。本系统以单片机 AT89C51 的核心，主要负责 控制各个部分协调工作。在其外围接上：电源、通信电路、复位电路、控制电路、存储电路、显示电路、音频处理电路及外放电路。各部分核心元件分别为：USB控制芯片、晶振、键盘、SD卡、液晶显示、解码芯片、小功率集成功放、D/A 转换芯片、扬声器。其整个工作过程为：AT89C51芯片控制USB接口芯片与计算机通讯交换数据和充电使用，将从计算机上下载的音频文件存储在SD卡。播放时，AT89C51控制从SD卡读取音频文件并送给解码芯片，通过总线控制其解码，解码后的数字音频信号在AT89C51芯片的控制下通过D/A转换器转换成模拟音频信号，有放大器放大，并输送到扬声器。

五、 主要参考文献与资料
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六、 指导教师审批意见

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　签名：

年 月 日