基于12864液晶显示单片机音乐播放器的大学本科毕业论文

学士学位论文

基于12864液晶显示的单片机音乐播放器

毕业论文（设计）原创性声明

本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名： 日期：

毕业论文（设计）授权使用说明

本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。

作者签名： 指导教师签名：

日期： 日期：

注 意 事 项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论 7）参考文献 8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。 4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印 4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订 3）其它

目 录

摘要: .......................................................................................... 1

关键词： ...................................................................... 1 Abstract： .................................................................... 1 Keywords: .................................................................... 2

1.绪论 ......................................................................................... 3

1.1 前言 .............................................................................. 3 1.2 设计任务与要求 ............................................................ 3 2. 12864液晶概述 ...................................................................... 4

2.1名称含义 ........................................................................ 4 2.2基本参数 ........................................................................ 4 2.3电气特性 ........................................................................ 5 2.4液晶模组接口 ................................................................. 6 2.5基本用途： .................................................................... 6 2.6应用举例 ........................................................................ 7 3. AT89S51 单片机概述 ............................................................. 8

3.1 AT89S51 单片机的结构.............................................. 8

3.1.1 管脚说明 ......................................................... 11 3.1.2 主要特性 ......................................................... 14 3.1.3 振荡器特性 ..................................................... 15 3.2 AT89S51 单片机的工作周期 .................................... 16

3.3 AT89S51 单片机的工作过程和工作方式................... 17 3.4 STC12C5616AD ....................................................... 22 4.方案设计 ................................................................................ 22

4.1 系统概述 ..................................................................... 22 4.2 总体设计 ..................................................................... 24 4.3 系统硬件选择 .............................................................. 24 4.4 硬件电路实现 .............................................................. 25 4.5 软件的程序实现 .......................................................... 26 5.结论 ....................................................................................... 33

5.1 主要结论 ..................................................................... 33 参考文献 ................................................................................... 35 致 谢 ........................................................................................ 36 附录A:主函数和部分函数程序清单 ........................................... 37

A.1 主函数代码 ................................................................. 37 A.2 播放音乐部分函数代码 ............................................... 39 A.3 LCD显示部分函数代码 ............................................... 42 A.4 音乐播放部分指令代码 ............................................... 49 A.5 部分头文件中包含的代码 ........................................... 51

A.5.1 延时函数头文件 ................................................ 51 A.5.2 音乐指令头文件代码 ........................................ 51 A.5.3 LCD12864液晶头文件代码 .............................. 52

摘要: 本次课程设计是基于STC12C5616AD系列的51单片机

LCD12864液晶显示的音乐播放器。通过单片机音乐播放器系统设计和研究，对于切实掌握单片机相关知识具有重要的理论和实际意义。这次设计的音乐播放器是软件和硬件的结合，乐曲中不同的音符，实质就是不同频率的声音。通过单片机产生不同的频率的脉冲信号，经过放大电路，由功放放出，就产生了美妙和谐的乐曲。根据各音阶频率算出定时器定时常数，根据节拍给出该音阶持续的时间，最终实现播放歌曲的功能。

系统包括硬件和软件两个部分。硬件部分包括单片机控制电路，处理器采用STC51系列单片机STC12C5616AD、LCD12864液晶显示模块、功放驱动放大电路、LED控制电路等部分组成。软件部分分为以下几个模块：12864驱动显示、按键控制、播放模式和音乐播放等子程序。整个系统在软件控制下工作的。

关键词：STC12C5616AD单片机；音乐播放器；LCD12864 液

晶显示器

Abstract：The design is liquid crystal display music player

that based on the STC12C5616AD series 51 microcontroller LCD12864.The design and research of Microcontroller Music Player system has important theoretical and practical implications for effective control about microcontroller knowledge. The design of the music player is a combination of software and hardware.The inssence of different notes in music isdifferent frequencies of sound. Through the Microcontroller to generate the pulse signals of different frequencies,by the use of the amplifier circuit, released by the amplifier to produce a wonderful and harmony music. Calculated the

1

timer tinming constant by the scale frequency,then given the sustained time of the scale according to beat,and eventually achieve the function of playing a song.

The

system

includes

both

hardware

and

software.Hardwork,including microcontroller control circuit、the processor of STC51 series microcontroller STC12C5616AD、LCD12864 LCD modules、power amplifier driver amplifier circuit and LED control circuit，etc.Software,including 12 864 drivers、key control, playback mode and music player,etc. The entire system operation is under software control.

Keywords: STC12C5616AD microcontroller; Music Player; LCD12864 liquid crystal displayer

2

1.绪论

1.1 前言

几千年来，各种乐器的发生无一不是依靠琴弦、簧片、哨片引起管柱震动而作为声源。随着现代电子技术的飞速发展，一种用新的声源来制造音响的新型乐器脱颖而出，这就是目前人么熟知的电子音乐播放器。目前市场上的音乐器形形色色，例如，大家熟悉的MP3，随着电子技术的不断发展，音乐播放器的发展也会进一步发展。

目前单片机的应用渗透到我们生活各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的痕迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的王若通讯与数据传输，工业自动化的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华汽车的安全保障系统，录影机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具，电子宠物等等，这些都离不开嵌入式，离不开单片机。

本课题即使在这种背景下，对基于12864液晶显示的51系列单片机音乐播放器的设计与实现进行了软硬件的设计，实现了单片机音乐播放器的音乐演奏。

1.2 设计任务与要求

（1）该设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为液晶显示、按键控制控制、音乐播放和LED显示模块子函数。

（2）本系统设计由12864液晶模块驱动、音乐播放、单片机控制电路、LED控制电路及相关的控制管理软件组成。

3

（3）系统可实现功能：系统可存储十几首乃至几十首自己喜欢的歌曲，由液晶显示其歌名、播放模式和菜单。通过按键控制，播放歌曲。具有播放、暂停、停止、上一首、下一首的功能。播放模式可通过按键选择常有的顺序播放、循环播放、单曲循环和随机播放。

2. 12864液晶概述

2.1名称含义

12864是128*64点阵液晶模块的点阵数简称，业界约定俗成的简称

2.2基本参数

液晶屏类型： STN FSTN

模块显示效果： 黄绿底黑字 蓝底白字 白底黑字 视角： 6点钟 12点钟 驱动方式:1/64 DUTY 1/9 BIAS 背光： LED白色 LED黄绿色

控制器： KS0108或兼容 ST7920 T6963C 数据总线 ：8 位并口/6800 方式 串口

温度特性 ；工作温度：-20℃~+70℃ 储藏温度：-30℃~+80℃ 点阵格式 ：128 x 64

4

2.3电气特性

表2-1电气特性 项目 电源电压 液晶驱动电压 符号 VDD-VSS VDD-VADJ =0 Ta=25 Ta=50 输入信号电压 VIL VIH Ta最小 4.75 典型 5.0 最大 5.25 单位 V -11.0 -11.5 -12.0 -10.5 -11.0 -11.5 -10.0 -10.5 -11.0 0.8 VDD 0 - VDD+0.3 - 0.2 VDD LCM工作电流 背光驱动电流 液晶驱动电流 IDD - 3 8 mA ILED - 60 80 IEE - 1.0 - 5

2.4液晶模组接口

表2-2液晶模组接口 引脚序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9-16 17 18 19 20 CS1# CS2# VSS VDD V0 DI R/W E D0-D7 RST VEE VLED+ VLED- U1片选。 U2片选。 电源地。 电源输入(+5V) 液晶显示对比度调节。 数据输入。 读写选择。R/W=1,读状态。R/W=0,写状态。 读写使能。 数据总线。 液晶模组复位。RST#=L，复位 液晶驱动电源 LED电源正(5.0V)。 LED电源地。 名称 说 明 2.5基本用途：

该点阵的屏显成本相对较低，适用于各类仪器，小型设备的显示领域。

6

2.6应用举例

1、使用前的准备

先给模块加上工作电压，再按照下图的连接方法调节LCD的对比度，使其显示出黑色的底影。 此过程亦可以初步检测LCD有无缺段现象。 2、字符显示 带中文字库的128X64-0402B每屏可显示4行8列共32个16×16点阵的汉字，每个显示RAM可显示1个中 文字符或2个16×8点阵全高ASCII码字符，即每屏最多可实现32个中文字符或64个ASCII码字符的显示。带中文字库的128X64-0402B内部提供128×2字节的字符显示RAM缓冲区（DDRAM）。字符显示是通过将字符显示编码写入该字符显示RAM实现的。根据写入内容的不同，可分别在液晶屏上显示CGROM（中文字库）、HCGROM（ASCII码字库）及CGRAM（自定义字形）的内容。三种不同字符/字型的选择编码范围为：0000～0006H（其代码分别是0000、0002、0004、0006共4个）显示自定义字型，02H～7FH显示半宽ASCII码字符，A1A0H～F7FFH显示8192种GB2312中文字库字形。字符显示RAM在液晶模块中的地址80H～9FH。字符显示的RAM的地址与32个字符显示区域有着一一对应的关系，其对应关系如下表所示。 表2-3液晶模组接口 80H 81H 82H 83H 84H 85H 86H 87H 90H 91H 92H 93H 94H 95H 96H 97H 88H 89H 8AH 8BH 8CH 8DH 8EH 8FH 98H 99H 9AH 9BH 9CH 9DH 9EH 9FH 2、图形显示

先设垂直地址再设水平地址(连续写入两个字节的资料来完成垂直与水平的坐标地址)

垂直地址范围 AC5...AC0 ，水平地址范围 AC3…AC0 。绘图

7

RAM 的地址计数器（AC）只会对水平地址(X 轴)自动加一,当水平地址=0FH 时会重新设为00H 但并不会对垂直地址做进位自动加一，故当连续写入多笔资料时，程序需自行判断垂直地址是否需重新设定。

3、应用说明 用带中文字库的128X64显示模块时应注意以下几点：

①欲在某一个位置显示中文字符时，应先设定显示字符位置，即先设定显示地址，再写入中文字符编码。

②显示ASCII字符过程与显示中文字符过程相同。不过在显示连续字符时，只须设定一次显示地址，由模块自动对地址加1指向下一个字符位置，否则，显示的字符中将会有一个空ASCII字符位置。

③当字符编码为2字节时，应先写入高位字节，再写入低位字节。

④模块在接收指令前，向处理器必须先确认模块内部处于非忙状态，即读取BF标志时BF需为“0”，方可接受新的指令。如果在送出一个指令前不检查BF标志，则在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间，即等待前一个指令确定执行完成。指令执行的时间请参考指令表中的指令执行时间说明。⑤“RE”为基本指令集与扩充指令集的选择控制位。当变更“RE”后，以后的指令集将维持在最后的状态，除非再次变更“RE”位，否则使用相同指令集时，无需每次均重设“RE”位。

3. AT89S51 单片机概述

3.1 AT89S51 单片机的结构

AT89S51单片机是美国Atmel公司生产低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器

8

（EPROM）和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存取技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash 存储单元，功能强大。AT89S51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

图3-1为AT89S51单片机的基本组成功能方块图。有图可见，在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的主要组成部分，其中包括CPU、存储器、可编程I/O口、定时器/计数器、串行口等，各部分通过内部总线相连。下面介绍几个主要部分。

图3-1 AT89S51 功能方块图

1. 中央处理器（CPU）

中央处理器是单片机最核心的部分，是单片机的大脑和心脏，主要完成运算和控制功能。AT89S51的CPU是一个字长为8位的中央处理单元，即它对数据的处理是按字节为单位进行的。

2. 内部数据存储器（内部RAM）

AT89S51 中共有256个RAM单元，但其中能作为寄存器供用户

9

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/26cw.html