labview和51单片机的音乐播放器设计[160515128931591]

摘 要音乐播放器在日常生活中占据了很大的位置。人们在平时学习和工作的闲暇时间会选择听音乐这种方式来放松自己，缓解来自各方面的精神压力。随着人们对于音乐播放器的功能需求逐渐增多，音乐播放器也在逐步更新换代，拥有越来越强的实用性。传统的音乐播放器有易于携带和音质清晰响亮不能共存的问题，非常影响使用体验。基于51单片机和LabVIEW的音乐播放器既可以携带出门播放，也可以保证音质清晰。基于51单片机和LabVIEW的音乐播放器由上位机和下位机组成。上位机使用LabVIEW进行图形编程，界面由歌曲列表、播放、暂停、上一首、下一首按钮组成。通过CH340串口通讯向下位机传输控制指令，达到控制下位机播放音乐的目的。下位机使用STC89C51作为主控芯片，运用C语言进行编程，通过对乐谱中音调、音阶和节拍的设置，完成对一首歌曲的播放功能。通过串口通讯控制播放，利用定时器产生方波信号，经过LM386放大后，使用蜂鸣器发声。使用下位机按键单独控制音乐播放，可以完整播放单片机内部存储的音乐。利用CH340串口通讯连接上下位机，通过LabVIEW控制单片机播放音乐，也能达到控制目的。测试结果表明，基于LabVIEW和51单片机的音乐播放器满足任务需求。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 研究现状 1
1.3 本课题的主要研究内容 4
1.4 本章小结 5
2 需求分析与设计方案比较 6
2.1 需求分析 6
2.2 设计方案比较 6
2.2.1 下位机方案比较 6
2.2.2 上位机方案比较 8
2.3 总体设计方案 9
2.4 本章小结 9
3 硬件电路设计 10
3.1 硬件设计总体方案 10
3.2 单片机最小系统 10
3.3 串口说明 12
3.4 电源USB接口 13
3.5 音乐选择模块 13
3.6 音频发生及放大电路 14
3.8 本章小结 15
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4 软件程序设计 16
4.1 总体设计流程图 16
4.2 单片机程序设计 17
4.2.1 单片机发声概述 17
4.2.2 音频转换流程图 17
4.2.3 节拍产生原理 18
4.2.4 音阶的实现 18
4.2.5 音乐的产生 20
4.2.6 通讯模块 20
4.3 LabVIEW程序设计 21
4.3.1 程序流程图 21
4.3.2 系统前面板设计 22
4.3.3 系统程序框图设计  22
4.4 本章小结 24
5 测试与评价 25
5.1 软件功能仿真测试 25
5.2 硬件的焊接与调试 26
5.4 本章小结 29
6 总结与展望 30
6.1 总结 30
6.2 展望 30
6.3 对环境和社会可持续发展的影响 30
参考文献 32
附录 34
附录1：原件清单 34
附录2：原理图 35
附录3：仿真图 36
附录4：PCB图 37
附录5：源程序 38
致谢 45
1 绪论
研究背景与意义
音乐播放器是一种对于现有音乐进行选择播放的装置。音乐播放器发展至今，已经日趋成熟，人们能在电脑和手机上随时选择音乐播放器播放音乐。现阶段常见的软件音乐播放器主要有QQ音乐、酷狗音乐、网易云音乐等。这些软件类音乐播放器已经完成了一个完整的播放模式。硬件类音乐播放器以MP3，MP4等为主，这类音乐播放器经过十几年的发展，也逐渐更新换代，更加贴合了人们的需求。
在日常生活工作中，人们的学习生活工作压力越来越大，快节奏的生活让人们长时间处于高效率的工作运转中，人们对于身心的放松也越发迫切，听音乐成了广大群众普遍选择的放松方式之一。随着大众开始对音乐播放器有了更多的了解，市场对音乐播放器的功能需求也逐渐增多，对音乐播放器的要求也逐渐提高。随着科学技术的发展，便携化和智能化已经逐渐成为了人们选择音乐播放器的重要因素。传统的音乐播放器有不方便携带和播放不清晰的问题，这些问题严重影响了人们对于听音乐的心情感受。因此，本设计旨在提出一种便携式并且能与电脑相连接的音乐播放器改造方案，设计出一款贴合大众需求的音乐播放器。
研究现状
从留声机、收音机、录音机、随声听到CD机、MP3再到手机播放器。音乐播放器的发展史就像一部中国百年民生的图片展[1]。
19世纪八十年代，爱迪生第一次公开展示了留声机，开辟了音乐播放器的时代，轰动了世界。早期留声机依靠唱针唱片金属膜片上的声纹接触，震动频率传到喇叭里放大发出声音[2]。上世纪七十年代逐渐发展为扬声器播放。留声机如图11。
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图11 留声机
19世纪80年代末，无线电的发现使得通过无线电传播声音得到实现。从此，第一台收音机也正式出现在了世界上。由此衍生出很多产品行业，类似于播音，广播等。收音机如图12。
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图12 收音机
19世纪末，丹麦发明家波尔森向世界宣告了录音机的诞生，它具备了收录功能，随着录音机的发展，磁带录音机成为了那个时代每个家庭的娱乐项目。90年代又逐渐替换成组合式音响。与此同时伴随着各大唱片公司的兴起。卡带音乐成为了当时时代的主流。录音机如图13。
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图13 录音机
上世纪90年代初期，随声听、MP3、MP4逐渐走入了人们的视野，音乐播放逐渐趋于便捷化，并且逐步开始加入存储功能，功能越发丰富。但是MP3播放器采用串口传输方式，传输效率较慢。随身听、MP3如图14。
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图14 随身听、MP3
21世纪初，音乐手机首次出现。音乐手机的功能和内存较随身听、MP3大大增强。在外形上，更加美观实用；音质上更加清晰；功能上更加全面。音乐手机如图15。

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