基于Arduino音樂(lè)mp3播放器的設(shè)計(jì)與制作

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

目錄

1產(chǎn)品功能分析................................................1

2設(shè)計(jì)方案遴選................................................1

2.1設(shè)計(jì)總方案...........................................1

2.2通訊方式的選擇.......................................1

2.3芯片以及開(kāi)發(fā)板的選擇.................................1

2.4系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì).........................................1

3產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)...............................................2

3.1系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì).......................................2

3.2ArduinoUNO系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板...............................3

3.2.1概括..............................................3

3.2.2ArduinoUNO原理圖................................3

3.3藍(lán)牙的選擇...........................................3

3.4三位按鍵電路設(shè)計(jì).....................................4

3.5功放模塊選擇介紹.....................................5

3.6喇叭模塊選擇介紹.....................................5

4產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)...............................................6

4.1軟件程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).....................................6

4.2主程序流程圖.........................................6

4.3APP界面及功能介紹....................................7

4.4產(chǎn)品程序清單.........................................7

5產(chǎn)品使用說(shuō)明...............................................8

5.1產(chǎn)品裝配圖...........................................8

5.2操作流程.............................................8

5.3產(chǎn)品使用說(shuō)明.........................................8

6產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)............................................9

參考資料......................................................10

I

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

附錄..........................................................11

附錄1元器件清單..........................................11

附錄2linkboy圖..........................................12

附錄3PCB設(shè)計(jì)圖.........................................13

附錄4產(chǎn)品實(shí)物圖.........................................14

附錄5主程序代碼.........................................15

II

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基于Arduino音樂(lè)mp3播放器的設(shè)計(jì)與制作

1產(chǎn)品功能分析

產(chǎn)品是以開(kāi)發(fā)板ArduinoUNOR3藍(lán)牙控制為主體部分，連接藍(lán)牙模塊通過(guò)

手機(jī)APP軟件控制音樂(lè)的播放，暫停，上一首、下一首的切換控制，安裝有三

個(gè)電子按鍵，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)音樂(lè)播放暫停和切換歌曲的功能。

2設(shè)計(jì)方案遴選

2.1設(shè)計(jì)總方案

本次設(shè)計(jì)的方案選擇是基于Arduino的MP3音樂(lè)播放器制作與設(shè)計(jì)。

(1）使用按鍵按下的方式進(jìn)行音樂(lè)播放的控制；

(2）使用存儲(chǔ)卡進(jìn)行音樂(lè)保存；

(3）采用電池盒蓄電池方式；

(4）通過(guò)功放模塊將音樂(lè)輸出至喇叭。

2.2通訊方式的選擇

使用HC-05藍(lán)牙通訊模塊，他們的優(yōu)點(diǎn)就是不需要布線，通過(guò)無(wú)線來(lái)傳輸

數(shù)據(jù)。缺點(diǎn)就是功耗大，傳輸距離近?？梢詫?shí)現(xiàn)通過(guò)手機(jī)藍(lán)牙界面控制對(duì)MP3

音樂(lè)播放器按鍵的控制使用。

2.3芯片以及開(kāi)發(fā)板的選擇

Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開(kāi)源電子原型平臺(tái)，包含了硬件和軟

件。制作這個(gè)產(chǎn)品選擇的是Arduino系列uno開(kāi)發(fā)板為主體，Arduino比較智

能，可以通過(guò)各種各樣的傳感器來(lái)感知環(huán)境，通過(guò)按鍵觸發(fā)，控制聲音，馬達(dá)

和其他裝置來(lái)反饋、環(huán)境影響，將編輯好的程序上傳到Arduino電路板后，程

序會(huì)自動(dòng)判定應(yīng)該要做什么，開(kāi)發(fā)板開(kāi)源便于開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)且編程方便。

2.4系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。

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圖1系統(tǒng)框架圖

3產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)

本產(chǎn)品采用了ArduinoUNOR3開(kāi)發(fā)板、三位按鍵模塊、LC-AP-8406功放模

塊、喇叭模塊、mp3，HC-06模塊等硬件。其中通過(guò)USB儲(chǔ)存卡載入音樂(lè)，然后

按鍵控制切換以及播放音樂(lè)的實(shí)際操作，在反饋給手機(jī)藍(lán)牙，通過(guò)不同的控制

方式實(shí)現(xiàn)音樂(lè)切換。

3.1系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)

圖2系統(tǒng)原理圖

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3.2ArduinoUNO系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板

3.2.1概括

Arduino是源于歐洲意大利的一套開(kāi)源硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，ArduinoUno是

其推出的最為基礎(chǔ)的開(kāi)發(fā)板。配合外圍器件（傳感器，控制開(kāi)關(guān),LED屏等)，

任何稍有電子電路基礎(chǔ)的人都可以基于這個(gè)平臺(tái)快速搭建出具有各種有趣

功能的實(shí)用電子電路。

3.2.2ArduinoUNO原理圖

圖3ArduinoUNO原理圖

3.3藍(lán)牙的選擇

HC-05藍(lán)牙模塊是一種基于藍(lán)牙協(xié)議的簡(jiǎn)單無(wú)線通信設(shè)備。該模塊基于

BC417單芯片藍(lán)牙IC，符合藍(lán)牙v2.0標(biāo)準(zhǔn)，支持UART和USB接口。具有兩種

工作模式：命令響應(yīng)工作模式和自動(dòng)連接工作模式。

主模式：該模塊可以主動(dòng)搜索并連接其它藍(lán)牙模塊并接收發(fā)送數(shù)據(jù)。從模

式：只能被搜索被其它藍(lán)牙模塊連接進(jìn)行接收發(fā)送數(shù)據(jù)。回環(huán)：藍(lán)牙模塊就是

將接收的數(shù)據(jù)原樣返回給遠(yuǎn)程的主設(shè)備。

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STATE：狀態(tài)指示。未連接時(shí)輸出低電平，連接時(shí)輸出高電平。

RXD：UART接收引腳

TXD：UART發(fā)射引腳

GND：地

VCC：接電源，可以用+5V。

EN：使能。接地禁用模塊，懸空或接3.3V使能。

圖4藍(lán)牙HC-05原理圖

3.4三位按鍵電路設(shè)計(jì)

三位按鍵模塊，是一個(gè)用于數(shù)字信號(hào)輸出的，開(kāi)關(guān)的作用就是控制曳路的

通斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。

圖5按鍵電路圖

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3.5功放模塊選擇介紹

艾爾賽PAM8406功放模塊搭載5W+5W高效率、低噪聲、立體聲D類(lèi)功放芯

片，具有聲音純凈、還原度高等特點(diǎn)，適合接阻抗2-8Ω、功率在15W以?xún)?nèi)的喇

叭。主要功能特點(diǎn)有以下五點(diǎn)1.板載PAM8406音頻放大芯片，音質(zhì)澎湃無(wú)噪音；

2.板載左右聲道音量調(diào)節(jié)電位器；3.工作電壓：2.5V-5V；4.輸出功率：5V供

電時(shí)最大輸出功率2X5W；5.具備熱保護(hù)和短路保護(hù)功能；

原理圖如下：

圖6功放模塊原理圖

3.6喇叭模塊選擇介紹

2364腔體喇叭2/4P，8歐2w一體機(jī)廣告機(jī)喇叭無(wú)源音箱揚(yáng)聲器帶2.0插頭，

揚(yáng)聲器是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)進(jìn)行重放的元件。目前使用最為廣泛的

是電動(dòng)式揚(yáng)聲器，它由振動(dòng)膜、音圈、永久磁鐵、支架等組成。其工作原理是：

當(dāng)揚(yáng)聲器的音圈通入音頻電流后音圈在電流的作用下便產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，永久

磁鐵同時(shí)也產(chǎn)生一個(gè)大小和方向不變的恒定的磁場(chǎng)。由于音圈所產(chǎn)生磁場(chǎng)的大

小和方向隨音頻電流的變化不斷地在改變，這樣兩個(gè)磁場(chǎng)的相互作用使音圈作

垂直于音圈中電流方向的運(yùn)動(dòng)，由于音圈和振動(dòng)膜相連，從而帶動(dòng)振動(dòng)膜產(chǎn)生

振動(dòng)，由振動(dòng)膜振動(dòng)引起空氣的振動(dòng)而發(fā)出聲音。當(dāng)輸入音圈的電流越大，其

5

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磁場(chǎng)的作用力就越大，振動(dòng)膜振動(dòng)的幅度也就越大，聲音則越響。

4產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)

4.1軟件程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的主程序主要完成對(duì)電路中的各模塊電路進(jìn)行初始化等工作。插入電

源后初始化SoftwareSerial函數(shù)。

4.2主程序流程圖

圖6主程序流程圖

圖7主程序流程圖

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4.3APP界面及功能介紹

圖8APP操作界面

因?yàn)樘崆耙呀?jīng)在電腦端設(shè)置好AT，打開(kāi)藍(lán)牙后找到程序?qū)?yīng)的藍(lán)牙，通過(guò)

鏈接后，再跳轉(zhuǎn)到界面，通過(guò)下方的輸入欄輸入abc，三種字母輸出不同的效果。

實(shí)現(xiàn)到按鍵控制和手機(jī)端藍(lán)牙APP控制達(dá)成一樣的使用效果。

4.4產(chǎn)品程序清單

圖9產(chǎn)品程序清單

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5產(chǎn)品使用說(shuō)明

5.1產(chǎn)品裝配圖

圖10產(chǎn)品裝配圖

5.2操作流程

步驟一：連接Arduino接口電源，使電路通電后初始化函數(shù)，然后在按鍵

按下后觀察MP3模塊燈是否亮起，達(dá)到播放音樂(lè)播放和切換音樂(lè)的效果

步驟二：也可以鏈接一對(duì)9V的電池到電池盒，然后通電后鏈接兩個(gè)1k的

電阻，確保每個(gè)元器件的VCC和GDN鏈接正確，然后按Arduino開(kāi)發(fā)板的紅色

按鈕初始化，再進(jìn)行播放操作。

步驟三：通過(guò)手機(jī)端藍(lán)牙鏈接，然后在APP里面通過(guò)輸入不同的數(shù)字代表

不同的控制效果，當(dāng)輸入A時(shí)藍(lán)牙控制對(duì)聲音的開(kāi)始暫停，輸入B時(shí)播放下一

首音樂(lè)，輸入C時(shí)關(guān)閉電源，初始化工作。

5.3產(chǎn)品使用說(shuō)明

本產(chǎn)品是ArduinoUNOR3的一個(gè)簡(jiǎn)單產(chǎn)品制作，通過(guò)編程代碼對(duì)MP3音樂(lè)

播放器音樂(lè)的播放與切換，在確保電路正常的情況下，按鍵可以控制U盤(pán)里面

的音樂(lè)播放順序，當(dāng)按鍵按下后，燈光閃爍即是切換完成，接下來(lái)，就可以按

照自己的習(xí)慣，將音量調(diào)節(jié)至自己滿(mǎn)意的程度就可以了。

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6產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

[1]J-STD-001E電氣與電子組件的焊接要求

[2]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E電子組件的可接受性要求

[3]IPC-7711/21電子組件和電路板的返工&返修

[4]GB/T11457-2006信息技術(shù)軟件工程術(shù)語(yǔ)

[5]GB/T8566-2007信息技術(shù)軟件生存周期過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)

[6]GB/T8567-2006計(jì)算機(jī)軟件文檔編制規(guī)范

9

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參考資料

[1]陳呂州.Arduino程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(第2版)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2015.

[2]李明亮.Arduino項(xiàng)目DIY[M].北京：清華大學(xué)出版社，2015.

[3]蔡睿妍.Arduino的原理及應(yīng)用[J].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

[4]孟青，蘇承啟，?；鄯?基于ATmega128的多參數(shù)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].

測(cè)控技術(shù)，2016，35(5)：4-6.

[5]葉金晶，周健，喬穎穎.基于Arduino的PM2_5和溫濕度實(shí)時(shí)檢測(cè)器設(shè)計(jì)[J].傳感器

與微系統(tǒng)，2016，35(8)：67-69.

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附錄

附錄1元器件清單

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附錄2linkboy圖

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附錄3PCB設(shè)計(jì)圖

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附錄4產(chǎn)品實(shí)物圖

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附錄5主程序代碼

#include"SoftwareSerial.h"

#include"Arduino.h"

#include"DFRobotDFPlayerMini.h"

#include"DFRobotDFPlayerMini.h"

SoftwareSerialmySerial(10,11);

DFRobotDFPlayerMinimyDFPlayer;

volatilebooleanisPlaying;

voidsetup(){

mySerial.begin(9600);

myDFPlayer.begin(mySerial);

isPlaying=false;

pinMode(3,OUTPUT);

pinMode(4,OUTPUT);

pinMode(5,OUTPUT);

Serial.begin(115200);

pinMode(3,INPUT);