CN102855923A - 智能音乐播放装置 - Google Patents

Abstract

智能音乐播放装置，涉及音乐播放设备。本发明解决了音乐分组播放管理、软件调控音量、超长音乐自动裁剪、成套程序复制和音乐程序“临时替代”等技术问题，提出一系列提升自动广播装置性能和简化操作的技术措施，大幅度提高了广播设备管理的智能化程度，大幅度降低广播管理工作量，为学校、舞厅、办公室、家庭和爱好歌舞的群体提供了性能更好、管理简单的智能广播仪器。

Description

智能音乐播放装置

技术领域：本发明涉及音乐播放设备，特别是自动播放音乐的仪器。

背景技术：在幼儿园、在学校，经常要用到连续播放一组音乐的情况，例如播放一组与升旗有关的音乐，或播放一组运动会音乐，播放一组体闲音乐；但一般的广播仪器用起来很不方便，只能按录音的次序一首接一首地播放，要想换一组(套)音乐就不方便，要另有备份的SD卡或U盘换上才可。

现在各种舞厅和专业舞场都是聘请专业人员来播放音乐，室外的民间舞蹈群体，一般都是群体负责人或其助手携带“卡座”或VCD机加功放机进行播音，在这过程中选择舞曲、更换碟片或倒带很麻烦，更换音乐时间很长，还很容易出现放错舞曲。新近市面也出现MP3播放器，但它也存在不便点播、只能接录音的次序一首接一首地播放，不便换套等缺陷，使用甚不方便。

发明内容：

本发明的目的是提供一种能够从音乐库中选择音乐来组建“音乐群组”，可以智能地选择音乐组进行播放(播放群组音乐)的音乐播放装置，解决上面提到的麻烦，并结合学校、舞厅实际需要提供性能更完善的智能播放仪器。

本发明目的是这样实现的：

建立由单片机控制单元和音乐播放单元为核心的智能播音系统，音乐播放单元中采用可移动磁盘(SD卡或U盘)做音乐存储器，音乐存储器中录进按一定音频压缩格式(如MP3、MP4)压缩后的电脑网络音乐，含舞会、学校需要的音乐和相关提示语或广告语(以后统称“音乐”)，音乐在音乐存储器中的播放次序就作为该音乐的音乐号(代码)；利用单片机自身拥有的电可擦停电记忆型储存器(EEPROM)或与单片机配套的电可擦停电记忆型存储器，建立若干个定时程序存储区，除此之外，我们还在系统EEPROM中建立类似于定时程序存储区的多个“音乐群组”存储区，给每个音乐群组一个易于显示和记忆的组号(代码)，并用软件建立组号与该存储区地址的明确关系；“音乐群组”是一组可按序进行广播的音乐清单，音乐清单中的“音乐”只是该音乐的音乐号，单片机要编一套对“音乐群组”进行编辑的程序，含音乐代码的写入、擦除，复制等程序，含单片机RAM存储区到EEPROM存储器之间的数据传送程序；还要设立当前音乐群组组号存储器，编一套按“音乐群组”中的次序从音乐存储器挑选音乐进行播放(连续播放或点播)的程序；在本装置的定时程序中，要编进定时调用某“音乐群组”整组(成套)音乐进行播放的程序，即实现定时“调用音乐群组音乐进行播放”(以后简称“播放群组音乐”)的程序，其办法是：选用一个标志“位”(或用专用的“字节”)来代表“播放群组音乐”状态，进入“播放群组音乐”状态时，“播放群组音乐标志位”置1；用一组与高位音乐号不重复的数字代码代表“播放群组音乐”任务，即用一个高位音乐号范围之外的专用数字代码来代表“播放群组音乐”功能，这样就可避免与“播放音乐”任务混淆，又可将“播放群组音乐”的任务数字化，可以对“播放群组音乐”进行编程和指令操作。在“播放群组音乐”状态下，单片机根据当前音乐群组组号存储器中的组号找到对应的音乐清单，再从音乐清单中的序号查出对应的音乐号，进而控制音乐播放单元将音乐储存器中的对应音乐号的音乐取出，送专用的解码芯片进行解码，解码好的数字音乐信号通过数模转换器转换成模拟信号，再进行前置放大，然后利用本机的功放或借助配套的功放机进行功率放大，再驱动扬声器进行播音。为了顺利进行分组编程，本发明的装置里有显示“音乐群组”组号、显示被选中的音乐在“音乐群组”中序号的显示器件，有相应的显示驱动电路，编写了相应的显示软件。

本发明装置解决了音乐自动播放控制中的分组播放的相关技术，包括同时存储多套音乐群组技术、音乐群组编辑的技术、定时调用音乐群组、音乐群组的点播技术以及音乐群组之间的组合应用技术，使本装置实现播放音乐的成批处理、“全套换新”，相对于目前只能按录音次序进行播音的公知MP3播放器，一只本装置就相当于数十只MP3播放器，或相当于一个MP3播放器加上数十个随身U盘了，而且使用更灵活方便。由于音乐群组里的音乐可以整组定时调用，可以随意变换音乐群组，而音乐群组的编辑和变换的操作又特别简单，就使以本装置为核心建立的自动广播系统的维护、管理工作更方便、更省事，甚至实现无人值守(免用广播操作员)广播，从而大大节约人力资源；从播音效果看，使用本装置能更好地满足不同群体的个性化需求，能给听众更多的新鲜感；总之，推广本装置将使一般学校、社区、舞场的广播工作更加智能化，更完美，而服务成本更低。

下面结合实施例做进一步说明：

图1是本发明装置的一种原理框图。图中MCU是单片机控制单元中心，由单片机及其周边配套元器件组成，EPR是与MCU配套的电可擦存储器EEPROM，用来存储时间程序的时间表和各“音乐群组”的音乐清单，如果单片机自身带有内部停电记忆存贮器的，如实施例用的STC89C54，则可省去独立的EEPROM。SD是音乐存储器，用来存储音乐的，本发明中选用可移动磁盘(SD卡或U盘)作为音乐存储器，以便用户方便地将它们拔出来插到电脑中进行编辑：MP为音乐单元的网络音乐处理中心，它包括电脑网络音乐解码芯片和将解出来的数字信号转换成模拟信号的数模转换器，以及必要的一些周边配套元器件，负责将按一定格式压缩后的指定音乐的数字信息(MP3、MP4等)从音乐存储器中调出，进行解压缩并还原成模拟信号。MP和SD组成受MCU控制的音乐单元，它执行MCU的指令适时地将音乐存储器中的指定音乐进行解码和格式转换，然后将转换后的音乐模拟信号送到音频信号处理器MUP进行进一步的音频处理和前级放大，再输送到功率放大器(功放)PE进行放大，然后配送到音柱、音箱等扬声器进行播放。将功放PE放在本发明系统中，只适合于小型使用场合的情况，对于一般的舞厅和大型舞场，所需的音乐功率相当大，功放应该是独立的配套设备。PE的电源受MCU的控制，在长时间没有播放音乐时，MCU会切断自动PE的电源。

图1中INP代表输入指令信息用的按钮信号输入单元；DIR是显示单元，含数码管或液晶显示器及其驱动电路。

考虑到实际应用现场可能需要临时变动广播情况，本发明中主机系统中加进了无线遥控接收器WLR，其配套的遥控器WLS，这样主持人在必要的情况下就可在现场的任意位置上对自动播放程序做些临时变动，如重播某舞曲、暂停、加大减少音量等。无线遥控接收器WLR可在市面上买到成品，只要在主机系统中安排几个输入端子与遥控接收器输出端子相连，然后像处理普通按钮一样用查询或用中断的方式进行信息处理即可。

本发明成功应用的关键在于软件的编写。实际软件包括显示软件(显示星期、时间、组号、序号和音乐号)、定时程序软件、用户从音乐存储器挑选音乐存到“音乐群组”的程序、从芯片的RAM将信息写到EEPROM中的程序，从EEPROM读取程序和点播音乐等软件，这些软件多是公知软件，这里不予赘述，只是将本发明创新部分予以阐述。

首先要确定“音乐群组”存储区的大小和数量，要考虑：音乐群组应该根据不同使用场合、不同人群需要或不同应用目的来划分，如上班前音乐、工间操音乐、操场音乐、休闲音乐、广场舞音乐、交谊舞音乐等等，对于舞厅来说，交谊舞音乐又可编好几套来轮流播放，以提高新鲜感；广场舞音乐也应该根据不同时间或根据教学的需要来分组，同一天里可能要用许多组音乐，因此音乐群组的数量要足够，实施例中选择50个。音乐群组的大小要考虑连续播放的时间，例如放一个下午的广场舞音乐、放一晚上的交谊舞音乐，实施例中选用99，二位数显示

器即可显示，一般也够用了。根据音乐群组的数量和大小，选择合适的的EEPROM。

一般定时播音程序有两个变数：主变量时间和对应时刻的定时任务——拟播放音乐的音乐号，音乐号的代码一般为两个字节表示的一组数字，设其代表符号为yyH(高位字节)和yyL(低位字节)，如第356号音乐的yyH＝03H，yyL＝56H。本发明装置选用一个音乐号高位字节数字范围之外的某个数(实施例中存储音乐的数量设计不超过0999首，yyH数字在0-09之间，故可选用OAH)代表“播放群组音乐”，其后的yyL代表音乐群组的组号，例如OA08就代表播放第8组的群组音乐，这样就把“播放群组音乐”的指令变成像播放某首音乐一样的一组数字，可以方便地对其进行定时程序的编程了和指令操作了。

自动播放群组音乐，一般是要求接音乐群组内的次序一曲接一曲连续播放的(连播)，连播程序可按图2方框图所示的方法来编写。图中LbQ是进入连播群组音乐标志；ZH是音乐群组组号，XH是某音乐在音乐群组清单中的序号(播出次序号)；EPRi是某音乐群组在EEPROM中的存储区里的信息，RAM是单片机中的RAM存储区，这是多个音乐群组公用的方便读写的存储区，EPRi→RAM意思是将存在EEPROM上的某号音乐群组的音乐清单复制到单片机内部SRAM存储器；XHmax是序号的最大值，XH≥XHmax意味着该音乐清单的空间已经全部查过，再找不到要播放的歌曲了。

为了减少易损件音量电位器的杂音干扰，简化电路，同时也为了遥控调节音量的需要，本发明装置中不用音量电位器，而采用操作按钮来调节音量，其原理方法是：采用现在市面上出售的能读出正在播放音乐的音量值、带有用指令调节音量的MP3模块(含有有执行软件指令改变音量的电路)，读出其音量变化范围，并将其转换成易于显示和使用的数字V，实施例中将其转换、显示成0至9十级，然后将其与音量预置值V0进行比较，偏大了，就对MP3模块发出一次减少音量的指令，反之亦然，如此重复，直到读出的音量值等于预置值为止，这就实现了实际的播音音量自动跟踪音量预置值，而音量预置值是在调音量状态下通过操作按钮来增加或减少的，也就是本装置实现了用操作按钮来调整音量的功能。图3是按钮调音量原理框图。

舞会音乐有个特点就是要求每首音乐不要太长，太长了，舞客会感到疲惫和厌倦，一般认为控制在4分钟左右比较合适。但是，从网上下载的许多音乐，其播放时间都超出上述界限，为解决超长带来的不便，本装置利用上述音量控制原理，开发了用音量自动减弱的方法实现超长音乐的定长渐弱关闭功能，以满足舞会的特殊需要，其原理如图4所示。本功能并不是所有的型号所有情况都要用，所以应该有个开关之类器件或一种特殊的按钮操作让用户来酌情选择，图中xcQ＝1代表有需要音乐限长的标志，图中“延时”是根据音量降低的速度来选择的，一般可取1～2秒左右。

同样根据上面的原理，本装置还设计了“催眠音乐”功能：我们将适合于催眠的音乐(有利于催眠的轻音乐以及带有催眠术的专门录音)编进特别指定专用的音乐群组(例如第50组)里，当要播放播第50组群组音乐时，便自动启动音量缓慢渐弱功能：音量以很缓慢的速度渐渐减弱，直到很长一段时间(例如半小时或一小时)才将音量降到零，当音量减到0时，关掉这组音乐。

本发明装置有多套定时程序，加上分组播放功能，给使用者带来许多方便，但套、组多了以后编程工作量也变大了。我们的研究发现不同套、组之间保留有许多相同的要素，例如学校周末(星期五)用的程序和星期四用的几乎完全一样，周五只是提前一点放学；舞会更换舞曲时，可以保留大部分舞曲不变，只需更变少量敏感舞曲，至少开场白和舞会结束语是一样的，舞蹈类别的变化规律(如伦巴→快三→吉特巴……)也可以保持不变；为了减轻使用者编程工作量，本发明装置中写进复制整套定时程序和整个音乐群组音乐清单的软件，实现了整组、整套程序的复制，即实现各套定时程序之间以及音乐群组之间的相互复制。实质上，这就是将EEPROM上的某个存储区的信息复制到另一个存储区，其原理方框图见图5，图中“EPRy→RAM”是从EEPROM中将提供信息样本的源音乐群组(或源定时程序)的信息读出来，再把它写到单片机RAM存储器中，“RAM→EPRm”是从单片机RAM存储器的信息读出来写到EEPROM中的目标音乐群组(或目标定时程序)中，成组成套的复制命令一般是通过某操作键来输入的，为了防止误碰动按钮造成目标音乐群组数据的全盘丢失，在软件中引进延时和两次查询“有成组成套复制命令？”，以避免误操作带来麻烦。

实践应用中经常要用到音乐群组或定时程序的“临时指定替换”(定时程序或音乐群组的临时变更)，例如，课间操时间学校正常播放一组室外运动相关的音乐，但遇到下雨了，就不宜播放室外运动相关的音乐，而应该播放一组室内做眼保键操的音乐(广播操时间临时用“眼保健操音乐组”替代“广场课间操音乐组”)；又如，自动室外舞场每晚定时播放一组舞蹈音乐，但遇到下雨或广场有特殊应用等，就应停播舞蹈音乐，而改为定时播放“今晚舞会因故暂停…”。在实施例2中我们就在程序中加进“临时指定替换”功能，图6是一种“一定时间内要进行替代”的实施例，实施例中“临时指定替换指令”是由管理人员按动遥控器的某个按钮发出的，图中TDQ是“要进行临时替代(改变套号或组号)”的标志，指接到替代指令后要将TDQ置1，不再需要替代时(例如天晴了)就要发出指令将TDQ复位(置0)；指定开始(停止)执行时间，指的是开始(停止)执行临时变套的时间，例如正常情况下19点30分应该开始播放舞曲，但是下雨天不举办舞会了，应该提前多次通知大家，例如从18点开始分几次通知，“开始执行时间”可以选为18点0分；T是本装置时钟时间。

个人或小集体室外活动时应用本发明装置的机会也很多，例如幼儿园或学校的班级室外活动，街头巷尾空地里举办的广场舞会，这种舞会往往规模不大，所需音乐功率不很大，但流动性大，本发明中考虑了他们的需要，专门设计一种便携型的型号，为此采用小型的、便携式的机箱，并考虑到使用场合未必有交流电源，给这种机型设计成交直流两用，即也可以用电池直接供电使用，还可考虑将扬声器及其必要的功率驱动电路与本发明装置组装在一个机壳内，这样，出门时手提一台仪器就可以了，十分简便。为了延长电池的使用寿命，这种装置有一个交流电源检测电路，当检测到的显示屏在没有交流电源情况下，一般不进行显示(暗屏)，只有在有人按动操作按钮后的一段时间里显示一会儿，其软件技术可以这样来实现：当有按钮操作时，设立一个按钮标志，经几秒延时(时钟走时程序中延时或一般延时软件延时)后，清除按钮标志，再在显示软件中进行查询，当查到交流电源无电(电路设计中要有电源检测回路)，也没有按钮操作时，就不显示。当然，采用液晶显示屏，也可达到节电的目的，只是其亮度一般不如发光管(LED)数码管显示屏。

本发明装置也很适用于个人办公室和家庭，为了在这种情况下为使用者提供更好的服务，本发明装置中为个人使用设计了“小秘书功能”，即使本装置兼有长时间周期的提示功能。我们将定时程序分成长周期(以年为循环周期)定时和短时间周期(以日为循环周期)定时，并设法让长周期定时程序和短周期定时程序并存兼用。解决这项要求的原理方法是这样的：在多套的定时程序中，我们确定一般程序都是日循环(以时分为时间参数，以某首或某组音乐为任务)，但硬性指定某一套(实施例中制定第九套定时程序)为长周期定时程序，其时间参数是月、日，以某首或某组具有特殊意义的音乐为任务(如情人节用的情话录音，生日纪念日用带有生日祝贺词和《祝你生日快乐》歌的群组音乐)，其编程方法短周期定时程序一样(公知技术)。长周期定时程序的执行是这样设计的：每天的固定时间(如每天八点正，可以不止一次)，以月、日为时间参数，查询一下长周期定时程序(实施例的第九套)，如发现有播放任务，即予以播放。

附图说明：

图1是本发明装置的一种原理框图；

图2是自动播放群组音乐软件原理框图；

图3是无电位器调整音量软件原理框图；

图4是超长音乐的定长渐弱关闭软件框图；

图5是成套程序、音乐组信息复制软件原理框图；

图6是程序、音乐组“临时替代”软件原理框图。

具体实施方式：

本发明装置提出较全面提升广播仪性能的智能广播装置，根据本发明实施的产品具体结构方式可以有多种，不同用户的需要有所不同，例如，需要催眠音乐的个人，一般就不需要超长音乐自动限长关闭功能，因此，实施本发明的具体方法是由工厂根据本发明装置的方法和结构方案，生产不同大小、不同结构方式、不同功能的智能广播仪，例如适用于个人、家庭使用的小型机，适用于舞厅使用的舞厅型，适用于无人值守舞场的智能型、适用于广场舞的便携型，适用于学校的座机型。

Claims (10)

1.一种自动广播装置，由单片机、音乐存储器件、时间显示器件和用来输入指令信息的一套按钮组成，本发明特征是：

(1)单片机控制单元中的电可擦、停电能记忆的存储器里建立多个“音乐群组”存储区和多个定时程序存储区，每个“音乐群组”存储区中存储一组音乐清单，每个“音乐群组”有一个组号(代码)，用软件建立组号与对应“音乐群组”存储区地址之间的明确关系。

(2)有能显示“音乐群组”组号的显示器件及相应的显示驱动电路。

2.根掘权利要求1所述装置，其特征是单片机编有对“音乐群组”音乐清单进行编辑的程序，编有“播放群组音乐”的程序；用一组与高位音乐号不重复的数字代码代表“播放群组音乐”任务。

3.根据权利要求1所述装置，其特征是编有控制音量的软件，有执行软件指令改变音量的电路，通过操作按钮来增加或减少音量。

4.根据权利要求3所述装置，其特征是用音量自动减弱的方法实现超长音乐限时关闭。

5.根据权利要求3所述装置，其特征是用音量自动缓慢减弱的方法实现催眠音乐的播放与关闭。

6.根据权利要求1所述装置，其特征是写进复制整套定时程序和整个音乐群组音乐清单的软件，实现各套定时程序之间以及音乐群组之间的相互复制。

7.根据权利要求1所述装置，其特征是定时程序分长周期定时程序和短周期定时程序，两者并用。

8.根据权利要求1所述装置，其特征是设计了定时程序的“临时指定替换”程序。

9.根据权利要求1所述装置，其特征是仪器做成便携型，有一个交流电源检测电路，在交流电源不供电情况下，显示屏平时不亮，只在有人按操作按钮后短时间内发亮。

10.根据权利要求1所述装置，其特征是有能显示音乐在“音乐群组”里的序号的显示器件及相应的显示驱动电路。

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