数字音乐盒的设计讲解
数字音乐盒
目录项目概述 ---------------------------------------------- 1 项目要求 ---------------------------------------------- 1 系统原理 ---------------------------------------------- 1 硬件设计 ---------------------------------------------- 4 软件设计 ---------------------------------------------- 6 系统仿真和调试 ---------------------------------------- 7 学习过程的体会 ---------------------------------------- 8 附录1 ------------------------------------------------- 9 附录2 ------------------------------------------------- 18一、项目概述本设计是一个基于AT89C51系列单片机的音乐盒，依据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个多功能音乐盒。
该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。
使用两个按键控制音乐盒，一个用来切换歌曲。
播放歌曲时，蜂鸣器发出某个音调，与之对应的LED亮起。
本设计利用KEILC编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试，配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试，节约了设计时间。
二、项目要求1．利用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏乐曲2.可通过功能键选择乐曲，暂停，播放。
三、系统原理1.芯片AT89C51的介绍AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
《数字音乐盒》设计报告
《数字音乐盒》设计报告
设计目标：
本数字音乐盒旨在提供一种方便、易用的音乐播放体验，让用户可以随时随地享受自己喜欢的音乐。
具体设计要求如下：
1. 支持多种音频格式，如MP3、FLAC等。
2. 采用简洁、直观的用户界面，方便用户操作。
3. 支持多种播放模式，如顺序播放、随机播放等，并且能够记忆用户播放模式。
4. 提供多种音效调节和均衡器设置，使用户可以自由调整音乐效果。
5. 支持歌词显示功能，使用户可以更好地理解音乐。
6. 支持歌曲收藏功能，使用户可以方便地收藏自己的喜爱歌曲。
设计思路与方案：
本数字音乐盒采用嵌入式系统设计，主要硬件部件包括音频芯片、显示屏幕和按键模块，其中音频芯片为核心部件，支持多种音频格式的解码和播放。
用户界面设计上，采用五向导航及确认键来进行操作，主界面分为“音乐播放”和“歌曲收藏”两大模块。
在“音乐播放”模块中，
用户可以选择不同的播放模式，包括顺序播放、随机播放和循环播放。
在播放过程中，用户可以通过前进、后退、暂停等操作来控制音乐播放进程。
同时，也提供了多种音效调节和均衡器设置，用户可以自行选择调整音乐效果。
在播放过程中，歌词会自动显示在屏幕上，方便用户理解歌曲。
在“歌曲收藏”模块中，用户可以收藏自己喜爱的歌曲，方便日后收听。
总结：
本数字音乐盒设计主要针对音乐爱好者，通过简洁、易用的界面设计和多种音效、播放模式等功能的设计，为用户提供了更为便捷、自由的音乐播放体验。
同时，歌曲收藏功能也使用户可以随时查找和收听自己喜爱的歌曲，满足用户对音乐的品质需求。
(完整版)STC89C51单片机的数字音乐盒设计(含代码)
HEFEI UNIVERSITYFPGA综述报告系别电子信息与电气工程系任课教师汪济洲班级姓名成绩日期数字音乐盒设计摘要:本设计是一个基于STC89C51系列单片机的音乐盒，依据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个多功能音乐盒。
该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。
使用两个按键控制音乐盒，一个用来切换歌曲，另一个用来切换8路LED的变化花样，本音乐盒共有两首歌曲，花样灯花样共计4种。
播放歌曲时，蜂鸣器发出某个音调，与之对应的LED亮起。
本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试，配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试，节约了设计时间。
关键字:音乐盒STC89C51单片机KEIL PROTEUS 音调目录1概述 (3)1.1设计方案 (3)1.2研究内容 (3)1.3音乐盒的功能结构图 (3)2硬件设计 (4)2.1总体设计框图 (4)2.2各部分硬件设计及其原理 (4)2.2.1 STC89C51简介 (4)2.2.2 LED显示电路设计与原理 (5)2.2.3 时钟振荡电路 (5)2.3硬件电路图及功能 (6)3软件设计 (7)3.1音调、节拍以及编码的确定方法 (7)4.1.1 音调的确定 (7)4.1.2 节拍的确定 (8)4.1.3 编码 (9)4.2软件程序设计 (10)4.2.1 程序流程图及相应代码块 (10)4.2.2 程序源代码（见附录A） (14)5调试 (14)5.1检查硬件连接 (14)5.2检查软件系统 (14)5.3测试结果 (14)5.3.1．总体运行图 (14)5.3.2．花样灯4种花样图 (15)参考文献 (16)附录A 程序源代码及注释 (16)。
数字音乐盒课程设计
数字音乐盒课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数字音乐的基础知识，包括音符、音阶、节奏等概念；2. 培养学生运用电子设备进行音乐创作的能力，了解数字音乐盒的基本原理；3. 让学生了解不同音乐风格的特点，拓展音乐视野。
技能目标：1. 培养学生运用音乐软件进行创作、编辑和播放数字音乐的能力；2. 提高学生团队协作能力，学会与他人共同完成音乐作品；3. 培养学生创新思维，能够独立设计并制作具有个人特色的数字音乐作品。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对音乐的热爱和兴趣，激发他们积极参与音乐活动的热情；2. 培养学生尊重他人作品，树立正确的版权意识；3. 通过音乐创作，培养学生审美观念，提高审美情趣。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在让五年级学生在掌握音乐基础知识的基础上，运用现代科技手段创作音乐作品。
课程将帮助学生将所学知识应用于实际操作中，培养他们的创新精神和团队协作能力，同时提高音乐素养，为今后的音乐学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 数字音乐基础知识：音符、音阶、节奏、拍子等基本概念的学习，使学生能够理解音乐的基本元素。
- 教材章节：第一章《音乐的基础知识》- 内容列举：音符的识别、音阶的构成、节奏的练习。
2. 数字音乐创作：运用音乐软件（如GarageBand）进行音乐创作，了解数字音乐盒的工作原理。
- 教材章节：第二章《数字音乐创作》- 内容列举：音乐软件的介绍与操作、音色的选择与搭配、简单旋律的创作。
3. 音乐风格学习：学习不同音乐风格的特点，分析经典作品，培养学生音乐鉴赏能力。
- 教材章节：第三章《音乐风格》- 内容列举：流行音乐、古典音乐、民族音乐等风格的学习与鉴赏。
4. 团队协作与创作实践：分组进行音乐创作，培养学生团队协作能力和创新思维。
- 教材章节：第四章《音乐创作实践》- 内容列举：团队协作流程、音乐创作方法、作品展示与评价。
5. 音乐作品展示与评价：展示学生创作的数字音乐作品，进行自评、互评和教师评价，提高学生的审美观念。
单片机的可控数字音乐盒设计说明
微控制器和音乐盒硬件功能随着当代单片机技术的飞速进步，单片机的功能也越来越强大，包括：(1)单片机集成度高；(2)系统结构简单、使用方便、模块化；(3)单片机可靠性高、处理功能强、速度快；(4) 低电压、低功耗，便于生产便携产品；(5) 强大的控制功能。
本文的设计采用了AT89C51单片机，是一款性价比非常高的单片机。
2.1 AT89C51芯片功能AT89C51 是一款低压、高性能 CMOS 8 位微处理器，具有 4K 字节的闪存可编程可擦除只读存储器。
俗称单片机[ 2 ] 。
如图所示：图 2-1 AT89C51 MCU 引脚图图 2-2 AT89C51 单片机实物图引脚功能[ 3 ] ：P0.0-P0.7 ：8位开漏双向I/O口；P1.0-P1.7：8位双向I/O口，提供上拉电阻；P2.0-P2.7：8位双向I/O口，带上拉电阻；P3.0-P3.7：引脚为8个带上拉电阻的双向I/O口；P3.0：RXD（串口输入）；P3.1：TXD（串行输出口）；P3.2：INT0（外部中断0）；P3.3：INT1（外部中断1）；P3.4：T0（定时器0外部输入）；P3.6：WR（外部数据存储器写选通）；P3.7：RD（外部数据存储器读选通）；EA：当EA保持低电平时，在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），无论是否有程序存储器。
请注意，在加密模式 1 中，EA 将被锁定为 RESET；当EA端保持高电平时，这部分程序内存；P3.5：T1（定时器1的外部输入）；ALE：访问外部存储器时，地址锁存器使能的输出电平用于锁存地址的状态字节；PSEN：外部程序存储器的选通信号；RST：复位输入；XTAL1：反向振荡放大器的输入，部分时钟工作电路的输入；XTAL2：反相振荡器的输出。
2.2 八音盒的硬件和功能本文设计的数字音乐盒所需硬件为：AT89C51芯片：主控制器；LED灯：灯光闪烁，P1.0-P1.7控制八路LED灯；数码管：音乐序号显示，P0.0-P0.6控制数码管；晶振：为单片机的正常工作提供稳定的时钟信号。
STC89C51单片机的数字音乐盒设计(含代码)
HEFEI UNIVERSITYFPGA综述报告系别电子信息与电气工程系任课教师汪济洲班级姓名成绩日期数字音乐盒设计摘要:本设计是一个基于STC89C51系列单片机的音乐盒，依据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个多功能音乐盒。
该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。
使用两个按键控制音乐盒，一个用来切换歌曲，另一个用来切换8路LED的变化花样，本音乐盒共有两首歌曲，花样灯花样共计4种。
播放歌曲时，蜂鸣器发出某个音调，与之对应的LED亮起。
本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试，配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试，节约了设计时间。
关键字:音乐盒 STC89C51单片机 KEIL PROTEUS 音调目录1概述 (3)1.1设计方案 (3)1.2研究内容 (3)1.3音乐盒的功能结构图 (3)2硬件设计 (4)2.1总体设计框图 (4)2.2各部分硬件设计及其原理 (4)2.2.1 STC89C51简介 (4)2.2.2 LED显示电路设计与原理 (5)2.2.3 时钟振荡电路 (5)2.3硬件电路图及功能 (6)3软件设计 (7)3.1音调、节拍以及编码的确定方法 (7)4.1.1 音调的确定 (7)4.1.2 节拍的确定 (8)4.1.3 编码 (9)4.2软件程序设计 (10)4.2.1 程序流程图及相应代码块 (10)4.2.2 程序源代码（见附录A） (14)5调试 (14)5.1检查硬件连接 (14)5.2检查软件系统 (14)5.3测试结果 (14)5.3.1．总体运行图 (14)5.3.2．花样灯4种花样图 (15)参考文献 (16)附录A 程序源代码及注释 (16)1概述本设计是以STC89C51芯片的电路为基础，外部加上放音设备，以此来实现音乐演奏控制器的硬件电路，通过软件程序来控制单片机内部的定时器使其演奏出优美动听的音乐。
基于单片机的数字式音乐盒设计
使用数字式音乐盒
在数字式音乐盒被制造完成后，使用也非常容易。只需要按下相应的控制开关，就可以开始播放音频文件。用户可以通过电位器调节音量或者播放音乐列表中的其他曲目。
在使用过程中，要注意数字式音乐盒的电池寿命。如果数字式音乐盒使用的是充电电池，那么必须确保其有足够的充电时间。
设计数字式音乐盒的材料
为了实现数字式音乐盒，需要以下材料：
·单片机芯片（例如STM32F103C8T6）
·数字到模拟转换器（DAC）
·音频输出器件（例如扬声器或耳机）
·控制开关（例如电位器，按钮等）
·电池（为了提供电源）
·音频文件（MP3，WAV等）
将这些材料组合在一起，可以实现数字式音乐盒。其中，单片机芯片是数字式音乐盒的关键部件，可以存储和播放歌曲、音乐片段等。
基于单片机的数字式音乐盒设计
随着新技术的不断涌现，数字式音乐盒成为人们越来越喜欢的玩具。它的外观精美，功能强大，而且价格也比传统音乐盒便宜，极受欢迎。本文将讨论基于单片机的数字式音乐盒设计，以及它的工作原理、材料和使用。
数字式音乐盒的工作原理
数字式音乐盒是使用单片机芯片进行数字信号的处理，通过音频输出器件输出模拟电信号的技术。这些芯片可以储存大量的音频文件，并且可以轻松地播放这些文件，具有极高的音频质量。数字式音乐盒可以播放所有类型的音频文件，比如WAV，MP3，MIDI和WMA等。这些芯片通常由音乐芯片，播放器和控制系统组成。播放器可以读取音频文件，发送给芯片进行处理，控制系统负责控制播放过程，比如触发开关等功能。整个过程非常简单，非常可靠。
最后，数字式音乐盒具有很多优点，比如它可以储存大量的音频文件，具有非常出色的音频质量，价格实惠，易于制造和使用，因此它是一款非常好的数码产品。
单片机课程设计(含程序)——基于C51单片机的电子音乐盒
单片机课程设计题目基于C51单片机的电子音乐盒学院机电与信息工程学院专业电子信息工程年级 XXXX级学号XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX姓名 XXXXXXXXXXXXXXX指导教师 XXXXX成绩目录摘要 (1)Abstract (1)第一章绪论 (2)1.1背景 (2)1.2单片机概述 (2)1.3目的与意义 (2)第二章总体设计 (3)2.1总体设计 (3)2.2总体方案论证与设计 (3)2.2.1单片机选择 (3)第三章硬件设施 (4)3.1单片机简介 (4)3.2最小系统 (4)3.3按键电路 (4)3.4 LCD1602液晶显示电路 (5)3.5 PCB图 (8)3.6发声模块（功率放大） (8)第四章软件设计 (9)4.1软件模块及发声原理 (10)4.1.1音调的产生 (10)4.1.2节拍的确定 (12)4.2 软件设计流程 (14)4.3 发声程序 (15)4.4 按键电路设计 (16)4.5 LCD1602液晶显示电路设计 (17)4.5.1 LCD显示模块 (17)4.5.2 LCD延时模块 (19)第五章调试 (19)5.1硬件调试 (19)5.2软件调试 (21)5.3联合调试 (22)第六章总结 (22)附录1 总原理图 (23)附录2 程序 (23)1.主函数模块 (23)2.LCD模块 (30)3. LCD参数设定头文件 (31)4.LCD延时函数 (32)摘要本设计是一个基于STC89C51RC系列单片机的音乐盒，依据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个多功能多功能音乐盒。
该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路、喇叭以及LCD1602液晶显示系统组成。
本音乐盒共有四首歌曲，用3个按键控制上一曲下一曲以及暂停和恢复。
播放歌曲时，喇叭发出某个音调。
本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试，配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试，节约了设计时间。
基于单片机的音乐盒设计与实现
基于单片机的音乐盒设计与实现基于单片机的音乐盒设计与实现随着科技的发展，音乐盒这一传统的机械音乐装置逐渐被电子化取代。
基于单片机的音乐盒正是这样一种电子化的音乐装置，是将单片机技术应用到音乐盒中，使得音乐盒变得更加智能化、可编程化。
一、基本设计原理基于单片机的音乐盒的背后，是单片机自身拥有强大的控制和处理能力。
单片机芯片内部包含CPU、存储单元、外设接口等元件，在加上各种传感器，以及DAC和PWM模块等输出模块，可以实现音乐盒的很多功能。
其中，按键、红外遥控器等输入模块用于控制播放、停止、循环等音乐操作，DAC和PWM模块用于模拟音频输出，将数字信号转换成模拟信号，以输出最终的音乐。
二、硬件设计在具体实现基于单片机的音乐盒时，需要选用适当的硬件，并作出合理的硬件设计。
硬件设计可分为几个模块：1、输入模块：选择合适的按键、红外遥控器等。
按键通常采用矩阵式按键，这样可以减少I/O口的使用，而红外遥控器的选择需要根据传输距离和稳定性等因素进行考虑。
2、存储模块：存储模块通常选择闪存或SD卡，目的是保存音频文件。
SD卡常用于储存大量音乐文件，闪存则常用于储存音乐盒固件程序和一些小的音乐片段。
3、输出模块：输出模块一般选择DAC和PWM模块，DAC用于输出高质量的音频信号，PWM则用于输出普通音频信号。
4、控制模块：控制模块通常选择单片机芯片作为控制核心，以实现音乐盒的各种功能。
三、软件设计在软件设计方面，需要根据实际需求对程序进行编程。
编程语言通常使用C语言或汇编语言。
在编程时，需要先编写程序框架，再选用合适的算法进行实现。
1、程序框架设计：程序框架包括程序结构、函数定义及参数、全局变量定义等内容。
通常，程序框架的设计需要体现出程序的模块化思想，以便于程序的维护和升级。
2、算法选择：在实现音乐盒的功能时，需要选用合适的算法。
例如，音乐的循环播放可以采用计数器实现，按键功能可以通过中断实现等。
同时，需要根据实际需求对算法进行部分优化，提升程序效率，减少系统资源的消耗。
数字音乐盒设计方案
数字音乐盒设计方案1.1 智能音乐盒背景及意义音乐盒的起源，可追溯至中世纪欧洲文艺复兴时期。
当时为使教会的的钟塔报时，而将大小的钟表上机械装置，被称为“可发出声音的组钟”。
1598年，意大利籍耶稣会士利玛窦第一次来到，随行礼物中就有八音琴一台。
这是有史书记载的最早进入中国的八音琴。
经过各种的发明创造，1780年前后，拉匀芳的瑞士人从人偶自动钟的原理获得启示，发明了一种令人赞叹的机制——机械鸟鸣钟。
1796年，日瓦钟匠的发明，给机械音乐盒带来了革命性的改变，使音乐盒的体积缩小达到极限，而在接下来的世纪得以成功的发展。
1870年，德国的发明家首创了盘式音乐盒。
17世纪初，音乐盒的工业成为瑞士超过制表和缝制蕾丝业的第一大产业，这使得位于瑞士侏罗山边的小镇闻名于世。
1.2 国外单片机应用音乐盒概况1992年，中国第一台具有自主知识产权的八音琴在中国韵升的诞生，标志着中国，全方位地参与全球音乐盒这块巨大蛋糕的市场竞争，经过十多年的努力，韵升对八音琴的制造技术进行了更多的技术更新，取得了多个国家和地区50余项发明专利。
这使得音乐盒无论在音质，音量，谱曲，和外观设计等方面都有了更大的改进。
目前，韵升八音琴已占据全球八音琴市场份额的1/4，仅次于日本Sankyo，位居全球第二位。
音乐盒300多年的产品发展，同时也是人类文明300多年发展的历史鉴证。
每个不同时期的音乐盒造型，都能折射出当时不同的社会心态和文明发展现状，它也成了时代的一面镜子。
现今，音乐盒的制造，延袭传统，结合现代，正日益成为人们或为了典藏一段岁月，或为了收藏一份情感，或出于对音乐的追求，或对于旧时代的怀念，或为了居室的美化，等等，而得到众多品位人士的追求。
韵升八音琴店在新天地里设立了自己在的第一家店面，这也是惟一一家国品牌的八音琴专卖店。
在66平方米的店面中设了将近120多种八音琴，只要走进去就能感受到八音琴那清澈、透亮的音质所带来的美妙享受。
在这里，八音琴的价格并不是很贵，很适合作为礼品送给自己的朋友，其中，30音的八音琴价格在500元左右，50音的八音琴价格几乎上千。
基于单片机的数字式音乐盒设计
基于单片机的数字式音乐盒设计【摘要】基于单片机的数字式音乐盒设计旨在利用单片机技术实现音乐盒的数字化，提升传统音乐盒的功能和性能。
本文首先介绍了背景和研究意义，说明了数字式音乐盒在现代社会中的重要性和应用前景。
接着对音乐盒的原理进行了分析，详细讨论了单片机的选择及功能设计、音乐数据存储与播放控制、外围电路设计等关键技术。
在系统性能测试部分，对设计的音乐盒进行了全面测试和评估，验证了其稳定性和可靠性。
通过设计成果总结和存在问题及改进方向展开讨论，同时展望了未来数字式音乐盒的发展前景。
这项研究将为数字音乐盒的进一步发展提供一定的参考和指导。
【关键词】单片机、数字式音乐盒、音乐数据、播放控制、外围电路、系统性能测试、设计成果、存在问题、改进方向、未来展望1. 引言1.1 背景介绍数字式音乐盒不仅可以实现多种音乐的存储和播放，还可以根据用户的需求进行定制化的设计，比如添加特定的音效、调节音乐的节奏和音量等。
通过单片机的控制，数字式音乐盒可以实现更加智能化的操作和更加丰富的功能，使其成为一种更具有个性化和趣味性的音乐设备。
本文将从音乐盒原理分析、单片机选择及功能设计、音乐数据存储与播放控制、外围电路设计和系统性能测试等方面展开讨论，旨在为基于单片机的数字式音乐盒设计提供一种全面而有效的解决方案，同时也为数字化音乐盒的发展和应用提供更多的思路和可能性。
1.2 研究意义数字式音乐盒是一种集合了音乐和电子技术的创新产品，它能够播放各种不同的音乐，给人们带来美妙的听觉享受。
对于现代人们来说，音乐已经成为了生活中不可或缺的一部分，能够通过音乐来放松心情、增添生活情趣。
设计一款基于单片机的数字式音乐盒具有重要的研究意义。
数字式音乐盒的设计可以促进人们对音乐产品的需求和创新设计的关注，推动整个音乐产业的发展。
随着科技的不断进步，数字音乐盒不仅能够实现音乐播放功能，还可以加入更多的智能化设计，提高用户体验。
设计基于单片机的数字式音乐盒可以促进对电子技术在音乐领域的应用研究，进一步推动电子技术的发展。
数字音乐盒
数字音乐盒的设计中文摘要数字音乐盒可以发出美妙的旋律，给人一种愉悦的感觉，在现代，各种音乐软件深受人们欢迎。
本设计是基于AT89C52单片机的音乐盒，不仅能发出美妙的音乐，还能通过功能按键对不同乐曲进行选择、暂停、播放。
本设计是用单片机为主控制，通过电路仿真实现的，在Proteus软件中绘制硬件电路原理图，用Keil软件进行编程与调试，最终生成hex文件，载入单片机，从而实现仿真效果。
关键词：音乐盒；单片机；Proteus；KeilStudy on Inhibiting Aflatoxins of Coating to PeanutsABSTRACTDigital music box can be a beautiful melody, give people a feeling of pleasure, in modern times, a variety of popular music software. This design is based on AT89C52 SCM music box, not only can make beautiful music, but also through the function key to select different music, pause, play. This design is to use SCM the main control, through circuit simulation, draw the hardware circuit principle diagram in Proteus software, programming and debugging of Keil software, finally generate the hex file, loaded single, so as to realize the simulation results.Key Words: Music box；MCU；Proteus；Keil一．概述 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计内容 (1)二．系统总体方案介绍 (2)2.1.系统组成框图 (2)2.2音乐盒功能介绍图 (2)2.3主要软件介绍 (3)2.3.1 PROTEUS软件简介 (3)2.3.2 KEIL简介 (4)三．硬件设计 (5)3.1各部分硬件设计及其原理 (5)3.1.1 AT89C52简介 (5)3.1.2 LCD1602液晶显示电路设计与原理 (5)3.1.3 时钟振荡电路 (7)3.2 硬件电路图及功能 (8)四．软件设计 (10)4.1音调、节拍以及编码的确定方法 (10)4.1.1 音调的确定 (10)4.1.2 节拍的确定 (11)4.1.3 编码 (12)4.2 软件程序设计 (13)4.2.1 主程序 (13)4.2.2播放音乐子程序 (15)4.2.3程序源代码（见附录A） (15)五．调试 (16)5.1 检查硬件连接 (16)5.2 检查软件系统 (16)5.3 测试结果 (16)5.3.1．总体运行图 (16)5.3.2．显示屏显示图 (17)5.3.3．选择仿真图 (17)5.3.4．花样灯3种花样图 (18)5.3.5．硬件实物图 (19)5.4 测试结果与分析 (19)5.4.1测试结果 (20)5.4.2结果分析 (20)六．项目总结与心得 (22)6.1项目总结 (22)6.2心得体会 (22)参考文献 (24)附录A 程序源代码及注释 (25)引言人类的日常生活离不开音乐，音乐可以陶冶人的情操，给人带来美好的回忆，提高人们的精神文化享受。
基于单片机的数字式音乐盒设计
基于单片机的数字式音乐盒设计一、引言音乐盒是一种能播放旋律的小型装置，常见于饰品或礼物中。
传统的音乐盒通常采用机械结构来产生音乐，但随着技术的进步，数字式音乐盒开始逐渐普及。
本文将以单片机为核心，设计一款数字式音乐盒，实现多种旋律的自由切换、音量调节和节拍设置。
二、硬件设计1.单片机选择由于单片机需要处理音乐播放的计算和控制，因此需要选择性能较高的单片机作为核心处理器。
常用的单片机有8051系列、PIC系列以及Arduino等。
本设计选择Arduino UNO作为单片机，因其性能稳定、易用性高。
2.音频模块与扬声器音频模块是用于产生音乐信号的模块，常见的有MP3解码芯片、DAC芯片等。
本设计选择MP3解码芯片作为音频模块，它可以播放预先录制好的音乐文件，并输出为模拟音频信号。
模拟音频信号经过放大电路后，驱动扬声器播放出声音。
3.控制模块与输入按键控制模块是用来接收用户输入指令，并进行相应的处理和控制的模块。
本设计选用几个按键作为输入，通过Arduino的数字IO口来接收按键信号，从而实现音乐切换、音量调节和节拍设置等功能。
4.电源模块电源模块用于为整个系统提供电能，一般选择DC电源或者电池供电。
本设计选择直流电源供电，通过稳压电路将输入电压稳定为单片机和其他模块所需的工作电压。
同时，为了方便携带和使用，电源模块还可以设计为可充电模式，减少电池更换的频率。
三、软件设计1.主程序框架软件设计的主程序框架分为三个模块：音乐播放控制模块、输入按键检测模块和音量调节模块。
主程序通过循环结构，不断检测按键输入，并根据用户的指令进行相应的处理和控制。
2.音乐播放控制模块音乐播放控制模块是整个设计的核心模块，它通过与MP3解码芯片的通信，实现音乐的自由切换。
MP3解码芯片可以将预先录制好的音乐文件保存在存储器中，通过与单片机的串行通信接口，将音乐数据传输到单片机中进行解码和播放。
音乐播放控制模块实现了音乐的播放、暂停、停止等操作，并提供了多个音乐旋律的选择。
数电音乐盒课程设计
数电音乐盒课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解数字电子电路的基本原理，掌握基本逻辑门的功能与应用。
2. 学生能够运用所学知识，设计简单的数字电路，实现对音乐盒节奏的控制。
3. 学生了解音乐盒的基本构造，掌握音阶与节奏的相关知识。
技能目标：1. 学生具备运用数字电路设计工具进行电路设计和分析的能力。
2. 学生能够通过小组合作，完成音乐盒的设计、搭建和调试。
3. 学生掌握基本编程思维，能利用数字电路实现音乐盒节奏的编程。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学、探索未知的精神，增强对电子技术的兴趣。
2. 培养学生的团队协作意识，提高沟通与表达能力。
3. 增强学生的环保意识，培养节能环保的观念。
课程性质：本课程为实践性课程，以项目式学习为主，结合理论教学，引导学生动手实践。
学生特点：六年级学生具有一定的逻辑思维能力和动手操作能力，对新鲜事物充满好奇心，善于合作交流。
教学要求：教师需关注学生的个体差异，提供个性化的指导与帮助，确保每位学生都能在课程中取得实际成果。
通过课程学习，使学生将理论知识与实际操作相结合，提高解决问题的能力。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材内容，组织以下教学安排：1. 数字电子电路基本原理：讲解逻辑门、触发器等基本概念，对应教材第3章内容。
- 逻辑门功能与应用- 触发器的种类及其工作原理2. 音乐盒基本构造与音阶知识：介绍音乐盒的构造，音阶与节奏的基础知识，对应教材第5章内容。
- 音乐盒的构造与发声原理- 音阶与节奏的基本概念3. 数字电路设计与编程：教授如何利用数字电路设计工具进行电路设计，以及编程实现音乐盒节奏控制，对应教材第6章内容。
- 数字电路设计工具的使用- 简单编程思维与方法4. 实践项目：设计并搭建音乐盒，对应教材第8章综合实践项目。
- 音乐盒电路设计- 音乐盒编程与调试- 小组合作与展示教学内容安排与进度：第1-2周：数字电子电路基本原理学习第3-4周：音乐盒基本构造与音阶知识学习第5-6周：数字电路设计与编程学习第7-8周：实践项目设计与实施教学内容科学系统，注重理论与实践相结合，通过分阶段教学，使学生逐步掌握课程知识，为后续学习打下坚实基础。
单片机课程设计数字音乐盒的设计
数字音乐盒的设计摘要本设计采用了扬声器发声来实现歌曲的播放，能保持基本音调不变，流畅播放出歌曲。
现选用AT89C51 单片机。
用PROTEUS 单片机仿真软件仿真。
利用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏乐曲。
通过单片机P1 口控制，实现功能键盘控制;功能键盘采用按键开关,通过单片机P2 口控制，实现歌曲播放顺序的调换和暂停播放功能；扬声器由单片机的P3 口控制，实现歌曲播放；主要工作过程是通过按下功能键实现上一首和下一首及暂停播放，同时有液晶屏显示当前播放歌曲的序号，扬声器播放出音乐。
小小的音乐盒可以给人们带来美好的回忆，提高人们的精神文化享受。
传统的音乐盒多是机械型的，体积笨重，发音单调，不能实现批量生产。
本文设计的音乐盒是以单片机为核心元件的电子式音乐盒，体积小，重量轻，能演奏和旋音乐，功能多，使用方便，可以批量生产，具有一定的商业价值。
关键词：AT89C51 单片机，方波，音调目录1 绪论 (1)1.1设计简述 (1)1.2设计目的 (1)1.3主要问题 (1)1.4 技术指标 (1)2 设计方案简述 (2)2.1 设计功能要求 (2)2.2 总体设计原理 (2)2.3 总体设计框图 (2)3 硬件电路设计 (3)3.1 硬件电路 (3)3.2 时钟复位电路 (3)3.3 按键输入电路 (4)3.4 输出显示电路 (4)3.5 整体硬件电路 (5)3.6 原理说明 (6)3.7 键盘按键 (6)4 软件设计 (7)4.1 设计源程序代码（见附录） (7)4.2程序设计流程图 (7)5 仿真 (8)6 设计结果及分析 (10)总结 (11)致谢 (12)参考文献 (13)附录 (14)1 绪论1.1设计简述本文设计的音乐盒，是基于单片机设计制作的电子式音乐盒。
与传统的机械式音乐盒相比更小巧，音质更优美且能演奏和弦音乐。
电子式音乐盒动力来源是电池，制作工艺简单，可进行批量生产，所以价格便宜。
数字音乐盒的设计
电子技术课程设计《数字音乐盒》课程设计报告院（系）名称信息工程学院专业班级10级测控技术与仪器学号 6学生姓名刘祖林指导教师杨全玖目录第一章摘要 (1)第二章概述............................................ 错误!未定义书签。
第一节单片机总体功能简介 (3)第二节AT89C51芯片功能和硬件 (4)第三节功能键介绍 (5)第三章系统总体方案及硬件设计 (5)第一节系统设计要求 (5)第二节总体设计方案 (5)第三节系统硬件设计 (6)第四节软件设计................................ 错误!未定义书签。
第四章程序设计流程图 .......................... 错误!未定义书签。
第五章P ROTEUS功能仿真 (8)总结 ........................................................ 错误!未定义书签。
致谢 (9)附1原程序代码..................................... 错误!未定义书签。
附2系统原理图 (14)第一章摘要本设计是基于51系列单片机，蜂鸣器，数码管LED的数字音乐盒设计，通过利用I/o一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏各种乐曲（本设计为四首，若有必要，可以增加），可以通过功能键来选择乐曲，暂停，播放，前进，后退等功能。
音乐盒的电路设计过程在硬件与软件方面进行同步。
其中，硬件方面选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，时钟采用12MHZ晶体振荡电路。
软件方面，从分析电路各个功能子模块的功能、流程图设计，在到程序的编写设计均进行了综合的考虑。
编成语言从程序总体设计以及高效性的硬件方面考虑，采用汇编语言进行编写。
在设计的同时对单片机的理论基础和外围扩展知识进行了比较全面复习与准备。
在硬件与软件设计时，没有良好的基础知识和实践经验会受到很大的限制，每项功能实现时需要那种硬件，程序该如何编写，如何调试等，没有一定的基础就不可能很好的实现。
数字音乐盒
数字音乐盒作者:高柱设计题目：数字音乐盒设计要求：1.利用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏乐曲（最少三首乐曲，每首不少于30秒）2．采用LCD显示信息3．开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号（或名称）4．可通过功能键选择乐曲，暂停，播放。
5．选作内容：显示乐曲播放时间或剩余时间硬件电路：本设计中用到了89C51单片机，4*4键盘，蜂鸣器，16*2 LCD，原理说明：当键盘有键按下时，判断键值，启动计数器T0，产生一定频率的脉冲，驱动蜂鸣器，放出乐曲。
同时启动定时器T1，显示乐曲播放的时间，并驱动LCD,显示歌曲号及播放时间。
也可在LED显示歌曲号。
（1）硬件电路中用P1.0~P1.7控制按键，其中P1.0~P1.3扫描行，P1.4~P1.7扫描列。
（2）用P0.0~P0.7，P2.0~P2.7控制LED,其中P0.0~P0.7控制七段码a,b,c,d,e,f,g,用P2.0~P2.7为数码管位选信号。
（3）用，P2.0~P2.2作为LCD的RS,R/W,E的控制信号。
用P0.0~P0.7作为LCD的D0~D7的控制信号。
（4）用P3.7口控制蜂鸣器。
（5）电路为12MHZ晶振频率工作，起振电路中C1,C2均为30pf。
电路图：补充：1602液晶虽然是字符型显示的液晶，但是也是可以显示简单汉字的（如年月日、星期等），另外由于是5*8点阵，所以可以根据需要也可以自己构造简单汉字显示。
实验控制流程图如下：键盘如下：0 1 2 34 5 6 78 9 A BC D E F按键功能说明：1~A：十首歌曲C：上一首歌曲D：下一首歌曲E：歌曲暂停F：开机画面程序调试中出现的问题及解决的办法：1．有时会出现程序一点错误也没有，但就是不能正常运行的现象，最后我们发行是因为程序中有的指令书写得不规范导致的，例如有的RET返回指令一定要按正确格式书写或在两行指令间最好不要留空行。
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单片机与接口技术课程设计(论文) 数字音乐盒的设计院（系）名称电子与信息工程学院专业班级通信121班学号*********学生姓名潘凤麟指导教师高影讲师起止时间：2015.7.4—2015.7.13课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：通信工程摘要单片机是把CPU、存储器和I/O接口集成在一片半导体硅片上的微型计算机。
本次课程设计所设计出的数字音乐盒就是基于单片机的一个系统。
它的的硬件电路部分采用Proteus软件进行设计，以AT89C51单片机作为主芯片，用其I/O口产生不同频率的方波来驱动蜂鸣器发出不同的音调，再配以LCD显示屏和4*4键盘实现必要的显示和控制。
软件部分采用Keil与Proteus进行联合仿真，并用汇编语言来设计程序，把用Keil生成的HEX文件写入到单片机中即可实现设计所要求的功能。
通过Proteus与Keil的联合仿真，该数字音乐盒可播放3首不同的歌曲，并可通过LCD显示屏显示歌曲名称或序号；可通过4*4键盘实现对歌曲的选择，暂停，与播放功能，故仿真结果符合设计要求。
关键词：数字音乐盒；LCD显示屏；键盘目录第1章绪论 (1)1.1 AT89C51简介 (1)1.2 仿真环境简介 (2)1.3本文研究内容 (3)第2章数字音乐盒硬件电路图的设计与分析 (4)2.1 总体设计方案分析 (4)2.2 数字音乐盒部分电路原理说明 (4)2.2.1 蜂鸣器驱动部分电路图与原理说明 (4)2.2.2 LCD显示部分电路图与原理说明 (5)2.2.3 键盘控制部分电路图与原理说明 (6)第3章数字音乐盒的软件设计 (7)3.1 数字音乐盒总体软件程序流程图与分析 (8)3.2 数字音乐盒各子程序的设计与分析 ......................... 错误!未定义书签。
3.2.1 系统初始化子程序设计与分析 (9)3.2.2 LCD显示子程序设计与分析 (10)3.2.3 蜂鸣器频率控制子程序设计与分析 (11)3.2.4 键盘控制子程序设计与分析 (11)第4章仿真结果与分析 (12)4.1 仿真结果 (12)4.2 仿真步骤与结果分析 (13)第5章总结 (16)参考文献 (17)附录Ⅰ (18)附录Ⅱ (19)附录Ⅲ (20)第1章绪论1.1 AT89C51简介所谓单片机，是指把CPU、存储器和I/O接口集成在一片半导体硅片上的微型计算机。
单片机的始祖是由Intel公司所开发出的MCS-51系列单片机。
在20世纪80年代中期以后，Intel公司以专利转让或技术交换的形式把其开发单片机的内核技术转让给了许多半导体芯片生产厂家，ATMEL公司就是其中之一，它开发出的AT89C51单片机被人们广泛地应用于生活与生产当中。
下面分别简要介绍AT89C51的硬件结构及引脚。
AT89C51单片机的硬件结构如下图1.1所示，主要由8大部分构成：1个8位的微处理器，完成运算与控制功能；片内128B的数据存储器，可扩展至片外64KB；64KB 的程序存储器，其类型是Flash ROM,它的读写速度非常快，电擦除次数可达到10000次；4个8位的可编程并行I/O口（P0,P1,P2,P3)，可提供地址总线，数据总线，以及控制总线；1个全双工的串行口；2个16位的定时/计数器（T0，T1)；中断系统：包含5个中断源(外部中断0，定时器T0，外部中断1，定时器1，串行口中断）和2个中断优先级（低级，高级）；21个特殊功能寄存器。
图1.1 AT89C51硬件结构图AT89C51的引脚采用40引脚双列直插式封装（DIP）方式，如下图1.2所示，按照功能可将其分为3类：一是电源及时钟引脚：VCC，VSS，XTAL1，XTAL2，二是控制引脚：PSEN，ALE，EA，RST，三是I/O口引脚：P0，P1，P2，P3，为4个8位I/O 口的外部引脚。
图1.2 AT89C51引脚分布图1.2 仿真环境简介本次课程设计采用Proteus与keil进行联合仿真。
Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。
它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus 可以完成从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路的协同仿真，并能够一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计，是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。
Proteus的处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、A VR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。
在编译方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译器。
Keil 是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言/汇编语言软件开发系统。
Keil提供了包括编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，并通过一个集成开发环境（μVision）将这些部分组合在一起。
把在Keil中编译，连接，运行后生成的十六进制HEX文件写入到用Proteus绘制出的硬件电路图的单片机中，启动电路后，即可完成仿真。
1.3本文研究内容本文研究的是基于单片机的数字音乐盒设计，经过对资料的查找和分析，我拟出了满足如下技术要求的设计方案。
硬件电路部分用Proteus软件来绘制，软件部分采用Keil 软件，并基于汇编语言来进行程序设计。
在仿真时，通过Proteus与Keil的联合仿真，得到了满足设计要求的结果。
第2章 数字音乐盒硬件电路图的设计与分析2.1总体设计方案分析本次课程设计所设计出的数字音乐盒在硬件电路上主要包括3大部分：蜂鸣器驱动部分，LCD 显示部分和键盘控制部分。
它的总体方案框图如下图2.1所示。
蜂鸣器驱动部分是采用AT89C51单片机的P3.7引脚产生不同频率的方波，从而去控制蜂鸣器发出不同的音调，这样就可以完成对一首歌曲的播放。
LCD 显示部分采用LM032L 作为液晶显示器，并用AT89C51的P0.0~P0.7引脚去控制LCD 来完成乐曲名称或序号的显示。
键盘控制部分采用4*4键盘，并用AT89C51的P1.0~P1.7引脚进行控制，以完成对歌曲的选择，暂停与播放功能。
下面分别对各硬件电路图作以简要的介绍与分析，总电路原理图将在附录Ⅱ中给出。
图2.1 数字音乐盒总体设计方案框图2.2 数字音乐盒部分电路原理说明2.2.1 蜂鸣器驱动部分电路图与原理说明蜂鸣器驱动电路部分的原理采用AT89C51的P3.7引脚产生不同的频率方波去驱动蜂鸣器发出不同的音调。
这些不同的音调由软件设计部分中不同的数码来实现，这些不同的数码就表示不同的频率成分，这些频率成分就会去驱动蜂鸣器发出不同的音调，从而完成对一首歌曲的播放。
蜂鸣器驱动部分的电路图如下图2.2所示。
蜂鸣器LCD 液晶显示系统键盘控制系统 AT89C51单片机图2.2数字音乐盒蜂鸣器驱动部分示意图2.2.2 LCD显示部分电路图与原理说明LCD是液晶显示器的缩写，它是一种被动式的显示器，即液晶本身并不发光，而是利用液晶经过处理后能够改变光线通过方向的特性，从而达到白底黑字或黑底白字显示的目的。
液晶显示器具有低功耗、抗干扰能力强等优点，因而被广泛应用在仪器仪表和控制系统中。
而被广泛地应用在各类单片机系统中的显示模块是点阵字符型LCD显示器，它的模块电路框图如下图2.3所示。
图2.3字符型LCD模块的电路框图如图2.3所示，字符型LCD模块的电路图由控制器HD44780、驱动器HD44100及几个电阻和电容组成。
HD44100用作扩展字符显示。
该电路模块共有14个引脚，其中8条数据线，3条控制线，3条电源线，通过单片机写入模块的数据和命令，就可以对显示方式和显示的内容作出选择。
如本次课程设计中所设计的LCD显示部分，它的电路原理图如下图2.4所示。
它采用P0.0~P0.7引脚去控制LCD显示屏，再通过对应的软件指令的设计，即可令显示屏显示歌曲的名称或序号。
图2.4数字音乐盒LCD显示部分示意图2.2.3 键盘控制部分电路图与原理说明常用的键盘接口分为独立式键盘接口和行列式键盘接口。
独立式键盘接口适用于按键较少或操作速度较高的场合，而行列式键盘适用于按键数目较多的场合。
由于本次课程设计要求能够播放至少3首歌曲，同时要能实现歌曲的暂停与播放功能，故选择按键数目较多的行列式键盘。
行列式键盘的键盘结构如下图2.5所示，它由行线和列线组成，而各按键在行、列线的交叉点上。
行线通过上拉电阻接到+5V电源上。
在无按键按下时，行线处于高电平状态；当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。
列线的电平如果为低，则行线电平为低；列线的电平如果为高，则行线的电平也为高，这一点是识别行列式键盘是否按下的关键所在。
图2.5 行列式键盘原理图本次课程设计所采用的键盘控制系统的原理框图如图下图2.6所示。
它使用4*4键盘，并用P1.0~P1.7引脚进行控制，与AT89C51的中断系统相结合，并用软件进行编程后，就可实现对乐曲的播放与暂停功能。
图2.6 数字音乐盒键盘控制部分示意图第3章 数字音乐盒的软件设计3.1数字音乐盒总体软件程序流程图与分析数字音乐盒的三大主要硬件部分为蜂鸣器驱动部分，LCD 显示部分以及键盘控制部分。
故按照此硬件构造，可以设计出如下图3.1所示的总体程序流程图。
在软件运行之前，第一步操作就是要对系统进行初始化操作。
初始化完毕后，即可开始设计系统的核心功能部件，即LCD 的显示和音乐的播放，最后就是键盘控制程序的设计，由于键盘既要控制LCD 显示对应的歌曲名称或序号，又要控制蜂鸣器去播放不同的歌曲，所以把键盘控制程序写在LCD 显示程序设计和蜂鸣器频率控制程序设计的下方，且箭头都指向它。
键盘的每次按下都相当于产生了一次中断，故除上述核心程序外，该软件设计还包含一系列的中断子程序，用以完成对歌曲的选择，播放，暂停功能。
下面对除中断子程序外的其他核心程序分别作以简要介绍，而包含全部程序的程序清单将在附录Ⅲ中给出。
图3.1 数字音乐盒总体程序流程图系统初始化子程序设计 LCD 显示子程序设计蜂鸣器频率控制子程序设计键盘控制子程序设计系统初始化子程序设计键盘控制子程序设计3.2数字音乐盒各子程序的设计与分析3.2.1 系统初始化子程序设计与分析系统的初始化操作包括对所使用端口的定义与赋值，汇编起始地址的赋值，中断子程序入口地址的赋值，堆栈的初始化以及LCD显示屏的初始化。