电子音乐盒设计方案
智能数字音乐盒的设计与实现
智能数字音乐盒的设计与实现林倩;李宽;朵玉顺【摘要】随着科技的飞速发展,人们的生活节奏越来越快,多数人长期处于压力过大的状态.音乐对于调节人的心理压力来说是一种很有效的方式,因此,各式各样的音乐盒开始普及.由于容量大、操作方便、价格便宜等优点,数字音乐盒逐渐成为人们的首选.这里以电子技术为基础,设计了一款数字音乐盒.它以单片机为核心,主要由外围控制电路、外接电路、发声电路、电源电路等组成整个系统.音乐的播放可用按键或者红外遥控器实现,同时还可以播放外接设备中的音乐.该系统电路结构简单、功能强大、具有很强的实用性;软件设计简便易懂,适用范围广,具有广泛的可移植性,对于不同音乐只需改变相应的程序即可.此外,系统还扩展了部分功能,设计了外接播放设备的接口,人们可以随意切换自己喜欢的音乐.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2019(043)006【总页数】5页(P46-50)【关键词】单片机;音乐盒;智能;电路【作者】林倩;李宽;朵玉顺【作者单位】青海民族大学物理与电子信息工程学院,青海西宁810007;青海民族大学物理与电子信息工程学院,青海西宁810007;青海民族大学物理与电子信息工程学院,青海西宁810007【正文语种】中文【中图分类】TP368.11 引言音乐盒的起源可以追溯到中世纪欧洲文艺复兴时期，有着几百年的发展历史，是人类文明发展史上的一个见证。
传统音乐盒也就是机械式音乐盒，被称为“可发出声音的组钟”，由金属的撞击而产生声音，因此发音比较单调[1]。
同时，由于制作要求较高，造成制造成本过高，不能进行批量生产。
随着科技的迅速发展，基于电子技术的数字音乐盒已经以各种形式取代了传统音乐盒。
这里以单片机技术为核心设计了一款智能数字音乐盒[2]。
这种以微控制器为核心的数字音乐盒具有功能强大、体积小、价格低廉、使用方便等优点，可以在很多领域得到广泛的应用。
2 系统总体设计2.1 系统构架的设计思路这里以STC89C52单片机为控制核心构成数字音乐盒的基本系统结构,加上外围的控制电路、外接电路、发声电路、电源电路，共同组成整个系统[3]。
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【摘要】本文主要介绍了一款基于单片机的音乐盒的设计与实现过程。
在首先介绍了背景信息，说明了音乐盒在现代社会的重要性。
接着阐述了研究意义和研究目的，明确了本文的目标。
在详细介绍了硬件设计和软件设计的过程，包括音乐盒的整体架构和功能模块设计。
然后给出了实现步骤和系统测试的过程，确保音乐盒的正常运行。
最后对功能进行了优化，提升了用户体验。
在对设计过程进行了总结，展示了最终的成果，并展望了未来可能的改进方向。
通过本文的研究，可以为基于单片机的音乐盒设计提供一定的参考和借鉴价值。
【关键词】引言、背景介绍、研究意义、研究目的、硬件设计、软件设计、实现步骤、系统测试、功能优化、设计总结、成果展示、展望未来、音乐盒设计、单片机、制作、音乐播放、电路设计、程序编写、测试验证1. 引言1.1 背景介绍音乐盒是一种可以播放美妙乐曲的小型装置，通常由盒体、发声装置和旋钮组成。
随着科技的发展，传统的机械音乐盒逐渐被电子音乐盒所取代。
基于单片机的音乐盒设计与实现，正是将现代科技与传统音乐结合的产物。
基于单片机的音乐盒设计与实现，可以通过预先编程的方式实现多种音乐的存储和播放，同时可以实现音乐的自动循环和定时播放等功能。
这不仅增加了音乐盒的灵活性和功能性，也为人们提供了更加便利和多样化的音乐享受方式。
基于单片机的音乐盒设计与实现具有重要的研究意义和实际应用价值。
通过本篇文章的介绍，我们将深入探讨基于单片机的音乐盒设计与实现，为读者呈现一个全面的设计方案和实现步骤。
1.2 研究意义音乐盒是一种古老而具有浓厚艺术氛围的音乐播放器，它通过装置内置的音乐盘或者转动式音梭使得音乐发声。
在现代科技的不断发展下，基于单片机的音乐盒设计与实现成为了一个新的研究领域。
这种音乐盒不仅能够实现传统音乐盒的功能，更能够通过单片机的强大功能实现更多高级的音乐播放功能。
研究基于单片机的音乐盒设计与实现具有重要的意义。
基于单片机的音乐盒在硬件设计和软件设计上更加灵活多样，可以实现更多种类的音乐播放方式。
《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。
基于单片机实现的音乐盒设计
摘要本设计是采用单片机为核心设计的数字音乐盒。
具体硬件电路包括：AT89C2051单片机、音频发生器、音频放大器、按键电路、复位电路、时钟电路。
本音乐盒可以播放三首音乐，通过软件程序来控制单片机内部的定时器使其产生音乐频率，演奏出优美动听的音乐同时，用户通过选择按键电路来选择自己喜欢的音乐，同时具有播放\暂停功能。
与传统的机械式音乐盒相比，用单片机设计的音乐盒体积更小巧，且制作工艺简单，音质更优美能演奏出和弦音乐。
关键词：音乐盒AT89C2051播放\暂停AbstractThis design is used as the core design of single chip digital music box. Specific hardware circuit includes: AT89C2051 microcontroller, audio generator, audio amplifier, keypad circuit, reset circuit, clock circuit. The music box can play three songs, through the software program to control the microcontroller's internal timer frequency to produce music, playing the beautiful sounds of music at the same time, the user by selecting the button circuit to select your favorite music, both play \ pause function. With the traditional mechanical music box than a music box with a single chip design is more compact size and simple fabrication process, can play a sound more beautiful polyphonic music.Keywords: music box AT89C2051 Broadcast \ pause目录摘要 (i)Abstract (i)第一章绪论 (1)第一节选题目的及国内外发展情况 (1)一、选题目的 (1)二、国内外发展情况 (1)第二节设计所研究的内容及所做工作 (2)第二章方案论证 (3)第一节设计方案 (3)第二节设计方案的确定 (4)第三章音乐盒的硬件系统设计 (5)第一节音乐盒的硬件电路设计框图 (5)第二节控制系统的设计 (5)一、AT89C2051介绍 (5)二、时钟电路设计 (8)三、复位电路的设计 (10)第三节音频放大器的设计 (13)一、音频放大器的作用 (13)二、LM386的性能介绍 (13)第四节按键选择输入电路 (15)一、键盘接口设计 (15)二、按键识别方式 (16)三、键盘模块处理方式 (17)四、键盘设计实用技巧 (19)第四章音乐盒的软件系统设计 (20)第一节音符盒的发音原理 (20)一、音符频率 (20)二、音符节拍 (21)三、建立曲谱编码表 (23)第二节程序模块设计 (24)一、主程序模块设计 (24)二、音乐部分模块设计 (25)三、外部中断模块设计 (30)四、定时器模块设计 (31)第五章软硬件调试 (33)第一节硬件调试 (33)第二节软件调试 (34)第三节性能分析 (35)第六章抗干扰措施 (36)第一节干扰的来源及后果 (36)一、干扰的来源 (36)二、干扰产生的后果 (36)第二节硬件抗干扰设计 (37)第三节软件的抗干扰设计 (38)结束语 (39)参考文献 (40)附录一：音乐盒硬件电路原理图 (41)附录二：程序 (42)外文资料 (47)中文翻译 (53)致谢 (58)第一章绪论第一节选题目的及国内外发展情况一、选题目的通过设计电子音乐盒这个系统，有利于进一步巩固单片机的知识，将所学知识综合运用到实际当中来，并且提高自身的设计能力、动手操作能力以及解决问题的能力。
数字音乐盒设计
基于51单片机的可控数字音乐盒设计摘要本文是一篇基于AT89C51单片机的可控数字音乐盒的程序设计。
该音乐盒是一个依据单片机技术原理，通过PROTEUS仿真软件对硬件电路进行仿真制作以及利用KEIL软件对音乐盒源程序进行C语言编译，而设计制作出的一个多功能数字音乐盒。
该音乐盒通过控制单片机内部的定时器来产生不同频率的方波，驱动喇叭发出不同音调的音乐。
该程序通过把乐谱转化成相应的定时常数来驱动发音设备演奏出悦耳动听的音乐。
本音乐盒一共设计了五首歌曲，同时还设计了三种LED彩灯的变化花样。
在演奏歌曲时彩灯随音调闪烁。
在停止演奏歌曲时三种彩灯花样开始闪烁。
歌曲和花样均可随意切换。
与此同时，数码管也不断变化数字，以此显示歌曲和彩灯花样的序号。
关键词：数字音乐盒；AT89C51；KEIL；PROTEUS；数码管目录1前言------------------------------------------------------------------------------------------------------1 2单片机和音乐盒硬件的功能------------------------------------------------------------------------2 2.1AT89C51芯片的功能----------------------------------------------------------------------------2 2.2音乐盒的硬件及其功能-------------------------------------------------------------------------4 3数字音乐盒的主体设计方案------------------------------------------------------------------------5 3.1音乐盒的主体结构-------------------------------------------------------------------------------5 3.2 主设计软件的介绍-------------------------------------------------------------------------------53.2.1编程软件KEIL的简介-----------------------------------------------------------------53.2.2 仿真软件PROTEUS的简介-----------------------------------------------------------64 音乐盒硬件设计---------------------------------------------------------------------------------------8 4.1总设计框图----------------------------------------------------------------------------------------8 4.2 各部分硬件的作用-------------------------------------------------------------------------------84.2.1时钟振荡电路------------------------------------------------------------------------------84.2.2 LED和数码管的设计--------------------------------------------------------------------95 音调和节拍的设计-----------------------------------------------------------------------------------11 5.1 音调和节拍的设计以及音乐基础知识------------------------------------------------------115.2 音调和节拍的编码------------------------------------------------------------------------------136 源程序设计--------------------------------------------------------------------------------------------14 6.1音乐程序------------------------------------------------------------------------------------------14 6.2 LED花样程序-------------------------------------------------------------------------------------15 6.3 数码管程序---------------------------------------------------------------------------------------16 7数字音乐盒总设计图--------------------------------------------------------------------------------17 7.1 仿真总设计图------------------------------------------------------------------------------------17 7.2 实物总设计图------------------------------------------------------------------------------------18 8结论-----------------------------------------------------------------------------------------------------19 参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------------20 致谢--------------------------------------------------------------------------------------------------------21 附录A总程序源代码及注释-------------------------------------------------------------------------221 前言随着科技越来越发达，单片机技术也越来越纯熟，单片机的应用也越来越广泛，可以说几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
数字音乐盒设计说明
文理学院综合课程设计（一）Integrated Curriculum Design（1）所在院系信息工程系专业名称电子信息工程班级1001题目数字音乐盒设计指导教师成员数字音乐盒的设计1 设计目的（1）熟悉用于单片机C语言的一些用法。
（2）掌握单片机的基本功能。
（3）了解程序是如何控制硬件。
2 设计思路音乐部分用控制I/O口高低电平变化的快慢来改变发出音符的频率（即不同唱名的音）按键部分利用中断来控制播放/暂停、上曲/下曲功能3 设计过程3.1方案论证该程序总体分为三个部分：音乐部分、按键部分、显示部分。
音乐部分实现不用频率不同节拍的音构成完整曲目；按键部分实现播放/暂停（key1）、上曲/下曲功能；(key2/key3)显示部分实现开机问候语和曲目播放中曲名的显示；3.2程序设计音符部分：while(x<uchar a)//此处uchar a填的数决定音符响的时长，uint b填的数决定音符频率{speaker=1;delayus(uint b);speaker=0;delayus(uint b)}x=0;按键部分（播放/暂停）void keyscan(){if(key1= =0){delayms(10);if(key1= =0){ET0=~ET0;//通过控制中断开关ET0来实现播放暂停}}上一曲/下一曲部分}void T0_time()interrupt 1{LCD部分程序(显示歌曲状态为暂停)while(1){if(key1= = 0){delayms(10);if (key1= =0)}LCD 部分程序break;}}void INT0_time()interrupt 0 {keyscan();}按键部分（上曲/下曲）{key1 部分if（key2= =0）{delayms(10);if(key2= =0){n--;if(n= =0)n=3;}}if(key3= =0){delayms(10);if(key3= =0){n++;if(n= =4)n=1;}}}while(x<uchar a){speaker=1;delayus(uint b);if(n!=c)//c填的是曲目序号break;speaker=0;delayus(uint b);if(n!=c)break;}4程序调试与结果分析4.1程序调试在程序没有写完之前，如果前面声明了子函数，但是后面没有用到的话，会出现警告。
基于AT89C52单片机的音乐盒设计方案
1/4和1/8节拍的时间设定
曲调值
DELAY 曲调值 DELAY
调4/4
125毫秒
调4/4 62毫秒
调3/4 调2/4
187毫秒 250毫秒
调3/4 94毫秒 调2/4 125毫秒
对于单片机来说，产生不同频率的脉冲是非
常方便的，利用单片机的定时/计数器来产生这样
的方波频率信号。因此，需要弄清楚音乐中的音
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传统音乐盒
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设计任务及要求
本设计是以AT89C52芯片的电路为基础，外
部加上放音设备，以此来实现音乐盒的硬件电
路，通过软件程序来控制单片机内部的定时器
■设 使其演奏出优美动听的音乐。用户可以按照自
■计 己的喜好选择音乐并将其转化成机器码存入单
■任 片机的存储器中。该系统具有很好的通用性，
21
基于AT89C52单片机的音乐盒设计
论文结构
1 2 3 4 5
■课题意义、任务及要求 ■应用软件简介 ■设计方案 ■设计结构 ■系统电路图
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设计意义
传统的音乐盒多是机械音乐盒，其工作原理是通过齿 轮带动一个带有铁钉的铁桶转动,铁桶上的铁钉撞击铁 片制成的琴键，从而发出声音但是，机械式的音乐盒体 积比较大，比较笨重，且发音单调。水、灰尘等外在因 素，容易使内部金属发音条变形，从而造成发音跑调。 另外，机械音乐盒放音时为了让音色稳定,必须放平不 ■设 能动摇，而且价格昂贵，不能实现大批量生产。 ■计 本文设计的音乐盒，是基于单片机设计制作的电子 ■意 式音乐盒。与传统的机械式音乐盒相比更小巧，能演奏 ■义 多个曲目且携带方便。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，且价格便宜。基于单 片机制作的电子式音乐盒，控制功能强大，可根据需要 选歌，使用方便。根据存储容量的大小，可以尽可能多 的存储歌曲。另外，可以设计彩灯外观效果，使音乐盒 的功能更加丰富。
基于单片机的带流水灯的音乐盒设计解析
前言本次课程设计是一个基于AT89C51系列单片机的音乐盒的设计，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和led显示电路组成。
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3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。
该音乐盒使用c语言编程和汇编语言相结合，程序段使用C语言，歌曲音谱和led显示花样使用汇编语言。
目录绪论 (1)1.设计题目要求 (2)1.1课题意义 (2)1.2设计目的 (2)1.3设计要求 (2)2 方案设计及硬件设计及其原理 (2)2.1方案设计和硬件设计 (2)2.1.1系统总体方案设计 (2)2.1.2音乐盒设计 (3)2.1.3硬件总体设计 (3)2.1.4硬件仿真图及功能 (4)2.2相关知识，原理和理论介绍 (5)2.2.1 AT89C52简介 (5)2.2.2 LED显示电路设计与原理 (5)2.2.3 时钟振荡电路 (5)2.2.4 花样灯3种花样图 (6)3软件设计 (7)3.1音调、节拍以及编码的确定方法 (7)3.1.1音调的确定 (7)3.1.2节拍的确定 (8)3.1.3编码 (9)3.2软件程序设计 (10)3.2.1主程序流程图 (10)3.2.2播放音乐子程序设计 (13)3.3调试成果 (15)4心得体会 (15)参考文献 (17)附录 (18)绪论21世纪，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
随着科学技术的进步和社会的发展，人类所接触的信息也在不断增加并且日益复杂。
单片机电子琴音乐盒课程设计
软件优化不够
虽然我们实现了基本的功能，但 在软件算法的优化方面还存在不 足，如音符播放的流畅度、音乐
格式的兼容性等还有待提高。
测试与验证不充分
在课程设计中，我们对音乐盒的 测试与验证工作不够充分，未能 全面覆盖各种使用场景和异常情 况，导致在实际应用中出现了一
些问题。
未来发展趋势预测
，在各个领域得到了广泛应用。
02
音乐教育的普及
音乐教育逐渐受到人们的重视，越来越多的人希望通过各种方式学习和
欣赏音乐。
03
创意礼品的市场需求
在礼品市场中，具有创意和个性化的产品越来越受到消费者的青睐，电
子琴音乐盒作为一种将音乐与工艺品相结合的创意礼品，具有很大的市
场潜力。
目的和意义
01
提高学生实践能力
改进建议
针对发现的问题和性能瓶颈，提出具体的改进措施，如优化算法、更换更高性能的元器件 等。同时，也可以提出新的功能或设计思路，以完善和提升系统的整体性能。
PART 06
课程设计总结与展望
REPORTING
课程设计成果总结
1 2 3
实现基本功能
成功设计并制作了一个基于单片机的电子琴音乐 盒，实现了基本的音符播放、音乐播放和控制功 能。
智能化发展
随着人工智能技术的不断发展，未来的电子琴音乐盒有望 实现更加智能化的功能，如语音识别、自动演奏等。
多功能集成
为了满足用户多样化的需求，未来的电子琴音乐盒可能会 集成更多功能，如录音、编曲、教学等。
绿色环保
随着环保意识的日益增强，未来的电子琴音乐盒在设计和 生产过程中将更加注重环保和节能，采用更环保的材料和 更高效的能源利用方案。
播放功能测试
基于c51单片机音乐盒设计.
基于c51单片机音乐盒设计.音乐盒是一种通过内置于其中的机械结构或者电流来制造音乐的一种装置，它是一种完全可以自己动手制作的小型装置。
音乐盒可以引起大家的兴趣，并且对于音乐爱好者而言，它更是不可或缺的工具。
而在本文中，我们将介绍一种基于c51单片机的音乐盒设计方案。
首先，我们需要了解c51单片机的一些基本特性和特点，这样才能更好地去理解音乐盒的设计方案。
c51单片机是一种非常常见的单片机，它具有操作简单，可扩展性强，代价低廉等特点，在市场中被广泛的应用在各种电子产品中。
基于c51单片机的音乐盒设计方案主要包括硬件部分和软件部分，接下来我们将详细介绍这两部分的内容。
硬件设计：1、音源部分音乐盒的核心部分是音源，所以我们需要采用一种高质量、高保真度的音源。
音源可以采用蜂鸣器、扬声器等。
2、时钟部分c51单片机的时钟部分是控制器的基础。
我们采取计数器，通过方波的输出频率来控制计数器进行计数，并通过定时器来实现时钟的计数。
时钟部分包括一定的高级电路，这些电路包括晶振、电容、电阻等等。
3、输入输出端口为了方便对音乐盒进行控制，我们需要在音乐盒中设置一些输入输出端口，这些端口可以通过外部设备来实现，可以通过按键来控制音乐盒的运作。
1、程序框架首先，我们需要确定程序的框架。
程序框架分为以下几个部分，包括时钟设置、中断处理、函数处理、主函数等。
时钟设置部分主要包括两个功能：时钟的计时和频率控制。
这些设置应该与硬件的时钟部分配合符合音乐节拍和时间的要求，通过设计、调整达到准确、稳定的效果。
3、中断处理音乐盒的中断处理部分是整个程序的核心，它包括多种中断请求，包括时钟中断、按键事件中断等。
这些中断请求可以被设置成高优先级或低优先级，以实现更好的控制效果。
4、功能处理对于在音乐盒运行中，需要频繁进行操作的函数，我们应该单独设置一个处理函数，并将其函数调用编入到主函数中。
5、主函数最后，我们需要编写主函数，以实现音乐盒在不同的运行模式中切换，及处理各种异常情况。
单片机课程设计-基于单片机的数字音乐盒设计
湖南铁路科技职业技术学院单片机课程设计题目：基于单片机的数字音乐盒设计专业：机电一体化系部：机械工程系姓名：班级：309-2班湖南铁路科技职业技术学院单片机课程设计说明书基于单片机的数字音乐盒设计任务书一、任务设计一款基于AT89C51单片机的数字音乐盒。
二、设计要求（1）利用单片机的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）共有10首音乐，每首乐曲都由相应的按键控制，并有开关键、暂停键、上一曲及下一曲控制键；（3）利用LCD液晶显示歌曲的序号、播放时间，开机时显示英文欢迎提示字符。
湖南铁路科技职业技术学院单片机课程设计说明书目录任务书 (1)目录 (2)1 概述 (5)1.1单片机数字音乐盒有关介绍 (5)1.2LED显示屏控制技术状况 (9)1.3本设计任务 (10)2总体方案论证与设计 (12)2.1单片机的选取 (12)2.2LED显示方式 (13)2.3LED驱动模块 (13)2.4系统总体结构框图 (14)3 系统硬件设计 (15)3.1AT89C51芯片功能和硬件连接 (15)3.2LED显示器 (18)3.3键盘 (19)3.4系统复位电路的设计 (20)3.5时钟电路模块 (20)3.6输出显示电路 (21)3.7音频输出部分 (21)3.8整体硬件电路 (23)4系统软件设计 (25)4.1主模块的设计 (25)4.2外部中断源系统设计 (26)4.3基本显示模块设计 (27)4.4系统初始化程序 (28)湖南铁路科技职业技术学院单片机课程设计说明书4.5音调、节拍以及编码的确定方法 (28)4.6程序流程图 (33)4.7文档顶端程序清单 (35)5 调试结果 (46)5.1系统总电路图 (46)5.2运行结果及分析 (46)总结 (48)参考文献 (49)湖南铁路科技职业技术学院单片机课程设计说明书1 概述传统的音乐盒多是机械音乐盒，其工作原理是通过齿轮带动一个带有铁钉的铁桶转动,铁桶上的铁钉撞击铁片制成的琴键，从而发出声音。
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。
电子音乐盒设计方案
电子音乐盒设计方案第1章绪论音乐盒的起源，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”。
音乐盒悠扬的乐声，经常勾起人们对美好往事的回忆，甚至魂牵梦萦，坠入时光岁月的追忆中。
300多年来席卷全球市场的机械音乐盒的最大魅力，也许就在于它能将抽象的音乐，凝固成具象的艺术品。
成为人们表达美好情感，追思逝去岁月的最佳选择吧！机械音乐盒的发展史，可追溯至14世纪初期，所发明挂在教堂钟楼上的排钟,这种用发条装置来演奏的乐器，能发出清脆如水晶般的乐声，一度风靡荷兰，比利时和法国北部。
1811年以来，瑞士曾经是这项技艺的中心，它和瑞士钟表工业一样，两者相辅相成，一段时间名领风骚，称霸全球。
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。
音乐盒的分类：18音，30音，这些是代表音乐盒机芯的音数，其实也就是机芯里面，那一排钢条的数量，钢条的数量越多，也就是音数越高，奏出来的音色就越丰富，曲子也就是越好听，同时曲子的播放时间也相应长一点。
一般18音的曲子为25秒左右，30音的曲子为35秒左右。
50音的差不多有60秒。
目前来说，一般市面上卖的“爱丽丝”都是18音的，其次是30音，50音。
此次设计的目的就是运用单片机来设计一套控制系统，来完成音乐播放的控制，并设计一套硬件来进行音调播放的实际模拟，从而有欣赏音乐的效果。
第2章音乐盒总体设计2.1 设计功能要求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，从而演乐曲(存六首乐曲)。
2.采用七段数码管显示当前播放的歌曲序号。
音乐盒设计报告
音乐盒设计报告引言音乐盒是一种传统的音乐装置，通过旋转手柄，音乐盒能够播放预先设置的音乐曲目。
在现代科技的发展下，电子音乐盒也逐渐兴起，以更加便捷和多样化的方式带给人们美妙的音乐享受。
本文将介绍设计一个电子音乐盒的过程和结果。
设计目标本次设计的电子音乐盒旨在实现以下目标： 1. 小巧便携：能够轻便地携带，随时随地享受音乐； 2. 多样音乐：能够存储和播放不同的音乐曲目，满足不同用户的需求； 3. 简单操作：操作简便，方便用户选择和播放音乐； 4. 好听音质：提供高质量的音频输出，保证音乐的美妙效果； 5. 耐用可靠：设计结构合理，能够保证长时间的使用寿命。
设计方案系统结构设计的电子音乐盒主要由以下组件构成： 1. 控制电路板：控制音乐播放和操作界面； 2. 存储器：存储音乐文件； 3. 播放装置：转动装置和音频输出设备。
控制电路板控制电路板是整个音乐盒的核心部分，负责处理用户的操作指令，控制音乐的播放和切换。
控制电路板采用嵌入式系统设计，集成了微处理器、存储器和输入输出接口。
通过设计合理的电路布局和优化算法，确保音乐盒的性能和稳定性。
存储器存储器用于存储音乐文件，通过存储器，用户可以随时切换不同的音乐曲目。
存储器采用固态存储器（例如闪存），具有较大的容量和高读写速度。
同时，存储器还需要设计合理的文件系统，方便用户管理和添加音乐文件。
播放装置为了实现音乐的播放，播放装置包括转动装置和音频输出设备。
转动装置通过电机和齿轮系统实现，根据用户旋转手柄的操作，转动装置会根据音乐的节奏和时间信息进行精确控制。
音频输出设备采用高音质的耳机和扬声器，保证音乐的清晰和逼真效果。
电源为了保证音乐盒的正常使用，电子音乐盒需要一个稳定的电源。
一般常见的音乐盒采用电池供电，可以使用可充电电池或者干电池。
通过合理的电路设计，确保电池的寿命和稳定性。
设计过程需求分析在设计之前，首先需要明确用户的需求和期望。
通过市场调研和用户调查，获取用户对电子音乐盒的需求和期望，确定设计的基本要求。
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。
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电子音乐盒设计方案第1章绪论音乐盒的起源，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”。
音乐盒悠扬的乐声，经常勾起人们对美好往事的回忆，甚至魂牵梦萦，坠入时光岁月的追忆中。
300多年来席卷全球市场的机械音乐盒的最大魅力，也许就在于它能将抽象的音乐，凝固成具象的艺术品。
成为人们表达美好情感，追思逝去岁月的最佳选择吧！机械音乐盒的发展史，可追溯至14世纪初期，所发明挂在教堂钟楼上的排钟,这种用发条装置来演奏的乐器，能发出清脆如水晶般的乐声，一度风靡荷兰，比利时和法国北部。
1811年以来，瑞士曾经是这项技艺的中心，它和瑞士钟表工业一样，两者相辅相成，一段时间名领风骚，称霸全球。
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。
音乐盒的分类：18音，30音，这些是代表音乐盒机芯的音数，其实也就是机芯里面，那一排钢条的数量，钢条的数量越多，也就是音数越高，奏出来的音色就越丰富，曲子也就是越好听，同时曲子的播放时间也相应长一点。
一般18音的曲子为25秒左右，30音的曲子为35秒左右。
50音的差不多有60秒。
目前来说，一般市面上卖的“爱丽丝”都是18音的，其次是30音，50音。
此次设计的目的就是运用单片机来设计一套控制系统，来完成音乐播放的控制，并设计一套硬件来进行音调播放的实际模拟，从而有欣赏音乐的效果。
第2章音乐盒总体设计2.1 设计功能要求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，从而演乐曲(存六首乐曲)。
2.采用七段数码管显示当前播放的歌曲序号。
3. 可通过功能键选择乐曲，暂停，播放，上一曲，下一曲。
2.2 总体设计原理通过单片机的定时器产生一定长度的方波，方波脉冲驱动蜂鸣器发声。
要产生音频脉冲，只需算出某一音频的周期（1/音频），然后取半周期的时间定时。
利用定时器计时这个半周期时间,每当计时到后就将输出脉冲的I/O反相,然后重复计时此半周期时间再对I/O口反相,就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。
如中音D0，频率为523HZ,其周期T=1/523=1912微秒，因此只要令计数器定时1912/2=956，在每计数956次时将I/O口反相,就可得到中音D0(523HZ)。
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，在LED显示歌曲号，也可使彩灯长亮和闪烁。
数码管采用共阳极数码管，通过单片机P1口控制，实现歌曲序号的显示；功能键盘采用按键开关，通过单片机P3口控制，实现歌曲播放顺序的调换和暂停播放功能；蜂鸣器由单片机的P2口控制，实现歌曲播放；彩灯是由普通发光二极管代替，能实现单色长亮和闪烁效果。
通过按下功能键实现上一首和下一首及暂停播放，同时有数码管显示当前播放歌曲的序号，蜂鸣器播放出音乐，当播放最后一首夜曲时还伴有彩灯闪烁。
2.3 总体设计框图单片机接+5V电源供电，晶振电路产生单片机所需时钟信号，通过功能键产生外部中断，控制音乐盒的上一首和下一首曲目，再由I/O接口输出控制蜂鸣器发声，LED 显示，彩灯亮或闪烁。
另外，复位电路在于营造一个程序运行的初始状态，在程序出错时，重新启动单片机工作。
图2.3 总体设计框图编程设置好定时时间，通过编程器写入AT89S51单片机系统。
由AT89S51单片机的定时器每秒钟通过P1.0-P1.7口控制LED数码显示，复位信号由按钮输入，每按下一次，系统恢复原设定状态。
电源，晶振部分，复位电路，单片机，LED，功能键，蜂鸣器部分后面均有详细介绍。
第3章芯片的选择和介绍3.1 MCS-51系列单片机简介单片机系统是本监控系统的核心部分，数据的处理以及对试验设备的控制都由其来完成。
单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer）简称单片机。
它是在一块芯片集成了计算机的组成单元，包括中央处理CPU（Central Processing Unit）、随机存储器RAM （Random Access Memory）、只读存储器ROM（Read Only Memory）、定时器/计数器以及I/O（Input/Output）等主要的计算机部件。
虽然单片机只是一个芯片，但它具有微机系统的组成和功能特征，可谓麻雀虽小五脏俱全。
单片机经历了4位单片机、8位低档单片机、8位高档单片机、16位单片机等各个阶段，现在正向高性能、高速度、高集成度、大容量多功能、低功耗、加强I/0能力及结构兼容的32位和双CPU方向发展。
从MCS-48单片机发展到如今的新一代单片机，大致经历了三代。
如以Intel位单片机为例，这三代的划分大致如下：一代以MCS-48系列单片机为代表。
其主要的技术特征是将CPU和计算机外围电路集成到了一个芯片上，在与通用CPU分道扬镳、构成新型工业微控制器方面取得了成功，为单片机的进一步发展开辟了成功之路。
第二代以MCS-51系列的8051、8052单片机为代表。
MCS-51系列8位高档单片机是在总结MCS-48系列单片机的基础上，于80年代初推出的新产品。
第三代是Intel随后推出的MCS-96系列单片机。
与MCS-51相比，MCS-96不但字长增加一倍，而且在其他性能方面也有很大的提高，特别是芯片还增加了一个4路或8路的A/D转换器，使其具有A/D转换功能。
在这所有的系列中MCS-51系列以它较高的性能和较合理的价格仍占据着很大的市场地位。
3.2 单片机的选择单片机型号的选择是根据控制系统的目标、功能、可靠性、性价比、精度和速度等来决定的。
根据本课题的实际情况，单片机型号的选择主要从以下两点考虑；一是要有较强的抗干扰能力。
二是要有较高的性价比。
由于51系列在我国使用最广，且该系列的资料和能够兼容的外围芯片也比较多，特别是ATMEL公司2003年推出新一代89S系列单片机，其典型产品AT89S51单片机，与89C系列单片机相比具有较高的性能价格比。
故本系统采用ATMEL公司生产的AT89S51单片机作为交通灯的核心部件，该单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能COMS8位单片机，片含4KB的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和128字节的随机存取数据存储器（RAM），片置通用8位中央处理器（CPU）和FLASH存储单元，是80C51的增强型并且指令完全兼容，AT89S51新增加的功能由特殊功能寄存器完成，相信日后它将更广泛地应用于工业控制、汽车控制、智能仪器仪表及电机控制等应用领域。
3.2.1 AT89S51芯片介绍图 3.1 AT89S51芯片图3.2 管脚排列图它有40个管脚，分成两排，每一排各有20个脚，其中左下角标有箭头的为第1脚，然后按逆时针方向依次为第2脚、第3脚……第40脚，如图3.2所示AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片时钟振荡器。
管脚说明：VCC：供电电压GND：接地P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。
P1口管脚写入1后，被部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL 门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3.0 RXD（串行输入口）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（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1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）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
I/O口作为输入口时有两种工作方式即所谓的读端口与读引脚读端口时实际上并不从外部读入数据而是把端口锁存器的容读入到部总线经过某种运算或变换后再写回到端口锁存器只有读端口时才真正地把外部的数据读入到部总线上面图中的两个三角形表示的就是输入缓冲器CPU将根据不同的指令分别发出读端口或读引脚信号以完成不同的操作这是由硬件自动完成的不需要我们操心1然后再实行读引脚操作否则就可能读入出错为什么看上面的图如果不对端口置1端口锁存器原来的状态有可能为0Q端为0Q^为1加到场效应管栅极的信号为1该场效应管就导通对地呈现低阻抗,此时即使引脚上输入的信号为1也会因端口的低阻抗而使信号变低使得外加的1信号读入后不一定是1若先执行置1操作则可以使场效应管截止引脚信号直接加到三态缓冲器中实现正确的读入由于在输入操作时还必须附加一个准备动作所以这类I/O口被称为准双向口89C51的P0/P1/P2/P3口作为输入时都是准双向口接下来让我们再看另一个问题从图中可以看出这四个端口还有一个差别除了P1口外P0P2P3口都还有其他的功能RST：复位输入。