基于单片机的数字音乐盒

山东建筑大学

课程设计说明书

题目：基于单片机的数字音乐盒

课程：单片机原理及应用B课程设计院（部）：信息与电气工程学院

专业：电子信息工程

班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：高焕兵张君捧

完成日期： 2013年6月

目录

摘要 .................................................................... I

1 设计目的 (2)

2 设计要求 (2)

3 设计内容 (3)

3.1 设计原理 (3)

3.2 方案设计 (3)

3.3 电路各模块说明 (4)

3.4 器件选择 (6)

3.5．系统设计 (8)

3.6 软件设计 (8)

3.7 仿真调试及操作说明 (9)

总结与致谢 (10)

参考文献 (11)

附录 (12)

附录一：基于单片机的数字音乐盒总电路图 (12)

附录二：音乐程序 (12)

山东建筑大学信息与电气工程学院学院课程设计说明书

摘要

20世纪末，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，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。所放歌曲的节奏可以根据需要进行设置，根据存储容量的大小，可以尽可能多的存储歌曲。

本设计由由单片机AT80C51芯片和LCD显示器为核心，辅以必要的电路，构成的一个单片机电子数字音乐盒。本设计采用4*4键盘，用Protel99来画系统硬件图，采用C语言进行编程，编程后利用KEIL C51来进行编译，再生成的HEX文件装入芯片中，采用proteus软件来仿真，检验功能得以正常实现。

关键词：单片机；音乐盒；电路；播放

1 设计目的

《单片机原理及应用》是高校工程专业的一门专业基础课，该门课程具有很强的实践性。通过课程的学习，使学生掌握基本概念、基本理论和基本技能。通过本次设计使同学们掌握对单片机的控制，实现自己编程，完成专业要求。

2 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（最少储存三首乐曲，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、显示乐曲播放时间或剩余时间

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3 设计内容

3.1设计原理

设计原理：通过按键给单片机的P2口输入低电平，进而利用程序来判断是否执行某一播放功能。而利用单片机的定时器0中断来控制播放乐曲。

3.2 方案设计

本实验采用AT80S51单片机的I/O口产生一定频率的方波，配合键盘系统，时钟电路，复位电路以及液晶显示电路，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏乐曲。共有4乐曲，每首乐曲都由相应的按键控制，并且有开关键、暂停键、上一曲以及下一曲控制键。

系统总体结构框图

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3.3 电路各模块说明

3.3.1时钟电路

此系统的时钟电路设计是采用内部方式，即是利用芯片内部的振荡电路。利用12MHZ的晶振做外部时钟;AT80C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体(陶瓷)谐振器一起构成自然振荡器。外接石英晶体及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对外接电容C1，C2虽然没有什么严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温度稳定性。如果使用石英晶体，我们推荐电容使用30PF±10PF(而如果使用陶瓷振荡器建议选择40PF±10PF)。其电路图如图3-3-1所示

图3-3-1 3.3.2 复位电路

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51单片机的RST引脚是复位信号的输入端，复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡脉冲周期（即二个机器周期）以上。一般有两种复位方式：上电复位和手动复位。复位电路图如图3-3-2所示。

图3-3-2

3.3.2 控制电路

键盘接口电路如图，本次设计中，按键有7个.键分别接于7根I/O线（P1口），各按键在实物连接上相互独立，彼此的工作状态互不影响，STC 单片机自带上拉电阻因此无需外接上拉电阻，用查询法完成按键功能。其电路图如图3-3-2所示：

图3-3-2

3.3.3蜂鸣器电路：

利用PNP管放大驱动。基极接10K欧姆的电阻，发射极接蜂鸣器，集电极接电源。其电路图如图3-3-3所示：

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图3-3-3

3.4 器件选择

3.4.1 80C51单片机简介

该系列单片机是采用高性能的静态80C51 设计由先进CMOS 工艺制造并带有非易失性Flash 程序存储器全部支持12 时钟和 6 时钟操作P89C51X2 和P89C52X2/54X2/58X2 分别包含128 字节和256 字节RAM 32 条I/O 口线 3 个16 位定时/计数器 6 输入4 优先级嵌套中断结构 1 个串行I/O 口可用于多机通信 I/O 扩展或全双工UART以及片内振荡器和时钟电路。外形及引脚排列如图3-4-1所示.

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图3-4-1 3.4.2 键盘

键盘在单片机应用系统中能实现向单片机输入数据，传送命令等功能，是人工干预单片机的主要手段。

（1）键盘输入的特点

键盘实质上是一级按键开关的集合。通常，键盘开关利用了机械触点的合、断作用。

（2）按键的确认

键的闭合与否，反映在行线输出电压上就呈现高电平或低电平，如果高电平表示键断开，低电平则表示键闭合，通过对行线电平高低状态的检测，便可确认按键按下与否。为了确保CPU对一次按键动作只确认一次按键有效，必须消除抖动的影响。

（3）如何消除按键的抖动

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