单片机数字音乐盒设计
单片机数字音乐盒设计
摘要：本设计是采用单片机为核心设计的数字音乐播放器。它可以实现音乐的播放，可以通过功能键来选择乐曲，播放或暂停，上一曲或下一曲，并可以通过LCD屏幕显示正在播放的歌曲的序号，以及播放时间。开机时有英文欢迎提示字符。本音乐播放器可以播放十首歌曲。
主控芯片采用AT89C51，采用汇编语言进行编程，编程后利用KEIl C51进行编译，用Proteus软件来仿真。
关键词：数字音乐盒；单片机；智能化
Digital Music Box Design
CHENYING Instructor:HUKEYONG
Abstract：This design is using microcontroller as the core design of the digital music player .It can play music. It can function keys to select a song, play or pause on one or the next one. and the serial number of the song that is playing, as well as play time can be displayed through the LCD screen. English boot welcome prompt characters. The music player can play ten songs.
The master chip is AT89C51, assembly language is programming, programming by KEIl C51 compile,then using Proteus software to simulate.
Key words：Digital Music Box, SCM, Intelligent
目录
1 引言 (1)
1.1单片机总体功能简介 (1)
2 系统设计 (1)
2.1总体设计方案 (1)
2.2系统硬件设计 (2)
2.3主要元器件介绍 (4)
2.3.1 AT89C51单片机 (4)
2.3.2 LM016L液晶显示器 (5)
2.4 PROTEUS软件介绍 (6)
3 软件设计及仿真 (7)
3.1程序流程 (7)
3.2系统初始化程序设计 (7)
3.3音调的确定 (8)
3.4项目仿真 (9)
总结 (10)
参考文献： (10)
附录一 (11)
附录二 (11)
1 引言
目前，各种传感器、变送器、控制仪表已经普遍采用单片机应用系统。它测量、处理、控制功能于一单片机是单片微型机的简称，故又称为微控制器MCU。通常由单块集成电路芯片组成，部含有计算机的基本功能部件：中央处理器CPU，存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
1.1 单片机总体功能简介
单片机是在工业测控需要背景下而产生的，在一个应用系统中。按照测控系统的特点和要求，单片机的应用可分为单机应用和多机应用两大类。我们这次要完成的单片机课程设计就是它的单机应用，下面介绍一下单片机应用领域的主要容。
（1）智能产品
单片机与传统机械产品相结合，使传统机械产品结构简化，控制智能化，购成新一代机电一体化产品。
目前，利用单片机构成的智能产品已广泛应用于家用电器、办公设备、数控机床、纺织机械、工业设备等行业。
（2）智能仪表
目前，各种传感器、变送器、控制仪表已经普遍采用单片机应用系统。它测量、处理、控制功能于一体，具有各种智能化功能，如存储、数据处理、查找、判断、联网和语音等功能。
单片机构成的智能仪表，能使仪表具有数字化、智能化、多功能化、综合化等优点。（3）测控技术
用于单片机结构的各种工业控制系统中的数据采集系统具有工作稳定可靠、抗干扰能力强的优点。
（4）智能接口
在计算机系统，特别是较大型的工业测控系统中，除通用外部设备外，还由许多外部通信、采集、多路分配管理、驱动控制等接口。这些外部设备与接口如果完全由主机进行管理，势必会造成主机负担过重，运行速度降低，接口的管理水平也不可能提高。如果用单片机进行接口的控制与管理，单片机与主机可并行加工处理，可以大量降低接口的通信密度，极大的提高了接口控制广利水平。在一些通用计算机外部设备上，以实现了单片机的键盘管理、打印机控制、硬盘驱动控制等。
2 系统设计
2.1 总体设计方案
（1）利用AT89C51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）LCD 液晶显示歌曲的序号、播放时间，开机时显示英文欢迎字符。
（3）用键盘控制10首歌曲的播放，并设置开机键、暂停键、上一曲、下一曲控制键。
2.2 系统硬件设计
硬件功能模块划分：单片机最小系统模块、按键模块、蜂鸣器电路模块、LCD 液晶显
示屏模块。系统结构框图如图2.1所示
图2.1 数字音乐盒系统结构框图
（1）单片机最小系统模块
最小系统模块包括单片机、复位电路、晶振电路以及电源电路。如图2.2所示
图2.2 单片机最小系统
LCD 液晶显示
AT89C51
单片机
复位电路 晶振电路 电源电路
蜂鸣器电路
4X4按键矩阵电路
（2）按键模块
选用4X4矩阵键盘，如图2.3所示，1~4端口扫描行，5~8端口扫描列
图2.3 按键模块
4x4键盘构成与键盘对应功能如图2.4所示
图2.4 键盘对应功能图
（3）蜂鸣器电路模块
蜂鸣器电路模块由单片机接口外接两个1K电阻、一个100欧电阻和一个NPN型三极管来驱动扬声器。其主要任务是输出大信号和大功率，对音频信号有效不失真的进行放大以推动扬声器发出声音。如图2.5所示
曲一曲二曲三
曲四曲五曲六曲七
曲八曲九曲十
下曲上曲暂停开机
2.5 蜂鸣器电路
（4）LCD液晶显示屏模块
LCD液晶显示屏如图2.6所示，D0~D7为传送数据信息引脚，E为使能信号引脚，而当RS 为1，R/W为0时，设定为将数据信息写入LCD的数据暂存区
图2.6 LCD液晶显示屏模块
2.3 主要元器件介绍
2.3.1 AT89C51单片机
本系统采用的是51系列的AT89C51单片机。AT89C51是一种带4K字节闪烁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CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器, 为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。图2.7为AT89C51单片机
的管脚图。
图2.7 AT89C51单片机管脚图
VCC:正电源端
GND:单片机的接地端
XTAL1/XTAL2:片振荡电路输入/输出端，两端跨接晶体或瓷谐振器，与单片机部反相器构成稳定的自激振荡器。发出的脉冲直接送入片定的控制部件
RESET:复位端
EA/VPP:寻址外部ROM控制端/编程电源输入端。
ALE/PROG:地址锁存允许/编程脉冲输入端。
PSEN:寻址外部程序存储器，选通外部EPROM的端口（OE）。
P0.0~P0.7 P1.0~P1.7 P2.0~P2.7:准双向I/O口。
P3.0~P3.7:具有特定的第二功能（准双向I/O口）。
2.3.2 LM016L液晶显示器
LM016L液晶模块采用HD44780控制器，HD44780具有简单而功能较强的指令集，可以实现字符移动，闪烁等功能，LM016L与单片机MCU通讯可采用8位或4位并行传输两种方式，hd44780控制器由两个8位寄存器，指令寄存器（IR）和数据寄存器（DR）忙标志（BF），显示数RAM（DDRAM），字符发生器ROMA（CGOROM）字符发生器RAM （CGRAM），地址计数器RAM(AC)。IR用于寄存指令码，只能写入不能读出，DR用于寄存数据，数据由部操作自动写入DDRAM和CGRAM,或者暂存从DDRAM和CGRAM读
(完整版)基于51单片机的电子八音盒详细设计步骤
一、设计目的 利用8052单片机结合内部定时器设计一个八音盒，按下单键可以演奏预先设置的歌曲旋律。 二、设计要求 其基本功能为：1，使用LED显示器来显示目前演奏的歌曲编号；2，具有8个按键操作来选择演奏哪一首歌曲；3，内建8首歌曲旋律，按下单键可以演奏歌曲。 三、设计器材 T89C52单片机、晶振、八个按键、二位一体共阳极数码管、电阻电容若干、导线。 四、设计方案及分析 设计思路： (1)选择8052单片机，通过T0定时中断，并配合P2.0引脚输出音频频率。 (2)P2.0引脚输出接蜂鸣器。 (3)通过P0口接LED。 (4)P1口接键盘，输入歌曲号。 音符产生方法： 不同的音调有不同的频率。频率不同，音调也就不同。 利用定时器，使其工作在模式1，定时中断，然后控制P2.0引脚的输出每次取反，就可以在P2.0的引脚输出相应的方波频率。改变计数初值，就改变了频率。定时器的定时时间等于半个周期，定时时间到就输出脉冲取反，重复此过程，就可在P2.0引脚得到一音频的脉冲。 如：中音1的频率=523HZ，周期T=1/523=1912us； 定时器的定时时间为：T/2=1912/2us=956us； 计算得TH0,TL0的计数初值THTL=64580 下面是个音符计数初值
节拍产生方法： 音乐中的节拍用延时时间产生。假设1/4拍执行一次延时程序，这1/2拍就执行两次延时程序，所以只要求出1/4延时时间，其余的节拍就是他的倍数。为方便记谱，将节拍数也进行编码，如下： 建立曲谱编码表： 编谱用8位编码，高4位代表音符，低4位代表节拍。如5 6中音5，中音6，都是1/2拍，则编码为：82H 92H 程序清单： #include
基于51单片机蜂鸣器发声的-C语言程序
说明：按下不同的按键会是SOUNDER发出不同频率的声音。本例使用延时函数实现不同频率的声音输出，以后也可使用定时器 */ #include
说明：程序运行时播放生日快乐歌，未使用定时器中断，所有频率完全用延时实现 */ #include 单片机实物设计 题目: 单片机音乐盒设计 班级： K0312416-17 姓名：湛俊朱斌杨裕庆 学号：K031241705 K031241632 K031241737 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、时钟电路以及蜂鸣器组成。本音乐盒共有四首歌曲，用4个按键控制。播放歌曲时，蜂鸣器发出某个音调。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。 【关键词】STC89C51RC 按键蜂鸣器 LCD1602液晶 目录 前言 ................................................................................................................................. 第一章工作原理 .............................................................................................................. 1.1设计目标 ............................................................................................................... 第二章软件设计与分析................................................................................................... 2.1 软件设计的组成................................................................................................... 2.2 各部分软件分析 ................................................................................................. 2.2.1 延时165MS,即十六分音符子函数 .......................................................... 2.2.2 延时1MS子函数...................................................................................... 2.2.3 定时器0中断子函数 .............................................................................. 2.2.4 播放音乐子函数...................................................................................... 2.5 定时器1中断子函数.................................................................................. 2.6 按键扫描子函数 ......................................................................................... 2.2.7 主函数..................................................................................................... 2.3 总源程序 ............................................................................................................ 第三章软件仿真 .............................................................................................................. 3.仿真图...................................................................................................................... 3.1 元件清单 ............................................................................................................... 总结 ..................................................................................................................................... 参考文献.............................................................................................................................. /*生日快乐歌曲*/ #include <> #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit beep = P1^5; uchar code SONG_TONE[]={212,212,190,212,159,169,212,212,190,212,142,159, 212,212,106,126,159,169,190,119,119,126,159,142,159,0}; uchar code SONG_LONG[]={9,3,12,12,12,24,9,3,12,12,12,24, 9,3,12,12,12,12,12,9,3,12,12,12,24,0}; //延时 void DelayMS(uint x) { uchar t; while(x--) for(t=0;t<120;t++); } void PlayMusic() { uint i=0,j,k; while(SONG_LONG[i]!=0||SONG_TONE[i]!=0) { //播放各个音符，SONG_LONG 为拍子长度 for(j=0;j 毕业设计 基于单片机的音乐盒设计 【摘要】本设计是一个基于A T89C51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，节约了设计时间。 【关键字】音乐盒；A T89C51单片机；KEIL；PROTEUS；音调 Design Of Music Box Based On SCM Li Kun (Grade06,Class1, Major Computer Science and Technology, Computer Science and Technology Dept,Shaanxi University Of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi) Tutor: FENG Yong-Zheng Abstract:This design is a series based on A T89C51 microcontroller Music Box, based on principles of SCM technology, through the production of hardware and software compilation, designed a multi-function music box. Mainly by the keys of the music box circuit, reset circuit, clock circuit and the buzzer composition. Using two buttons control music box, one to switch songs, and the other is used to switch the 8 LED pattern changes, the music box has two songs, a total of three kinds of pattern light pattern. Play a song, the buzzer sounded a tone, corresponding LED lights up. This design using KEIL programming software to program the music box and debug source code, with the PROTEUS simulation software to simulate hardware, debugging, saving design time. Key Words: Music Box ;A T89C51 SCM; KEIL; PROTEUS; TONE 基于51单片机音乐盒程序设计基于51单片机音乐盒程序设计一、功能设计说明 1、电路设计 实物图 矩阵键盘部分电路图 2、运行流程图 程序开始 播放小苹果歌曲 否 判断任意按键是否按下继续播放小苹果歌曲是 否播放完成 进入电子琴模式 判断K16按键是否按下 是 3、电子琴模式按键对应发音设计 按键发音按键发音 低 1 中 2 K1 K9 低 2 中 3 K2 K10 低 3 中 4 K3 K11 低 4 中 5 K4 K12 低 5 中 6 K5 K13 按键发音按键发音 低 6 中 7 K6 K14 低 7 高 1 K7 K15 中 1 重新播放小苹果 K8 K16 二、硬件电路说明 1、程序下载电路 音乐盒电路图 ISP下载接口 本设计采用的单片机为AT89S52单片机，需使用ISP下载器进行下载程序，程序下载电路图如图中ISP1接口. 2、音乐发音电路 IO口P10发出不同频率的脉冲，则BUZZER产生各种不同的声音，本设计采用12MHZ 晶振，系统频率1MHZ，定时器计数一个1us,其对应关系如下表所示: 频率简谱码(T音符音符频率(HZ) 简谱码(T值) (HZ) 值) 低 1 DO 262 63628 # 4 FA# 740 64860 # 1 DO# 277 63731 中 5 SO 784 64898 低 2 RE 294 63853 # 5 SO# 831 64934 # 2 RE# 311 63928 中 6 LA 880 64968 低 3 M 330 64021 # 6 932 64994 低 4 FA 349 64103 中 7 SI 988 65030 # 4 FA# 370 64185 高 1 DO 1046 65058 低 5 SO 392 64260 # 1 DO# 1109 65085 # 5 SO# 415 64331 高 2 RE 1175 65110 低 6 LA 440 64400 # 2 RE# 1245 65134 # 6 466 64463 高 3 M 1318 65157 低 7 SI 494 64524 高 4 FA 1397 65178 中1 DO 523 64580 # 4 FA# 1480 65198 # 1 DO# 554 64633 高 5 SO 1568 65217 中 2 RE 587 64684 # 5 SO# 1661 65235 # 2 RE# 622 64732 高 6 LA 1760 65252 中 3 M 659 64777 # 6 1865 65268 中 4 FA 698 64820 高 7 SI 1967 65282 计算方法: 例如产生262HZ频率(发音DO), 周期T=1/262=3816 us，由于定时器中断使IO不停取反，故周期 T=3816/2=1908 us 定时器初值N=65536-1908=63628 TH0=63628/256 TL0=65536%256 三、程序代码说明 1 、脉冲产生 采用定时器0溢出中断产生脉冲，定时器初始化如下: TMOD = 0x01; //定时器0工作方式1 ，即十六位计数器计数 TR0 = 1; //启动定时器 ET0 = 1; //定时器0溢出中断使能 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120405003 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 (8) 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) 基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计 基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计 摘要 随着人类社会的发展，人们对视觉、听觉方面的享受提出了越来越高的要求。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AT89C51单片机为核心元件的电子式音乐盒，体积小，重量轻，能演奏音乐，功能多，外观效果多彩，配有彩灯,使用方便，本音乐盒有三个按键，key1控制彩灯，key2控制音乐，key3为总开关，可同时关闭音乐与彩灯。具有一定的商业价值。 关键字：AT89C51；音乐盒；按键；彩灯 Abstract Along with the development of human society, people of vision, hearing things put forward higher request. Small music box can bring good memories and improve people's spiritual culture. Traditional music box is heavy mechanical type, size, pronunciation and drab, cannot achieve batch production. Music box designed in this paper based on AT89C51 microcontroller as the core element of electronic music box, small size, light weight, can play music, multi-function, appearance and colorful, with a lantern,easy to use. The music box with three buttons , The key1 control Lantern, key2 control music, key3 total switch can turn off the music and lanterns. Have some commercial value. Keywords: AT89C51, music boxes, buttons, Lantern 项目编号 西南交通大学峨眉校区大学生 科技创新基金项目 申请书 A、科技发展基金√ 项目类别（划√）B、基础科学研究基金 C、社会科学专项基金 项目名称：基于51单片机的蓝牙音乐盒 申请者：崔志斌 指导老师：王恪铭 起止年限：2014年5 月至2015年5月 申请日期：2014年4月7日 一、简表 项目名称基于51单片机的蓝牙音乐盒 申请经费0.1（万元）申请类别科技发 展基金 申请滚动资助 （划√） 是 否√ 申请者崔志斌性别男出生日期1993.7.3 学号20128403 班级测控一班所在系 （部） 计算机与通信工 程系 起止年限2014.05 项目组成员（不含申请者） 姓名学号所在系（部）项目分工本人签字 崔志斌20128403 计算机与通信工 程系 技术支持 计算机与通信工 程系 技术支持 计算机与通信工 程系 技术支持 项目研究内容提要（200字以内） 现如今随着科技的发展，人们生活水平的提高，越来越多的人们将注意力转移到了丰富自己的精神生活上。因而现在市场上出现了一些多媒体电子设备，例如MP3、MP4以及平板电脑等等。但是我们发现，这些多媒体设备大都在设备上面仅仅设计了物理按键而没有给出无线控制的解决方案，因此本小组想到了将现有的成熟无线通信技术——蓝牙技术作为我们的多媒体电子音乐盒的控制技术。它打破了传统的以物理按键控制多媒体设备的框架，转而使用现如今迅猛发展并且普及率极高的蓝牙无线通信技术，这样做既可以利用蓝牙将我们的传统多媒体设备上面的物理按键解放，又可以将消费者对于多媒体电子设备的操控体验提高一个层面，可以说是一举两得。用户容易接 受，而且美观大方。整个音乐盒看起来相当美观新颖，故还可作为室内装饰用。 二、项目设计论证 项目名称：基于51单片机的蓝牙音乐盒 1、项目意义、国内外研究概况、水平及发展趋势 现如今随着科技的发展，人们生活水平的提高，越来越多的人们将注意力转移到了丰富自己的精神生活上。因而现在市场上出现了一些多媒体电子设备，例如MP3、MP4以及平板电脑等等。但是我们发现，这些多媒体设备大都在设备上面仅仅设计了物理按键而没有给出无线控制的解决方案，因此本小组想到了将现有的成熟无线通信技术——蓝牙技术作为我们的多媒体电子音乐盒的控制技术。它打破了传统的以物理按键控制多媒体设备的框架，转而使用现如今迅猛发展并且普及率极高的蓝牙无线通信技术，这样做既可以利用蓝牙将我们的传统多媒体设备上面的物理按键解放，又可以将消费者对于多媒体电子设备的操控体验提高一个层面，可以说是一举两得。用户容易接受，而且美观大方。整个音乐盒看起来相当美观新颖，故还可作为室内装饰用。 国外已经有非常多的“创客”在科技小制作上面取得了非常多的成果，比如高仿真机器人、四轴飞行器等等。但是国内的科创发展之 基于单片机多功能数字音乐盒 《单片机原理及应用》课程设计任务书 一、目的意义 《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，为今后从事相应的生产设计和科研工作打下一定的基础。因此，除课程的理论教学和实验教学外，课程设计也是一个必要和重要的实践教学环节。通过课程设计，进一步培养学生理论联系实际的能力，学会正确地分析工程实际问题，善于查阅参考文献，准确地选择相应的数据、参数，具备全面地解决实际问题的素质，同时课程设计也为今后的毕业设计打下基础。 二、设计时间、地点、班级 时间：第16、17周（二周） 地点：三教433 、426 班级：09电气99人 三、设计内容 （二十）基于单片机的多功能数字音乐盒的设计 1、功能描述 用A T89S52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。 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。 按键输入电路的设计 复位电路的设计；时钟电路的设计 显示电路及驱动电路的设计；扫描模式的选择设计 系统主程序及子程序的设计；元件及元件参数的选择 前言：本设计是以AT89C51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。用户可以按照自己的喜好选择音乐并将其转化成机器码存入单片机的存储器中。对于不同型号的单片机只需要相应的改变一下地址即可。该软、硬件系统具有很好的通用性，很高的实际使用价值，为广大的单片机和音乐爱好者提供了很好的借鉴。 1、 设计原理及相关说明 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。 2.1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 ）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图2.1 图3.2 AT89C51 1 前 言 乐曲演奏广泛用于自动答录装置、手机铃声、集团电话、及智 能仪器仪表设备。实现方法有许多种，在众多的实现方法中，以纯硬件完成乐曲演奏，随着FPGA 集成度的提高，价格下降，EDA 设计工具更新换代，功能日益普及与流行，使这种方案的应用越来越多。如今的数字逻辑设计者面临日益缩短的上市时间的压力，不得不进行上万门的设计，同时设计者不允许以牺牲硅的效率达到保持结构的独特性。使用现今的EDA 软件工具来应付这些问题，并不是一件简单的事情。FPGA 预装了很多已构造好的参数化库单元LPM 器件。通过EDA 软件工具，设计者可以设计出结构独立而且硅片的使用效率非常高的产品。 本文介绍在EDA 开发平台上利用单片机及汇编语言设计音乐硬件演奏电路，并定制单片机存储音乐数据，以十首乐曲为例，将音乐数据存储到单片机，就达到了以纯硬件的手段来实现乐曲的演奏效果。只要修改单片机所存储的音乐数据，将其换成其他乐曲的音乐数据，再重新连接到程序中就可以实现其它乐曲的演奏。 目录 摘要 (4) 第1章概述 (5) 第2章音乐盒的发音原理 (6) 2.1 播放音乐的原理 (6) 2.2 音符频率的产生 (6) 2.3 节拍频率的产生 (8) 第3章硬件电路设计 (9) 3.1 硬件电路 (9) 3.2 整体硬件电路 (10) 3.3 原理说明 (11) 2 2.4 键盘按键 (11) 第4章软件设计 (12) 4.1 程序设计流程 (12) 4.2 设计源程序代码 (12) 第5章仿真及调试 (13) 5.1 调试 (13) 5.2 仿真 (13) 5.3 程序调试中出现的问题及解决的办法 (15) 第6章设计小结及建议 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19) 附录一元器件清单 (20) 附录二部分源程序代码 (21) 3 基于51单片机的音乐盒的 设计毕业论文 目次 目次 (3) 1 引言 (4) 1.1 音乐盒的意义 (4) 1.2 研究容 (5) 2.1系统总体框架图 (6) 2.2音乐盒的设计原理 (6) 2.3 单片机芯片概述 (7) 3 硬件电路设计 (8) 3.1 单片机最小系统原理图 (8) 3.1.1 复位电路 (8) 3.1.2 晶振电路 (9) 3.1.3时钟电路 (9) 3.2 LCD显示模块 (9) 3.3 继电器模块 (11) 3.3.1电磁继电器的工作原理和特性 (12) 3.3.2 固态继电器的工作原理和特性 (12) 3.3.3 继电器主要产品技术参数 (12) 3.4 按键模块 (13) 3.5 其它 (13) 4 软件设计 (14) 4.1 软件总体流程图 (14) 4.2播放/暂停子程序 (15) 4.3 LCD显示模块软件设计 (17) 4.3.1 LCD的初始化函数 (17) 4.3.2 LCD与继电器的函数 (18) 5 系统实现 (19) 5.1 硬件调试 (20) 5.1.1 按键控制的实现 (20) 5.1.2 LCD显示 (21) 5.1.3 其他 (21) 总结 (22) 致谢 (23) 参考文献 (24) 附录A 元器件清单 (25) 附录B 源程序 (26) 1 引言 在进入21世纪后，单片机产品的发展正朝着高性能和多品种方向，并且发展趋势是进一步朝着CMOS化、小体积、低功耗、大容量、高性能、低价格以及外围的电路装化等几个方面去发展。单片机的应用的重要意义还是在于它是从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。过去必须要由模拟电路或者数字电路才可以实现的大部分的功能，现在已能完全可以用单片机通过软件的方法来实现了。这种由软件去代替硬件的控制技术也称之为微控制技术，这是传统控制技术的一次革命。单片机可以说渗透到了我们生活的各个方面，几乎难以找到哪个领域里没有单片机的踪迹。导弹中的导航装置，飞机里安装的各种仪表的控制，计算机里的网络通讯与数据传输方面，工业自动化过程中实时控制和数据处理方面，生活中被广泛使用的各种智能IC卡，民用的高档轿车的安全保障系统，摄像机、录像机、全自动洗衣机所涉及的控制方面，以及远程控制的玩具、电子宠物等等，这些全都是离不开单片机的。 而伴随着科学技术的不断进步和社会的持续发展，人类所接触的更种信息也在不断增加并且信息变得越来越复杂。面对着浩如烟海的繁杂信息，人们目前已经能利用计算机等工具快速、精准地对其进行快速处理，但要想将其处理完毕的信息及时、清晰地传递给其他人，还必须要寻找更加卓越的显示技术去实现它。而单片机技术与液晶显示技术的结合，恰恰使得信息的传输交流向着智能化可视化方向进行快速发展。 《单片机原理及应用》课程设计报告 题目数字音乐盒 学号1295054 姓名邢安超张凯旋罗杰 年级专业2012级自动化 指导教师黄云飞 完成日期2014 年 6 月7 日 安徽师范大学物理与电子信息学院 College of Physics and Electronic Information, Anhui Normal University 目录 摘要 (1) 引言 (2) 1 课程设计目的 (2) 2 课程设计任务及要求 (2) 4 设计原理 (3) 5 系统总体方案介绍 (4) 5.1 系统组成框图 (4) 5.2 音乐盒的功能 (4) 6 硬件设计 (4) 6.1 总体设计框图 (4) 6.2各部分硬件设计及其原理 (5) 6.3 硬件电路图及功能 (7) 7 软件设计 (8) 7.1 软件程序设计 (8) 8 调试 (9) 8.1 检查硬件连接 (9) 8.2 检查软件系统 (9) 8.3 测试结果 (9) 课程设计体会 (10) 参考文献 (10) 附录 (1) 数字音乐盒 邢安超张凯旋罗杰，皖江学院 摘要： 本设计是采用单片机为核心设计的数字音乐盒。它可以实现音乐的播放，可以通过功能键来选择乐曲，播放或暂停，并且可以通过LCD屏幕显示正在播放的歌曲的序号，及乐曲播放时间，开机时有英文欢迎提示字符，本音乐盒可以播放三首音乐。 主控芯片采用AT89C51，采用汇编语言进行编程，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。 本系统功能键有一个2×4的键盘组成，其中1号到3号键是歌曲序列号键，可以直接选择音乐；4号键选择当前播放音乐的上一首音乐，5号键选择当前播放音乐的下一首音乐，6号键使音乐暂停播放，7号键显示开机画面。 键盘采用动态扫描方式。每次扫描一行键盘，送此行低电平，读输入口的状态值，判断有没有键按下。若有键按下，根据读入口的值选择显示值并送至显示值寄存单元，判断键值，启动计数器T0，根据次值为偏移地址找到要选择的音乐的代码的首地址，根据代码产生一定频率的脉冲，驱动蜂鸣器，放出音。同时启动定时器T1，计算音乐的播放的时间，并且启动LCD，在LCD上显示序号和播放时间。在制作过程中，我发现将音乐代码的首地址送出很难实现。因为其首地址是十六位的，而单片机中我们能用的十六位的寄存器只有DPTR，但是DPTR在下面必须要用到，所以不能用。把十六位地址拆成俩个八位的地址分高低位去送,用直接地址#high(4000h)去送，编译成功。 关键词：AT89C51,数字音乐盒, 2×4键盘,LCD,时钟震荡电路 HEFEI UNIVERSITY FPGA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) 单片机控制蜂鸣器20年月日 目录 绪论 (1) 1、硬件设计 (2) 1.1 总体设计图 (2) 1.2 简易结构框图 (2) 1.3各部分硬件设计及功能 (3) 1.3.1 蜂鸣器发声电路：（如图1.3.1） (3) 1.3.2 电源稳压电路： (4) 1.4 元件清单 (4) 2、软件设计 (5) 2.1设计思想 (5) 2.2 程序流程图 (5) 2.3 音调、节拍以及编码的确定方法 (6) 2.3.1音调的确定 (6) 2.3.2 节拍的确定 (8) 2.3.3 编码 (9) 3、电路仿真与分析 (10) 4、电路板焊接、调试 (11) 4.1 焊接 (11) 4.2 调试 (12) 5、讨论及进一步研究建议 (12) 6、心得 (12) 7、单片机音乐播放器程序实例(卡农) (13) 绪论 蜂鸣器播放音乐电路设计对于单片机初学者来说是一个简单易实现的课题。通过编写程序使单片机产生一定频率的方波信号，方波信号进入蜂鸣器便产生我们熟知的音调。 我们用定时/计数器使单片机产生方波，利用定时/计数器使输出管脚在一定周期内反复翻转，达到所需频率，而我们给定时/计数器的初始值就是我们的音符—半周期数据表，通过我们播放的音乐的乐谱，来对数据表进行调用。 我们用延时子程序来表示节拍，不同的节拍代表不同的延时。 完成此次设计之后完全可以进行扩展，例如增加按键以及LED灯光效果，制成一个简易的音乐盒，给人以视觉听觉等全方位的享受。 1、硬件设计1.1 总体设计图 1.2 简易结构框图 1.3各部分硬件设计及功能 1.3.1 蜂鸣器发声电路：（如图1.3.1） 图1.3.1 如图所示，蜂鸣器发声电路是播放音乐电路的主要执行电路，它由一个蜂鸣器，一个三极管和一个电位器组成。蜂鸣器负责发声，三极管将电流放大，而电位器则控制流过蜂鸣器电流的大小，来达到控制音量的目的。 课程设计工作内容与基本要求(设计要求、设计任务、工作计划1．设计要求 查阅资料，了解单片机控制单音喇叭发声原理；设计基于单片机的电子音乐盒；通过按钮可选择不同的音乐。 创新设计： 1、安装复位键，暂停、播放键; 2、有6首不同的音乐用程序编出可供选择。 2. 设计任务与要求 2.1系统硬件电路设计 根据该系统设计的功能要求选择所用元器件，设计硬件电路。要求用Proteus绘制整个系统电路原理图。 2.2软件设计 根据该系统要求的功能进行软件设计，绘制整个系统的软件流程图；根据流程图编写程序并汇编调试通过；列出软件清单，软件清单要求逐条加以注释。 2.3 Proteus仿真 用Proteus对系统进行仿真并进行软硬件调试。 2.4 编写设计说明书 内容包括任务书、设计方案分析、硬件部分设计、软件部分设计、调试结果整理分析、设计调试的心得体会等，字数不少于4000字；硬件部分设计要绘制整个系统电路原理图，对各部分电路设计原理做出说明；软件设计部分要绘制整个系统及各部分的软件流程图，列出程序清单，逐条加以注释，并在各功能块前加程序功能注释。 电子音乐盒 1设计任务和要求 (1) 2总体方案设计 (1) 3硬件设计 (2) 3.1 硬件电路 (2) 3.2 系统总框图 (2) 3.3器件选择 (2) 3.4 原理图设计 (3) 3.5 原理说明 (6) 4软件设计 (7) 5仿真、安装和调试 (8) 收获与体会 (10) 参考文献 (11) 附件1：元件清单 (12) 附件2: 总电路图 (13) 附件3：音乐程序 (14) 1设计任务和要求 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(内存六首乐曲)。 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，包括暂停和播放，上一曲，下一曲，复位。 2 总体方案设计 1. 要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期(1/音频),然后将此周期除以2,即为半周期的时间,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 2. 利用8051的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下,改变记数值TH0及TL0以产生不同频率的方法。例如频率为523HZ,其周期T=1/523=1912微秒,因此只要令计数器定时956/1=956在每记数9次时将I/O口反相,就可得到中音D0(523HZ)。 记数脉冲值与频率的关系公式如下： N=Fi/2/Fr N：记数值 Fi：内部计时一次为1微秒．故其频率为1MHZ Fr；要产生的频率 3. 起记数值的求法如下： T＝65536－N＝65536－Fi／2／Fr 例如：设K＝65536，F＝1000000＝Fi＝1MHZ，求低音D0（523HZ），高音的D0（1046HZ）的记数值。 T＝65536－N＝65536－Fi／2／Fr＝65536－1000000／2／Fr＝65536－500000／Fr 低音D0的T＝65536－500000／262＝63627 中音D0的T＝65536－500000／523＝64580 低音D0的T＝65536－500000／1047＝65059基于51单片机数字音乐盒的设计
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