基于51单片机的带彩灯外观的音乐盒设计

单片机原理及系统课程设计

专业：自动控制

班级：控101班

姓名：徐创秀

学号：201008622

指导教师：郑云水

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2013 年 3 月 7

基于单片机的带彩灯外观的音乐盒

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

1 引言

1.1设计目的

随着电子技术及计算机技术的发展，单片机在日常生活中的应用越来越广泛，同时也显现出了它的重要性，尤其在一些特殊的场合更是不可代替。为熟悉单片机的应用。要求设计一个基于AT89C51单片机的带彩灯外观的音乐盒。

1.2设计要求

音乐盒有三个按键key1，key2，key3，其中key1控制彩灯的样式，本设计有六种彩灯花样，每按一次变换一种样式。Key2控制音乐播放，本设计有五首音乐，每按一次变换到下一首，同时八路LED灯随音调不同而闪烁。Key3为总开关用于关闭音乐跟彩灯。

2设计方案及原理

2.1设计原理

音调之所以不同是因为频率的不同。根据每个音调的频率单片机内部的定时计数器来产生相应的音乐脉冲。只要算出某一音频的周期(1/频率)，然后将此周期除以2，即为半周期的时间。利用定时器计时这半个周期时间，每当计时到后就将输出脉冲的I/O口反相，然后重复计时此半周期时间再对I/O反相，就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。利用AT89C51的内部定时计数器工作在方式1下，改变初值TH0及TL0以产生不同频率。

此外结束符和休止符可以分别用代码0xff和0x00来表示，若查表结果为0xff，则表示曲子终了；若查表结果为0x00，则产生相应的停顿效果。

例如频率为523Hz，其周期T=1/523=1912us，定时时间为1912/2=956us因此只要令计数器计时956us/1us=956次(若晶振频率为6MHZ)，在每次计数956次时将I/O反相，就可得到中音DO(523Hz)。根据计数次数就可算出计数初值。

要产生音乐光有音调是不行的，每个音调还有持续一定的时间。这可以用延时程序delay()来实现。因此每个音乐代码有八位数字组成，高四位控制音调，低四位通过延时程序对该音调进行延时。通过子函数连续不断的调用音乐代码就产生了动听的音乐。音调的频率与时间都不同，让DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI分别对应八路LED灯中的一个，这样播放音乐的同时就有LED灯对应闪烁。

2.2总体设计思想

图1思路图

如图1所示按键部分有三个键，分别结于外部中断P3.2/INT0，P3.3/INT1，及串行口P3.1/TXD上，P3.2每产生一次中断count1加一，根据count1的值来决

定花样灯的种类。P3.3每产生一次中断count2加一，根据count2的数值来决定播放哪一首歌曲。P3.1接总开关的。播放音乐，及花样灯均通过调用子程序来实现。

八路LED 灯灯接到P1口。扬声器接到P3.7上。总体设计电路，如图2。

RP

P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7

P3.1P3.2P3.3

XTAL1

XTAL2

EA C1

C2

C3

P3.7

图2设计图

3硬件设计

电路由AT89C51,八路LED 灯,排阻,三个开关,扬声器及晶振组成，搭建如图3。

图3硬件图

4软件设计

根据设计要求及其原理绘制程序流程图，如图4，,根据流程图，在Keil中编写程序，并不断编译跟调试，直至没有任何错误和警告。在keil中该程序能够运行证明编写成功。程序见附录2。

图4流程图