基于单片机的数字音乐盒
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
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
3.1
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
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。
（3）如何消除按键的抖动
采用软件来消除按键抖动的基本思想是：在一次检测到有键按下时，该键所对应的行线为低电平，执行一段延时10MS的子程序后，确认该行线电平是不否仍为低电平，如果仍为低电平，则确认为该行确实有键按下。当按键松开时，行线的低电平变为高电平，执行一段延时10MS的子程序后，检测该行线为高电平，说明按键确实已经松开。
3.4.3 LCD液晶显示
1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形。1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。
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。
图3-3-1
3.3.2复位电路
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：
主程序流程图LCD显示流程图
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：
图3-3-3
3.4
3.4.180C51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.
3.5
其系统原理图如附录一所示。
3.6
程序设计流程图如图3-6所示.
先从主程序开始，接着初始化变量及 LCD 接口，然后初始化方波发生器、晶振管，使 LCD 显示信息，就进入了开机状态，等待动作——选择按键，包括播放键，暂停键，停止键，当然也可以选择返回；加入选择的是播放键，LCD 上就会 -7-现实歌曲编号，与此同时演奏相应的乐曲，此时，你可以按上一曲或下一曲键，使其演奏上一个或者先一个乐曲。
系统总体结构框图
3.3
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
关键词：单片机；音乐盒；电路；播放
1
《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
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）
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
摘
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。
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。
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
3.1
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
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。
（3）如何消除按键的抖动
采用软件来消除按键抖动的基本思想是：在一次检测到有键按下时，该键所对应的行线为低电平，执行一段延时10MS的子程序后，确认该行线电平是不否仍为低电平，如果仍为低电平，则确认为该行确实有键按下。当按键松开时，行线的低电平变为高电平，执行一段延时10MS的子程序后，检测该行线为高电平，说明按键确实已经松开。
3.4.3 LCD液晶显示
1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形。1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。
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。
图3-3-1
3.3.2复位电路
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：
主程序流程图LCD显示流程图
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：
图3-3-3
3.4
3.4.180C51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.
3.5
其系统原理图如附录一所示。
3.6
程序设计流程图如图3-6所示.
先从主程序开始，接着初始化变量及 LCD 接口，然后初始化方波发生器、晶振管，使 LCD 显示信息，就进入了开机状态，等待动作——选择按键，包括播放键，暂停键，停止键，当然也可以选择返回；加入选择的是播放键，LCD 上就会 -7-现实歌曲编号，与此同时演奏相应的乐曲，此时，你可以按上一曲或下一曲键，使其演奏上一个或者先一个乐曲。
系统总体结构框图
3.3
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
关键词：单片机；音乐盒；电路；播放
1
《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
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）
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
摘
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。