单片机课程设计_基于89C51的数字音乐盒设计

单片机系统

课程设计

成绩评定表

设计课题基于89C51的数字音乐盒设计设计学院名称：电气工程学院

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单片机系统课程设计

课程设计名称：基于89C51的数字音乐盒设计专业班级：

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单片机系统课程设计任务书

目录

引言 (5)

1 概述 (5)

2 系统总体方案设计 (5)

2.1硬件组成 (5)

2.2.方案论证。 (6)

2.3音乐盒的功能图用框图表示 (7)

3硬件电路设计 (7)

3.1单片机电路 (7)

3.2 晶振电路 (8)

3.3复位电路 (8)

3.4键盘 (9)

3.5蜂鸣器电路 (9)

3.6 LCD液晶电路 (10)

3.7电源电路 (11)

4 软件设计 (11)

4.1 音调、节拍、及编码的设置 (11)

4.1.1音调 (11)

4.1.2节拍的确定 (13)

4.2 (15)

4.3播放音乐子程序流程图（包含了键盘扫描） (16)

4.4定时器0中断服务子程序框图： (16)

5，调试 (17)

5.1 检查硬件连接 (17)

5.2 检查软件系统 (17)

5.2.1． (17)

5.2.2． (18)

5.3测试结果 (18)

5.3.1整体运行图 (18)

5.3.2LED灯运行图 (19)

6 总结 (19)

7参考文献 (20)

附录A (20)

附录B (21)

引言

在电子信息技术飞速发展的今天，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，它不仅推动了社会的进步，而且为我们的生活带来了诸多的便利。由于人们生活质量的提高，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，可以选择的曲目较为单一。本文设计的音乐盒是以单片机为核心元件的电子式音乐盒，它体积小，重量轻，可以随心添加自己喜欢的音乐，外观效果多彩，使用方便，并且具有一定的商业价值。

1 概述

本音乐盒的设计是以AT89C52芯片的电路为基础，外部以蜂鸣器作为发音器件，共同组成了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单片机I/O口发出相应频率的脉冲来驱动蜂鸣器发出某个音调，与之相对应的LED亮起，从而演奏出优美动听的音乐。利用按键切换演奏出不同的乐曲，并可以在LCD上显示当前曲目序号和时间。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和I/O管脚即可。该软、硬件系统具有很好的通用性，很高的实际使用价值，为单片机DIY制作者和音乐爱好者具有一定的借鉴作用。

2 系统总体方案设计

2.1硬件组成

按照数字是音乐盒对控制系统的技术要求，控制系统的硬件应包括以下几部分：

（1）控制器。作为控制系统的核心，可以采用主流的51单片机，MSP430，或处理性能更为优越的ARM来合理控制各个器件有条不紊的运行。

（2）乐曲选择器。可以采用按键或者触摸屏来切换相应的曲目。

（3）音频输出器件。做为音乐盒的发声设备，可以用蜂鸣器通过它可以将音乐代码转变为音频信号发出来。

（4）人机交互界面。可以运用LED或LCD在歌曲播放过程中用来对歌曲信息进行监控显示，反馈给使用者相应的信息。

硬件方框图

图2-1-1

2.2.方案论证。

本次设计以低成本,灵活方便为原则，所以控制器选用主流的51系列单片机，考虑到51内部储存空间的限制，故选用容量为51两倍的AT89C52单片机作为总控制器，共有以下两套方案可供选择：

方案一：以AT89C52单片机作为总控制器，以机械键盘作为乐曲选择器，以蜂鸣器作为音频输出设备，以LCD1602液晶作为人机交互界面。

方案二：以AT89C52单片机作为总控制器，以机械键盘作为乐曲选择器，以蜂鸣器作为音频输出设备，以LED数码管作为人机交互界面。

由于数码管显示内容的单一，操作较为繁琐且难以满足大众对主流时尚的需要，所以选用较为流行的显示效果良好的1620液晶作为人机交互界面，最终确定方案一作为制作方案。

总体方案图：

图2-2-1

2.3音乐盒的功能图用框图表示

音乐盒的功能结构如图2.2所示。Start_pause键负责开始播放和暂停歌曲，播放歌曲共3首，分别是和两只老虎和铃儿响叮当。Up键负责切换上一首曲目，down键用来切换下一首曲目。

图2-3-1

3硬件电路设计

3.1单片机电路

微控制器采用AT89C52。AT89C52是美国ATMEL公司生产的与MCS-51系列单片机完全兼容的高性能CMOS 8位单片机，MCS-51系列单片机以其推出时间早、

配套资源丰富、开发手段完善、性价比高等特点而得到了广泛的应用，是单片机的主流品种。

AT89C52的内部资源主要包括：

·与MCS--51 系列完全兼容的高性能8位CPU ； ·8K 字节可重复编程的Flash 存储器； ·256字节的SRAM ；

·4个8位的并行口，共32条I/O 口线； ·3个16位的定时器/计数器；

·6个中断源，2个中断优先级的中断系统； ·一个全双工的串行口； ·内部振荡器。

3.2 晶振电路

单片机的正常工作是在时钟的作用下完成的，晶振选用11.0592M 的。

C 3

11.0592M 1

2

图3-2-1

3.3复位电路

复位电路是为了在某些情况下需要单片机恢复到初始运行条件下而设计的，只要给RESET 端大约10US 的高电平，单片机就可以有效复位。