课程设计 音乐盒 《天空之城》独奏

课程设计 音乐盒 《天空之城》独奏
课程设计 音乐盒 《天空之城》独奏

课程设计报告

题目:基于Protues的51系列单片机的

音乐盒设计

学生姓名:

学生学号:

系别:电气信息工程学院

专业:自动化

届别:

指导教师:

电气信息工程学院制

2012年5月

基于Protues的51系列单片机的音乐盒设计

学生:

指导教师:

电气信息工程学院自动化专业

1课程设计的任务与要求

1.1 课程设计的任务

1>、综合运用所学的理论知识去独立完成设计课题;

2>、通过查阅手册和相关文献资料,培养独立分析、解决问题的能力;

3>、进一步熟悉单片机和常用接口电路,加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解;

4>、学会电路的连接与仿真调试;

5>、撰写课程设计的总结报告;

1.2 课程设计的要求

以AT89C51单片机为核心的音乐播放器

1>、选用AT89C51单片机和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。

2>、画出详细的硬件连接图。

3>、给出程序设计思路、画出软件流程图。

4>、给出所有程序清单并加上必要注释。

5>、撰写设计报告、调试报告及设计心得。

1.3 课程设计的研究基础

为了实现单片机控制音乐播放,通过计算机控制系统,以Proteus和Keil仿真软件为核心来构建完成音乐盒设计仿真。利用单片机产生乐曲音符,再把乐曲音符翻译成计算机音乐语言,由单片机进行信息处理,再通过蜂鸣器放出音乐。音乐的产生主要是通过I/O口输出高低不同的脉冲信号来控制蜂鸣器发音。主要工作过程通过按下功能键实现上一首和下一首及暂停播放,同时有液晶屏显示当前播放歌曲的序号,扬声器播放音乐。

2 音乐系统方案制定

2.1 方案提出

方案一:单片机接+5V电源供电,晶振电路产生单片机所需的时钟信号,通过功能键产生外部中断,控制音乐盒的上一首和下一首曲目,再由I/0接口输出控制扬声器发声,LCD显示。另外,复位电路在于营造一个程序运行的初始状态,在程序出错时,重

新启动单片机工作。系统组成框图如图1所示

图1方案一系统框图

方案二:设计一个音乐播放器同样使用AT89C51,蜂鸣器一端与一个按钮串联后再

所示:

和P17焊接,另一端直接接地;P31和RST端口并联后和主电源串接,如图2

2.2 方案比较

方案一是通过按键控制系统的音乐播放。利用I/0口产生一定频率的方波,驱动蜂鸣器,发出不同的音调,从而演奏出乐曲;采用LCD显示信息,开机时有欢迎提示字符,播放时显示歌曲序号或名称;可通过功能键选择乐曲暂停,播放;当键盘有键按下时,判断键值,启动计数器T0,产生一定频率的脉冲,驱动蜂鸣器,放出乐曲,同时启动计数器T0,产生一定频率的脉冲,驱动蜂鸣器,放出乐曲。同时启动定时器T1,在LCD显示歌曲号。通过单片机P1口控制,实现功能键盘的功能;功能键盘采用按键开关,通过单片机P2口控制,实现歌曲播放顺序的调换和暂停播放功能;扬声器由单片机的P3控制,实现歌曲播放。方案二是利用A T89C51芯片通过播放按键直接控制音乐,使得蜂鸣器发出声音,方案一所需的电子元件少,这就大大减少了生产成本,此外,对于一个轻便易携的音乐盒,其附加能耗越低越好。

2.3 方案论证

虽然方案一的设计比较全面,但其难度较大,且编程方面要求较高;方案二要求简单,容易实现,编程方面也较简单,因设计的是翻盖式音乐盒,其功能是在翻开翻盖的

同时开关闭合,播放音乐,翻盖盖上,开关断开,音乐盒停止运行,因此方案二更符合实际需要达到了设计音乐盒的目的。

2.4 方案选择

通过2.3的方案论证,决定选择方案二,方案二的实施性更强。

3 音乐系统方案设计

3.1各单元模块功能介绍及电路设计

3.1.1时钟振荡电路

AT89C51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[1]。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或者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,我们推荐电容为20PF—40PF,而如果使用陶瓷振荡器建议选择30PF—50PF。用户也可以采用外部时钟。采用外部时钟的电路如图示。这种情况下,外部时钟脉冲接到XTAL1端,即内部时钟发生器的输入端,XTAL2则悬空。由于外部时钟信号是通过一个2分频触发器后作为内部时钟信号的,所以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求,但最小高电平持续时间和最大的低电平持续时间应符合产品技术条件的要求[1]。振荡器电路图3所示:

图3 单片机内部、外部振荡电路

3.1.2 音乐发生部分

蜂鸣器是一种把警示电信号转化成人耳能够感知的声音信号的转换装置。通过开关的闭合与断开,来控制音乐的播放和暂停,实现了翻盖式音乐盒的功能,如图4所示:

图4 单片机内部、外部振荡电路

3.1.3电路设计

(1)硬件电路设计

总体硬件电路实现功能如下,如图5所示

电路中用控制按键控制蜂鸣器。

电路为12MHZ晶振频率工作,起振电路中C1、C2均为20PF。

图5总体硬件电路设计图

(2)软件设计

在本程序中使用C语言编程,音乐的产生主要是通过单片机的I/O口输出高低不同的脉冲信号来控制蜂鸣器发音。要想产生音频脉冲信号,需要算出某一音频的周期,然

后将此周期除以2,即为半周期的时间。利用单片机定时器计时这个半周期时间,每当计时到后就输出脉冲的I/O口反向,然后重复计时此半周期时间再对I/O口反向,这样就能在此I/O口上得到此频率的脉冲。本例利用T0定时器方式1的中断产生音调,利用T1定时器方式1的中断产生节拍。所以,将纯音乐《天空之城》的乐谱以代码的形式编写,用于主函数的调用。

(3)软件程序设计

主程序流程图如图5所示:

C语言编程的优越性很明显,其具有丰富的运算符,数据类型,语言简练,生成目标代码质量高等优点[2]。许多大的软件都用C语言编写,这主要是由于C语言的可移植性好和硬件控制能力高,表达和运算能力强[2]。再考虑到自己对C语言具有良好的掌握,因此决定用C语言编程。

图6主程序流程图

3.2电路参数的计算及元器件的选择

3.2.1音调、节拍以及编码的确定方法

一般说来,单片机演奏音乐基本都是单音频率,它不包含相应幅度的谐波频率,也就是说不能像电子琴那样能奏出多种音色的声音。因此单片机奏乐只需弄清楚两个概念即可,也就是―音调‖和节拍表示一个音符唱多长的时间。

(1) 音调的确定

不同音高的乐音是用C、D、E、F、G、A、B来表示,这7个字母就是音乐的音名,它们一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI,即唱成简谱的1、2、3、4、5、6、7,相当于汉字―多来米发梭拉西‖的读音,这是唱曲时乐音的发音,所以叫―音调‖,即Tone。把C、D、E、F、G、A、B这一组音的距离分成12个等份,每一个等份叫一个―半音‖。两个音之间的距离有两个―半音‖,就叫―全音‖。在钢琴等键盘乐器上,C–D、D–E、F–G、G–A、A–B两音之间隔着一个黑键,他们之间的距离就是全音;E–F、B–C两音之间没有黑键相隔,它们之间的距离就是半音。通常唱成1、2、3、4、5、6、7的音叫自然音,那些在它们的左上角加上﹟号或者b号的叫变化音。﹟叫升记号,表示把音在原来的基础上升高半音,b叫降记音,表示在原来的基础上降低半音。例如高音DO的频率(1046Hz)刚好是中音DO的频率(523Hz)的一倍,中音DO的频率(523Hz)刚好是低音DO频率(266 Hz)的一倍;同样的,高音RE的频率(1175Hz)刚好是中音RE的频率(587Hz)的一倍,中音RE的频率(587Hz)刚好是低音RE频率(294 Hz)的一倍。

要产生音频脉冲,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的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下,改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法。此外结束符和休止符可以分别用代码00H和FFH来表示,若查表结果为00H,则表示曲子终了;若查表结果为FFH,则产生相应的停顿效果。

例如频率为523Hz,其周期T=1/523=1912us,因此只要令计数器计时956us/1us=956,在每次技术956次时将I/O反相,就可得到中音DO(523Hz)。

计数脉冲值与频率的关系公式如下:

N=Fi÷2÷Fr

N:计算值;Fi:内部计时一次为1us,故其频率为1MHz;Fr要产生的频率。

其计数值的求法如下:

T=65536-N=65536-Fi÷2÷Fr

例如:设K=65536,F=1000000=Fi=1MHz,球低音DO(261Hz)。中音DO(523Hz)。高音的DO(1046Hz)的计算值

T=65536-N=65536-Fi÷2÷Fr=65536-1000000÷2÷Fr=65536-500000/Fr

低音DO的T=65536-500000/262=63627

低音DO的T=65536-500000/523=64580

低音DO的T=65536-500000/1047=65059

C调各音符频率与计数值T的对照表如表1所示:

表1 C调各音符频率与计数值T的对照表

低音频率T 参数中音频率T 参数高音频率T 参数

Do 262 1908 229 Do 523 956 115 Do 1046 57 57

Do﹟277 1805 217 Do﹟554 903 108 Do﹟1109 54 54

Re 294 1701 204 Re 587 852 102 Re 1175 51 51

Re﹟311 1608 193 Re﹟622 804 97 Re﹟1245 48 48

Mi 330 1515 182 Mi 659 759 91 Mi 1318 45 45

Fa 349 1433 172 Fa 698 716 86 Fa 1397 43 43

Fa﹟370 1351 162 Fa﹟740 676 81 Fa﹟1480 41 41

So 392 1276 153 So 784 638 77 So 1568 38 38

So﹟415 1205 145 So﹟831 602 72 So﹟1661 36 36

La 440 1136 136 La 880 568 68 La 1760 34 34

La﹟464 1078 129 La﹟932 536 64 La﹟1865 32 32

Si 494 1012 121 Si 988 506 61 Si 1976 30 30

(2)节拍的确定

若要构成音乐,光有音调是不够的,还需要节拍,让音乐具有旋律(固定的律动),而且可以调节各个音的快满度。―节拍‖,即Beat,简单说就是打拍子,就像我们听音乐不自主的随之拍手或跺脚。若1拍实0.5s,则1/4 拍为0.125s。至于1拍多少s,并没有严格规定,就像人的心跳一样,大部分人的心跳是每分钟72下,有些人快一点,有些人慢一点,只要听的悦耳就好。音持续时间的长短即时值,一般用拍数表示。休止符表示暂停发音。

一首音乐是由许多不同的音符组成的,而每个音符对应着不同频率,这样就可以利用不同的频率的组合,加以与拍数对应的延时,构成音乐。了解音乐的一些基础知识,我们可知产生不同频率的音频脉冲即能产生音乐。对于单片机来说,产生不同频率的脉

冲是非常方便的,利用单片机的定时/计数器来产生这样的方波频率信号。因此,需要弄清楚音乐中的音符和对应的频率,以及单片机定时计数的关系。如表2节拍与节拍码对照:

表2节拍与节拍码对照

节拍码节拍数节拍码节拍数

1 1/4拍 1 1/8拍

2 2/4拍 2 1/4拍

3 3/4拍 3 3/8拍

4 1拍 4 2/1拍

5 1又1/4拍 5 5/8拍

6 1又1/2拍 6 3/4拍

8 2拍8 1拍

A 2又1/2拍 A 1又1/4拍

C 3拍 C 1又1/2拍

F 3又3/4拍

每个音符使用1个字节,字节的高4位代表音符的高低,低4位代表音符的节拍。如果1拍为0.4秒,1/4拍实0.1秒,只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假设1/4拍为1DELAY,则1拍应为4DELAY,以此类推。所以只要求得1/4拍的DELAY时间,其余的节拍就是它的倍数,如表3为1/4和1/8节拍的时间设定。

表3 1/4和1/8节拍的时间设定

曲调值DELAY 曲调值DELAY

调4/4 125毫秒调4/4 62毫秒

调3/4 187毫秒调3/4 94毫秒

调2/4 250毫秒调2/4 125毫秒

(3)编码

do re mi fa so la si分别编码为1~7,重音do编为8,重音re编为9,停顿编为0。播放长度以十六分音符为单位(在本程序中为165ms),一拍即四分音符等于4个十六分音符,编为4,其它的播放时间以此类推。音调作为编码的高4位,而播放时间作为低4位,如此音调和节拍就构成了一个编码。以0xff作为曲谱的结束标志。

举例1:音调do,发音长度为两拍,即二分音符,将其编码为0x18。

举例2:音调re,发音长度为半拍,即八分音符,将其编码为0x22

歌曲播放的设计。先将歌曲的简谱进行编码,储存在一个数据类型为unsigned char

的数组中。程序从数组中取出一个数,然后分离出高4位得到音调,接着找出相应的值赋给定时器0,使之定时操作蜂鸣器,得出相应的音调;接着分离出该数的低4位,得到延时时间,接着调用软件延时[1]。如表4简谱对应的简谱码、T值、节拍数:

表4 简谱对应的简谱码、T值、节拍数

简谱发音简谱码T值节拍码节拍数

5 低音SO 1 64260 1 1/4拍

6 低音LA 2 64400 2 2/4拍

7 低音TI 3 64524 3 3/4拍

1 中音DO 4 64580 4 1拍

2 中音RE 5 64684 5 1又1/4拍

3 中音MI 6 64777 6 1又1/2拍

4 中音FA 7 64820 8 2拍

5 中音SO 8 64898 A 2又1/2拍

6 中音LA 9 64968 C 3拍

7 中音TI A 65030 F 3又3/4拍

1 高音DO B 65058

2 高音RE C 65110

3 高音MI D 65157

4 高音FA E 65178

5 高音SO F 65217

3.2.2元器件选择

本系统中单片机选择AT89C51,时钟振荡电路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。一个个按钮控制音乐的播放和关闭。

3.3 特殊器件的介绍

3.3.1 AT89C51简介

AT89C51是一种带4K字节闪存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CMOS 8位微处理器,俗称单片机[3]。A T89C2051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[3]。外形及引脚排列如图7所示

图7 AT89C51系列单片机

3.4 系统整体电路图

如图8所示的系统整体电路图:

图8 系统整体电路图4 音乐系统仿真和调试

4.1 仿真软件介绍

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,两种软件的简介如下:

4.1.1 PROTEUS软件简介

Proteus软件由英国Lab Center Electronics公司开发的EDA工具软件。具有原理编辑、印制电路板制作外,还具有交互式的仿真功能。他不仅是模拟电路、数字电路、模/数混合电路的设计与仿真平台,更是目前世界上最先进、最完整的多种型号微处理器系统的设计与仿真平台,真正实现了在计算机中完成电路原理图设计,电路分析与仿真、微处理器程序设计与仿真、系统测试与功能验证到形成印制电路板的完整电子设计、研发过程,Proteus软件由ISIS和ARES两个软件构成,其中ISIS一款智能电路原理图输入系统软件,可作为电子系统仿真平台;ARES是一款高级布线编辑软件,用于制作印制电路板(PCB)。Proteus软件不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、A VR、ARM、8086和MSP430等,2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。

4.1.2 KEIL简介

单片机开发中除必要的硬件外,同样离不开软件,我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的机器码有两种方法,一种是手工汇编,另一种是机器汇编,目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码,用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51,随着单片机开发技术的不断发展,从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发,单片机的开发软件也在不断发展,Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件,这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(uVision)将这些部份组合在一起。

[1]运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU,16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。掌握这一软件的使用对于使用

51系列单片机的爱好者来说是十分必要的,如果你使用C语言编程,那么Keil几乎就是你的不二之选(目前在国内你只能买到该软件、而你买的仿真机也很可能只支持该软件),即使不使用C语言而仅用汇编语言编程,其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。Keil C51生成的目标代码效率非常之高,多数语句生成的汇编代码很紧凑,容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势[1]。

4.2 系统仿真实现

打开Keil程序,执行菜单命令―Project‖—―New Project‖创建―天空之城‖项目,并选择单片机型号为A T89C51。执行菜单命令―File‖—―New‖创建文件,输入源程序,保存为―天空之城.C‖。在―Project‖栏的File项目管理窗口中右击文件组,选择―Add Files to Group `Source Grou p1`‖将源程序―片内拆字.C‖添加到项目中。执行菜单命令―Project‖—―Options for Target `Target 1`‖,在弹出的对话框中选择―Output‖选项卡,选中―Create HEX File‖。执行菜单命令―Project‖—―Build Target‖,编译成功,在―Output Window‖窗口中显示没有错误,并创建了―天空之城.HEX‖文件。执行菜单命令―Debug‖—―Start/Stop Debug session‖。

打开ISIS 7 Professional 窗口。单击菜单命令‖File‖—―New Design‖,创建一个DEFAULT模板,保存文件名为―天空之城.DSN‖。在器件选择按钮中单击―P‖按钮,添加设计所需的元件,画好电路图。双击AT89C51单片机,在弹出的对话框的―Program File‖项中选择在Keil中生成的十六进制HEX文件—―天空之城.HEX‖.单击―Debug‖—―Execute‖,进入仿真状态,鼠标按住按钮开关便可听到音乐《天空之城》。如图9为运行图:

图9程序运行图

4.3 系统测试

在win7环境下测试,运行Proteus实现设计原型的仿真;通过模拟电子示波器输出单片机的输出波形,可观查到随着时间的变化,出现不同频率的电子脉冲,示波器采用

A频道输入观察到输出波形如图9所示。

5 总结

5.1 设计小结

对比两种方案的设计,可以看出方案一,不论在软件设计,硬件设计上带来许多便捷,更能够体现符合实际生产的需要,节约成本,服务生活,引导节能环保的潮流,具有极强的现实意义和可行性,利用定时器可以产生各种固定频率的方波信号,也可以产生包括"Do"、"Re"、"Me"--等音阶在内的各种频率声音。将各个音阶连接在一起,便可组成一支曲子或是演奏一段旋律。

5.2 收获体会

通过这次课程设计,我系统的把51单片机的设计与仿真重新学习了一遍,自此,我对这个软件也更加熟悉,学会了在制定设计方案时,进行多层次多方面的考虑,理论结合实际的思维方式。

5.3 展望

随着多媒体技术和计算机技术的日新月异,为了给实际硬件设计操作提供指导,减少开发成本,人力物力的投入,以及资源浪费,模拟实际硬件设计的软件将被越来越广泛运用。人类社会现代化的突飞猛进发展需求,追求现代化的高生活质量,以及各大工厂,企业自动控制的需要,软、硬件开发仿真平台Keil及Proteus将会得到更多计算机专业人士的青睐。

6 参考文献

[1] 侯玉宝,陈忠平,李成群.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真[M],电子工业出版社,2008.9

[2] 谭浩强.C语言程序设计(第二版)[M],北京:清华大学出版社,1991.

[3] 谢维成,杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计[M],清华大学出版社,2009,7.

附录1系统主要功能展示图

图10 系统主要功能展示图

附录2 器件清单

表5 元器件清单表

附录3程序代码

源程序代码

#include

sbit sound=P3^7; //将sound位定义为P3.7

unsigned int C; //储存定时器的定时常数

//C调低音的音频宏定义

#define L1 262 //将"L1"宏定义为低音"1"的频率262Hz 时间是1/262=3826/2 us 取半周期

/*******************************************

函数功能:1个延时单位,延时200ms

******************************************/

void delay()

{

unsigned char i,j;

for(i=0;i<100;i++)

for(j=0;j<250;j++)

}

/*******************************************

主函数

******************************************/

void main(void)

{

unsigned char i,j;

//以下是《天空之城》简谱//每行对应一小节音符

unsigned int code f[]={ 880,987,/

**/1046,987,1046,1318,

/**/987,659,659,

/**/880,784,880,1046,

/**/784,659,659,

/**/698,659,698,1046,

/**/659,1046,1046,1046,

/**/987,698,698,987,

/**/987,880,987,

/**/1046,987,1046,1318,

/**/987,659,659,

/**/880,784,880,1046,784,659,

/**/698,1046,987,1046,

/**/1174,1174,1174,1046,

/**/1046,880,987,784,

/**/880,1046,1174,

/**/1318,1174,1318,1567,

/**/1046,987,1046,1318,

/**/1318, 1174,784,784,

/**/880,1046,987,1174,

/**/1046,784,784,

/**/1396,1318,1174,

/**/659,1318, 1046,1318,

/**/1760,1567,1567,

/**/1318,1174,1046,1046,

/**/1174,1046,1174,1567,

/**/1318,1318,1760,1567,

/**/1318,1174,1046,1046,

/**/1174,1046,1174,987,

/**/880,880,987,

/**/880, 0xff}; //以0xff作为音符的结束标志

unsigned char code JP[ ]={

4,4, /**/12,4,8,8, /**/20,4,4, /**/12,4,8,8,

/**/20,4,4, /**/12,4,4,12,20,4,4,4, /**/12,4,8,8,

/**/20,4,4, /**/12,4,8,8, /**/20,4,4, /**/12,4,8,8,

32, 4, /**/8,4,6,8, /**/4,4,4,16, /**/8,4,6,8,

/**/24,4,4, /**/12,4,8,8,24,4,4, /**/4,4,8,8,

/**/32, /**/4,8,8,6, /**/12,4,16, /**/8,8,8,8,30,

/**/20,8, /**/16,8,8, /**/4,4,16,8, /**/8,4,4,8,

/**/20,8,16,16, /**/4,20,8, /**/8,4,4,8,/**/20,4,4,

/**/32,

};

EA=1; //开总中断

ET0=1; //定时器T0中断允许

TMOD=0x00; // 使用定时器T0的模式1(13位计数器)

while(1)

{

i=0; //从第1个音符f[0]开始播放

while(f[i]!=0xff)

{

C=460830/f[i];

TH0=(8192-C)/32; //可证明这是13位计数器TH0高8位的赋初值方法TL0=(8192-C)%32; //可证明这是13位计数器TL0低5位的赋初值方法TR0=1; //启动定时器T0

or(j=0;j

delay(); //延时1个节拍单位

TR0=0; //关闭定时器T0

i++; //播放下一个音符

}

sound=0;

}

}

/*********************************************************** 函数功能:定时器T0的中断服务子程序,使P3.7引脚输出音频的方波************************************************************/ void Time0(void ) interrupt 1 using 1

{

Sound=!sound; //将P3.7引脚输出电平取反,形成方波

TH0=(8192-C)/32; //可证明这是13位计数器TH0高8位的赋初值方法TL0=(8192-C)%32; //可证明这是13位计数器TL0低5位的赋初值方法}

单片机课程设计(论文)电子音乐盒的单片机设计

单片机课程设计论文 题目 FSY电子音乐盒的单片机设计 学院通信与电子工程学院 专业班级电子083 学生姓名 指导教师王发智 2011年12月11日

摘要 为了实现单片机控制音乐播放,此次毕业设计做出了尝试,即电子音乐盒的设计。本设计采用了蜂鸣器发声来实现歌曲的播放,能保持基本音调不变,流畅播放出歌曲。现选用AT89S51单片机。 主要设计模块包括数码管显示部分,功能键盘部分,蜂鸣器发声部分,彩灯部分。数码管采用共阳极数码管,通过单片机P1口控制,实现歌曲序号的显示;功能键盘采用按键开关,通过单片机P3口控制,实现歌曲播放顺序的调换和暂停播放功能;蜂鸣器由单片机的P2口控制,实现歌曲播放;彩灯是由普通发光二极管代替,能实现单色长亮和闪烁效果。 主要工作过程是通过按下功能键实现上一首和下一首及暂停播放,同时有数码管显示当前播放歌曲的序号,蜂鸣器播放出音乐,当播放最后一首夜曲时还伴有彩灯闪烁。 此次设计要利用单片机及KeilC51编程软件编程和PROTEUS单片机仿真软件和电子电工等方面知识,用KeilC51编程软件编程,用PROTEUS单片机仿真软件仿真。最后制作实物,将程序下载到单片机中,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。 关键词:AT89S51单片机方波音调

Abstract In order to achieve single-chip control music playback,The design made an attempt to,That the design of electronic music box,This design uses a buzzer sound to achieve the song playing, can maintain the same basic tone, smooth playback of songs. AT89S51 microcontroller is used. Major design modules include digital display part, function keyboard parts, some of the buzzer sound, lights parts. Using common anode LED digital tube, through the P1 port control chip to realize the song number display; function keyboard with key switch, controlled by microcontroller port P3, playing songs in order to achieve the exchange and pause functions; buzzer by the microcontroller P2 port control, to achieve the song playing; lights are replaced by the ordinary light-emitting diodes, to achieve long light and color flashing effect. Main work process is achieved by pressing the function key and the next one on the head, and a pause, while a digital display serial number of the currently playing song, buzzer playing the music, when played with the last one Nocturne Shihai lights To take advantage of the chip design and software programming and programming KeilC51 PROTEUS microcontroller simulation software such as electrical and electronics knowledge, with KeilC51 programming software programming, microcontroller simulation software with the PROTEUS simulation. Finally, the physical production, the program to the microcontroller, the use of I / O ports have a certain frequency square wave to drive the buzzer, to issue a different tone to play music. Keywords:AT89S51 microcontroller square wave tone

音乐盒课程设计报告

音乐盒课程设计报告 XXXXXXXXXXXXX 一、项目概述: 随着社会的发展进步,许多人性化的电子产品被用在人们的日常生活中,而单片机被广泛运用到人们长期接触的事物上,比如银行交易窗口的滚动字幕,还有各种彩灯的控制,手机、计算机、机器人等各行各业中。基于AT89C52单片机的数字音乐盒就是这类产品,它不仅给人们带来了快乐,而且提高了人们的生活质量。 二、项目要求: 基于AT89C52单片机的数字音乐盒的设计要求如下: (1)用AT89C2单片机的I/O端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)共有10首乐曲,每首乐曲都有相应的按键控制,并且有开关键、暂停键、上一曲以及下一曲的控制键。 (3)LCD液晶显示歌曲的序号、播放时间、开机时显示英文欢迎提示字符。 三、知识要点: (一)、AT89C2芯片资料: 1)功能说明: 1、兼容MCS51指令系统。 2、8k可反复擦写(大于1000次)Flash ROM。 3、2KB的E2PROM程序存储器,可擦写10万次 4、32个双向I/O口。 5、256x8bit内部RAM。 5、3个16位可编程定时/计数器中断。 6、时钟频率12MHz。 7、1个可编程UART串行通道。 8、2个外部中断源,共9个中断源,6个中断矢量。 9、2个读写中断口线,3级加密位。 10、低功耗空闲和掉电模式,软件设置睡眠和唤醒功能。 11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式,以适应不同产品的需求。 2)引脚说明:

AT89C52是51系列单片机的一个型号,它是ATMEL公司生产的。AT89C52为40 脚双列直插封装的8 位通用微处理器,采用工业标准的C51内核,在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同,其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化,会聚调整控制,会聚测试图控制,红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有:XTAL1(19 脚)和XTAL2(18 脚)为振荡器输入输出端口,外接12MHz 晶振。RST/VPd(9 脚)为复位输入端口,外接电阻电容组成的复位电路。VCC(40 脚)和VSS(20 脚)为供电端口,分别接+5V电源的正负端。P0~ P3 为可编程通用I/O 脚,其功能用途由软件定义,在本设计中,P0 端口(32~39 脚)被定义为 N1 功能控制端口,分别与N1的相应功能管脚相连接,13 脚定义为IR输入端,10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口,分别连接N1的SDAS(18脚)和SCLS(19脚)端口,12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口,连接主板CPU 的相应功能端,用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。 本项目使用到的单片机引脚说明: 1)20、40号引脚分别接地和+5V电源。 2)18、29号引脚分别接振荡器反相放大器的输出端和振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 3)9号引脚接RST复位电路。 3)单片机使能信号接31号引脚,接+5V。 4)17号引脚(P3.7)接蜂鸣器电路通过定时器控制P3.7引脚上方波的占空比可以实现驱动蜂鸣器,发出不同的音调的功能。 5)P1端口控制4×4矩阵键盘,其中P1.0~P1.3 进行列扫描,P1.4~P1.7进行行扫描。6)P0端口用于接液晶显示器的数据位,由于P0端口驱动能力小,需外接电源和上拉电阻,此项目中接1K的排阻。 (二)、LCD1602资料: 1)、LCD1602介绍: 1602液晶显示器也叫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有若干个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,正因为如此所以他不能显示图形。 LCD1602是指显示的内容为16X2,即可以显示2行,每行16个字符液晶模块(显示字符和数字)。 1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H),显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A” 。 2)1602引脚说明:

音乐盒设计

基于89c52单片机音乐播放的设计安庆师范学院物理与电气工程学院

1、设计任务和要求 (1) 2、总体设计 (1) 3、硬件设计 (2) 3.1 硬件电路 (2) 3.2 原理说明 (2) 4、软件设计 (2) 5、仿真、安装和调试 (5) 6、收获与体会 (6) 附件1:元件清单 (6) 附件2: 总仿真电路图 (7) 附件3:音乐程序 (8)

音乐盒设计 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。 (2直接当前播放的歌曲。 (3)可通过功能键选择播放上一首、下一首和暂停播放歌曲。 2、总体设计 (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8052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==Fi=1MHZ,求低音D0(523HZ),高音的D0(1046HZ)的记数值。 T=65536-N=65536-Fi/2/Fr=65536-/2/Fr=65536-500000/Fr 低音D0的T=65536-500000/262=63627 中音D0的T=65536-500000/523=64580 高音D0的T=65536-500000/1047=65059

单片机电子琴音乐盒课程设计

课程设计报告 设计题目:单片机多功能音乐盒设计 【摘要】本设计是一个基于AT89C51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,一个用来暂停歌曲,另一个用来切换歌曲本音乐盒共有四首歌曲,还有4*4矩阵键盘电子琴弹奏功能,播放歌曲时,蜂鸣器发出音调,矩阵键盘无扫描信号,不动作。当按下暂停歌曲键时,可继续弹奏电子琴。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。 设计作者:吴文豪 专业班级/学号:10应电三班 1006020144 合作者1:专业班级/学号: 合作者2:专业班级/学号: 指导教师:王明文 设计时间:2012年5月12日———2012年6月3日

目录 引言 (1) 1.设计任务及要求 (2) 1.1设计任务 (2) 1.2设计要求 (2) 1. 3研究内容 (2) 2.系统总体设计 (3) 2.1系统结构框图设计及说明 (3) 3.软、硬件设计…………………………………………………………….. 3.1 系统硬件设计………………………………………………………… 3.1.1系统硬件原理图及工作原理说明………………………… 3.1.2单元电路设计原理与元件参数选择……………………… 3. 2系统软件设计…………………………………………………….. 3. 2. 1软件系统总流程图及设计思路说明…………………... 3. 2. 2软件各功能模块的流程图设计及思路说明…………... 4.安装与调试………………………………………………………………. 4.1安装调试过程……………………………………………………… 4.2调试中遇到的问题…………………………………………………5.结论………………………………………………………………………. 6.使用仪器设备清单………………………………………………………. 7.收获、体会和建议………………………………………………………. 8.参考文献…………………………………………………………………. 9.附录………………………………………………………………………

数字音乐盒课程设计

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

音乐盒设计

机电学院单片机课程设计 任务书 设计名称:音乐盒的设计 学生姓名:*** 指导教师:***** 起止时间:自*** 年* 月* 日起至*** 年*月* 日止 一、课程设计目的 利用AT89C51系列单片机,实现两首歌曲的依次、循环播放,并在播放歌曲的同时,与之对应的LED灯亮起,形成三种绚丽的灯光效果,制作成一个简单的音乐盒。 二、课程设计任务和基本要求 设计任务: 1.运用AT89C51系列单片机的技术原理,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; 2.运用2N2905三极管放大技术,对扬声器音频信号进行放大, 实现音乐播放功能; 3.8个LED灯对应音乐的不同音阶,实现伴随音乐播放,发出 不同的花样效果的功能。 基本要求: 1. 能够实现设计任务的基本功能; 2. 至少设计两种音乐的播放和三种灯光效果的制作; 3. 能够完成音乐盒实物的焊接; 4. 完成设计后独立撰写3000字左右的设计报告。

目录 摘要 (1) 关键字 (1) 1 概述 (2) 1.1设计意义 (2) 1.2设计方案 (2) 1.3设计内容 (2) 2 硬件设计 (3) 2.1音乐盒的结构框图 (3) 2.2单片机模块 (3) 2.2.1 AT89C51系列单片机介绍 (3) 2.2.2 最小系统 (4) 2.3扬声器模块 (4) 2.4LED显示模块 (5) 2.5按键模块 (5) 3 软件设计 (6) 3.1音乐盒的功能框图 (6) 3.2音调、节拍以及编码的确定方法 (6) 3.2.1 音调的确定 (6) 3.2.2 节拍的确定 (7) 3.2.3 编码 (8) 3.3软件程序设计 (9) 3.3.1 程序流程图 (9) 3.3.2 程序源代码 (10) 4 调试 (10) 4.1实验环境 (10) 4.1.1 PROTEUS软件简介 (10) 4.1.2 KEIL简介 (11) 4.2仿真调试 (11) 4.3花样灯3种效果 (12) 4.4实物调试 (13) 5 总结 (14) 参考文献 (15) 附录 (16) 附录1仿真电路图 (16) 附录2实物图 (16) 附录3元器件清单 (16) 附录4程序源代码及注释 (17)

课程设计-数字音乐盒

单片机课程设计-数字音乐盒 课程设计要求: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.选作内容:显示乐曲播放时间或剩余时间 硬件电路:本设计中用到了89C51单片机,4*4键盘,蜂鸣器,16*2 LCD,七段 显示数码管LED。 原理说明:当键盘有键按下时,判断键值,启动计数器T0,产生一定频率的脉冲,驱动蜂鸣器,放出乐曲。同时启动定时器T1,显示乐曲播放的时间,并动LCD,显示歌曲号及播放时间。也可在LED显示歌曲号。 (1)硬件电路中用P1.0~P1.7控制按键,其中P1.0~P1.3扫描行,P1.4~P1.7扫描列。 (2)用P0.0~P0.7,P2.0~P2.7控制LED,其中P0.0~P0.7控制七段码a,b,c,d,e,f,g,用P2.0~P2.7为数码管位选信号。 (3)用,P2.0~P2.2作为LCD的RS,R/W,E的控制信号。用P0.0~P0.7作为LCD的D0~D7的控制信号。 (4)用P3.7口控制蜂鸣器。 (5)电路为12MHZ晶振频率工作,起振电路中C1,C2均为30pf。

电路图: 【试验时请仔细阅读后文说明!此图仅为我站制作,并不代表原作者意愿;若您制作成功,望在网络推广。】实验控制流程图如下:

S BIT P2.0 ;定义液晶显示端口标号 RW BIT P2.1 E BIT P2.2 ;******************************************** L50MS EQU 60H L1MS EQU 61H L250MS EQU 62H SEC EQU 65H MIN EQU 64H HOU EQU 63H ;******************************************* org 0000h ljmp main ORG 000BH LJMP TT0 ORG 001BH LJMP T1INT org 1000h main: ;-----------------------;液晶初始化 MOV SP,#70H MOV P0,#01H ;清屏 CALL ENABLE MOV P0,#38H ;8位,2行显示

八音盒设计[实用版]..

《单片机原理及应用》课程设计 —八音盒设计 完成日期:2013年06月11日 目录 一、单片机设计课程的目的和基本要求 (2) 二、八音盒的设计要求 (3) 三、关于AT89C51 (3)

3.1、对于AT89C51的性能介绍 (3) 3.2、AT89C51的管脚介绍 (4) 四、总体设计 (5) 五、硬件原理及设计说明 (7) 六、软件设计流程图 (7) 七、程序输入窗口、编码及音乐程序 (7) 7.1程序输入窗口 (8) 7.2编码 (8) 7.3音乐程序 (9) 八、仿真和调试 (9) 九、元器件清单 (10) 十、电路总图 (10) 十一、实验总结 (11) 参考文献: (12) 一、单片机设计课程的目的和基本要求 大学本科生动手能力的培养和提高时大学本科的一个重要内容。本次课程的设计目的,是让我们通过课程设计建立起单片机应用系统的概念,根据系统设计要求,掌握初步的单片机系统设计方法,让学生的动手能力和对单片机系统从硬件系统和软件系统设计两个方面都得到实际的提高。为今后的毕业设计打下良好的基础。 课程设计的基本要求有: (1)在课程设计过程中,学会使用89S51单片机及相应绘图软件,根据设计要

求设计,编程,运行,调试最后提供课程设计报告; (2)课程设计应由学生本人独立完成,严禁抄袭; (3)认真编写课程设计报告。 二、八音盒的设计要求 8051八音盒 本设计利用8051单片机结合内部定时器LCD设计一个八音盒,按下单键可以演奏预先设置的歌曲旋律。本设计可以学习8051定时器程序设计,按键扫描及歌曲旋律简单直觉式输入法的设计方法。 其基本功能为:1使用LCD显示器来显示目前演奏的歌曲编号;2具有16个按键操作来选择演奏哪一首歌曲;3内建10首歌曲旋律,按下单键可以演奏歌曲;4演奏时可以按键中断。程序执行后工作指示LED闪动,表示程序开始执行,按下单键0~9便可以演奏歌曲,歌曲演奏中,可以按键中断。 三、关于AT89C51 3.1、对于AT89C51的性能介绍 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh 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。 它可以提供以下的功能标准: (1)4K的字节闪烁存储器; (2)128字节随机存取数据存储器; (3)32个I/O口; (4)2个16位定时/计数器; (5)1个5向量两级中断结构; (6)1个串行通信口; (7)片内振荡器和时钟电路。 另外AT89C51还可以警醒OHZ的惊涛逻辑操作,并支持两种软件的节点模式。

基于单片机的音乐盒设计_毕业设计

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

电子音乐盒(单片机课程设计)说明书

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

单片机音乐盒课程设计

姓名:蔡晓锋 学号:20114654 学院:计算机与信息工程学院 专业班级:自动化3班 论文题目:基于单片机的音乐盒设计任课老师:赵伟志

【摘要】本设计是一个基于STC 12c5608ad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,一个个用来切换8路LED的变化花样,本音乐盒共有两首歌曲播放歌曲时,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;STC 12c5608ad单片机; KEIL; PROTEUS; 课程设计目的 应用单片机,利用它的原理组成一个音乐播放器。本课程设计是主干实践课。课程的任务在于提高学生综合运用所学知识理论、分析解决问题的能力。 课程设计任务 ?以单片机为核心部件组成一个音乐播放器; ?利用单片机的定时器产生乐谱的各种频率方波,由蜂鸣器发出声音 设计原理 音调的确定: 不同音高的乐音是用C、D、E、F、G、A、B来表示,这7个字母就是音乐的音名,它们一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI,即唱成简谱的1、2、3、4、5、6、7,相当于汉字“多来米发梭拉西”的读音,这是唱曲时乐音的发音,所以

叫“音调”,即Tone。把C、D、E、F、G、A、B这一组音的距离分成12个等份,每一个等份叫一个“半音”。两个音之间的距离有两个“半音”,就叫“全音”。在钢琴等键盘乐器上,C–D、D–E、F–G、G–A、A–B两音之间隔着一个黑键,他们之间的距离就是全音;E–F、B–C两音之间没有黑键相隔,它们之间的距离就是半音。通常唱成1、2、3、4、5、6、7的音叫自然音,那些在它们的左上角加上﹟号或者b 号的叫变化音。﹟叫升记号,表示把音在原来的基础上升高半音,b叫降记音,表示在原来的基础上降低半音。例如高音DO的频率(1046Hz)刚好是中音DO的频率(523Hz)的一倍,中音DO的频率(523Hz)刚好是低音DO频率(266 Hz)的一倍;同样的,高音RE的频率(1175Hz)刚好是中音RE的频率(587Hz)的一倍,中音RE的频率(587Hz)刚好是低音RE频率(294 Hz)的一倍。 1)要产生音频脉冲,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。 2)利用发单片的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下,改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法。 此外结束符和休止符可以分别用代码00H和FFH来表示,若查表结果为 00H,则表示曲子终了;若查表结果为FFH,则产生相应的停顿效果。 3)例如频率为523Hz,其周期T=1/523=1912us,因此只要令计数器计时956us/1us=956,在每次技术956次时将I/O反相,就可得到中音DO(523Hz)。 计数脉冲值与频率的关系公式如下: N=Fi2Fr N:计算值;Fi:内部计时一次为1us,故其频率为1MHz; 其计数值的求法如下: T=65536-N=65536-Fi2Fr 例如:设K=65536,F=1000000=Fi=1MHz,球低音DO(261Hz)。中音DO(523Hz)。高音的DO(1046Hz)的计算值 T=65536-N=65536-Fi2Fr=65536-10000002Fr=65536-500000/Fr 低音DO的T=65536-500000/262=63627

数字音乐盒地设计与实现

课程设计报告 课程设计名称:微机系统综合课程设计课程设计题目:数字音乐盒的设计与实现

1 总体设计方案 1.1 题目介绍与要求 本次课程设计的任务是运用伟福Lab8000试验箱和keil软件设计并实现一个数字音乐盒,要求采用I/O产生一定频率的方波,从而驱动蜂鸣器发出不同的音调,演奏乐曲;并且需要采用七段数码管显示当前播放的歌曲序号和播放时间;还得通过数字键盘直接选择乐曲,控制选择上一曲和下一曲音乐,具有暂停和播放控制功能。 1.2设计思路 1.2.1音调的产生 频率的高低决定了音调的高低。音乐的十二平均率规定:每两个八度音(如简谱中的中音1和高音1)之间的频率相差一倍。在两个八度音之间又分为十二个半音。另外,音名A(简谱中的低音6)的频率为440Hz,音名B到C之间、E 到F之间为半音,其余为全音。由此可以计算出简谱中从低音1到高音1之间每个音名对应的频率,所有不同频率的信号都是从同一个基准频率分频得到的。 要产生音频脉冲,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51单片机的部定时器使其工作在计数器模式MODE1下,改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法。 此外结束符和休止符可以分别用代码00H和FFH来表示,若查表结果为00H,则表示曲子终了;若查表结果为FFH,则产生相应的停顿效果。 例如频率为523Hz,其周期T=1/523=1912us,因此只要令计数器计时956us/1us=956,在每次技术956次时将I/O反相,就可得到中音DO(523Hz)。计数脉冲值与频率的关系公式如下:

最新声光音乐盒设计设计说明

声光音乐盒设计设计 说明

湄洲湾职业技术学院声光音乐盒设计说明书 系别:自动化工程系

目录 1.前言 (1) 2.系统设计技术参数要求 (2) 3.系统设计 (3) 3.1系统设计总体框图 (3) 3.2各模块原理说明 (5) 3.3 系统总原理图说明 (7) 3.4系统印刷电路板的制作 (8) 3.5系统的操作说明 (8) 参考文献 (9) 致谢词 (10) 附录 (11) 附录1 系统总原理图 (11) 附录2 系统印刷电路板的制作图 (12) 附录3 元件清单 (13) 附录4 源程序 (14)

1.前言 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,能演奏和弦音乐,功能多,外观效果多彩,使用方便,并具有一定的商业价值。 单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物,属第四代电子计算机,它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此,单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 电子式音乐盒是现代电子科技与音乐结合的产物,它在现代音乐扮演着重要的角色,单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性,它已经溶入现代人们的生活中,成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用STC89C51单片机为核心控制元件,设计一个电子式音乐盒。以单片机作为主控核心,与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块。 本文主要对使用单片机设计简易电子式音乐盒进行了分析,并介绍了基于单片机电子式音乐盒系统统硬件组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶,可以播放事先保存的三首优美的曲目。本文分别从原理图,主要芯片,各模块原理及各模块的程序的调试来详细阐述。通过设计本系统有助于增进了解单片机的基本功能,使制作者对单片机的原理的理解和应用能力显著提高。

基于51单片机的音乐盒的设计毕业论文

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。

音乐盒毕业设计论文

毕业设计论文 设计课题:___________________ 设计者1:___________________ 设计者2:___________________ 设计者3:___________________ 指导教师:___________________ 答辩时间:___________________

摘要 本设计是以单片机技术应用为主线,主控芯片采用AT89S51芯片,采用汇编语言设计程序。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。本课程设计的音乐盒式以单片机为核心元件的电子式音乐盒,体积小,重量轻,能演奏和旋音乐,能弹奏do、re、mi、fa、so、la、si七个音,可以当作一个小小电子琴,由弹奏者弹奏想要的歌曲,给弹奏者提供无限音乐乐趣,还可以播放7首歌,曲目可自由选择。本程设计的音乐盒功能多,使用方便,并具有一定的商业价值,可以生产为小朋友的智力开发玩具,也可生产为年轻人和老年人生活中的不可缺少的音乐盒。

1、 系统总体设计方案及硬件设计 1.1系统总体设计方案 利用单片机于外接独立式按键,通过按键可随意选择播放曲目,按键按下一次,歌曲播放一遍。通过切换键,可切换音乐盒功能与电子琴功能。电子琴是利用各音节的频率与延时时间的结合,不同频率的脉冲经扬声器驱动电路放大后,就会发出7不同音调,达到电子琴固有的基本功能。通过接有一个LM386功率放大器的扬声器播放声音。系统总体设计图如图1。 图1系统总体设计图 1.2硬件设计 硬件功能模块划分:单片机最小系统电路模块、按键电路模以及功放电路模块。 (1)最小系统电路模块 最小系统图包括单片机、复位电路、晶振电路以及电源电路。如图 2

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