基于51单片机音乐盒课程设计报告书

课程名称：微机原理课程设计题目：基于51单片机的音乐盒设计页脚.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。

本设计是一个基于STC89C52RC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，一个按键用来控制歌曲的播放、暂停以及换曲，另一个用来控制数码管上歌曲次序的变化，本音乐盒共有三首歌曲。

播放歌曲时，相应歌曲对应相应数码管上歌曲次序的显示。

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。

随后依照仿真布局在Altium Designer软件中绘制PCB单面板，检查无误后制成实物单面覆铜板。

关键字：STC89C52RC KEIL PROTEUS PCB一、设计任务与要求............................................ - 4 -1.1 设计任务......................................................... - 4 -1.2 设计要求......................................................... - 4 -1.3 发挥部分......................................................... - 4 -二、方案总体设计.............................................. - 5 -2.1 方案列举......................................................... - 5 -2.2 方案论证......................................................... - 5 -2.3 总体设计原理..................................................... - 5 -三、硬件设计.................................................. - 6 -3.1 STC89C52RC芯片.................................................. - 6 -3.2 晶振电路......................................................... - 7 -3.3 开关按键电路..................................................... - 7 -3.4 P0口上拉电阻.................................................... - 8 -3.5 复位电路......................................................... - 9 -3.6 蜂鸣器电路....................................................... - 9 -3.7 电源电路........................................................ - 10 -3.8 一位共阴数码管.................................................. - 11 -四、软件设计................................................. - 13 -4.1 软件设计程序流程图.............................................. - 13 -4.2 软件头文件定义以及字符类型定义.................................. - 14 -4.3 音频、音调程序设计.............................................. - 14 -4.4 按键与蜂鸣器接口端程序设计...................................... - 15 -4.5 外部中断程序设计................................................ - 15 -4.6 定时程序设计.................................................... - 16 -4.7 延时程序编写.................................................... - 17 -4.8 主程序的编写.................................................... - 17 -五、系统仿真与调试........................................... - 19 -5.1 仿真平台........................................................ - 19 -5.2 仿真调试........................................................ - 19 -5.3 测试总结........................................................ - 20 -六、PCB单面板制作............................................ - 21 -6.1 绘制平台........................................................ - 21 -6.2 原理图的绘制.................................................... - 21 -6.3 PCB单面板的绘制................................................ - 21 -七、设计总结与心得体会....................................... - 23 -7.1 设计总结........................................................ - 23 -7.2 心得体会........................................................ - 23 -八、参考文献................................................. - 24 -附录一：源程序............................................... - 25 -一、设计任务与要求1.1 设计任务制作一个简易音乐盒，要求利用若干开关按键控制音乐播放并利用一位数码管显示相关消息。

1.2 设计要求完成该模块的硬件和软件的设计，在Proteus软件上仿真通过后，用Altium_Designer 软件进行PCB单面板的绘制，修改合理后制成单面覆铜板。

随后将程序下载到单片机进行硬件验证。

最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明文档。

1.3 发挥部分分别利用两个开关按键控制音乐的播放暂停和换曲操作，同时利用一位共阴数码管显示相关歌曲曲目的变化。

二、方案总体设计2.1 方案列举方案一：用四个按键控制音乐的播放。

3个按键选择3首不同的音乐播放，另一个按键控制音乐的停止。

按下播放键，简单的控制之后，才开始播放音乐。

比如，用定时器控制，亮灯倒计时10秒然后触发音乐播放。

方案二:用两个按键控制音乐的播放。

一个按键（S1）控制音乐的播放、暂停以及换曲，另一个按键(S2)控制数码管上的曲目的更换。

按下播放键S1，单片机开始播放音乐，再次按下该键，音乐播放暂停第三次按下该键，歌曲默认更换到下一首。

每次按下选曲按键S2，单片机暂停当前歌曲的播放，并依次在数码管上显示曲目的更换。

2.2 方案论证在方案1中，共用了4个按键，其中3个按键控制播放3首音乐，另一个键控制音乐播放的停止。

但是只能选择3首音乐，不能显示是哪首歌局限性太强。

因此我们选择方案二更为合适、妥当。

2.3 总体设计原理本次设计是一个基于STC89C52RC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、蜂鸣器以及显示电路组成。

使用一个按键来控制开始，播放和暂停、换曲。

利用一个按键来显示数码管上曲目的更换并暂停当前曲目的更换，共三首音乐，蜂鸣器每播放一首歌时数码管上显示相对应的歌曲次序。

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。

随后依照仿真布局在Altium Designer软件中绘制PCB单面板，检查无误后制成实物单面覆铜板。

三、硬件设计3.1 STC89C52RC芯片STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051片机。

其引脚图如图1所示。

图1 STC89C52RC芯片引脚图STC89C52RC主要特性如下：➢增强型8051单片机，指令代码完全兼容传统8051；➢工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）；➢工作频率围：0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz；➢用户应用程序空间为8K字节；➢片上集成512字节RAM；➢通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻；➢ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RXD/P3.0，TXD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片；➢具有EEPROM功能；➢具有看门狗功能；➢共有2个16位定时器/计数器；即定时器T0、T1；➢外部中断2路，下降沿中断或低电平触发电路，PowerDown模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒；➢通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART；➢工作温度围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）；➢PDIP封装。