数字音乐盒 课程设计报告
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#define SOUND_SPACE4/5//定义普通音符演奏的长度分率,//每4分音符间隔
sbit BeepIO =P2^0;//定义输出管脚
unsigned char code duan[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//duan code 0~9
unsigned int code FreTab[12] = { 262,277,294,311,330,349,369,392,415,440,466,494 }; //原始频率表
unsigned char code SignTab[7] = { 0,2,4,5,7,9,11 };//1~7在频率表中的位置
unsigned char Tone,Length,SL,SH,SM,SLen,XG,FD;
#ifdef USE_LCD
lcd_init();
lcd_write_string(0,"MusicPlayer");
#endif
Again :
for(i=0;i<12;i++)//根据调号及升降八度来生成新的频率表
TH0 = Sound_Temp_TH0;
TL0 = Sound_Temp_TL0 + 12; //加12是对中断延时的补偿
}
if(KeyScan())goto Again;/*more keyscan for speed*/
SLen=LengthTab[Length%10];//算出是几分音符
XG=Length/10%10;//算出音符类型(0普通1连音2顿音)
本设计中用到89C51单片机，喇叭，七段显示数码管LED。（硬件电路原理图如图1所示）
3.2 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,显示歌曲号。
（1）硬件电路中用 、 分别接S1、S2作为上、下一曲的功能键
（2）用P1.0-P1.6控制七段码a,b,c,d,e,f。
FD=Length/100;
LDiv=LDiv0/SLen;//算出连音音符演奏的长度(多少个10ms)
if (FD==1)
LDiv=LDiv+LDiv/2;
if(XG!=1)
if(XG==0)//算出普通音符的演奏长度
if (SLen<=4)
LDiv1=LDiv-LDiv4;
else
LDiv1=LDiv*SOUND_SPACE;
《数字音乐盒》
课程设计报告
专 业：
班 级：
姓 名：
指导教师：
2011 年 6 月 24 日
第一章 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(内存两首乐曲)。
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，暂停，播放，上一曲，下一曲。
[5] 阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，1998.12，第4版
[6]邓元庆.数字电路与逻辑设计[M].北京：电子工业出版社，2001
附件A：元件清单
元器件名
规格/型号
单组数量
备注
电阻
510Ω、1/4W
2
10K、1/4W
2
1K、1/4W
2
电阻排
510Ω*8
1
瓷片电容
22pF
2
独石电容
锡焊丝
1.0mm
2m×16
松香
1盒×16
蜂鸣器
无源
1
附件B:总电路图
附件C：音乐程序
#include <reg52.h>
#include "Music.h"
#include "SoundPlay.h"
#include "lcd.h"
#define SYSTEM_OSC12000000//定义晶振频率12000000HZ
signed char FlagNo=0;
static unsigned char KeyScan(void);
#define MaxNo 3//定义歌曲数目
sbit KeyF =P3^3;
sbit KeyB =P3^2;
sbit KeyT =P3^5;
bit RunStop = 1; //1表示运行
TH1 = Sound_Temp_TH1;
TL1 = Sound_Temp_TL1;
TMOD |= 0x11;//两个定时器都工作在方式1
ET0 = 1;
ET1= 0;
TR0= 0;
TR1 = 0;
EA = 1;
FlagNo = 0;
Sound = Music[FlagNo];
P0 = duan[FlagNo+1];
unsigned char code LengthTab[7]= { 1,2,4,8,16,32,64 };
unsigned char Sound_Temp_TH0,Sound_Temp_TL0;//音符定时器初值暂存
unsigned char Sound_Temp_TH1,Sound_Temp_TL1;//音长定时器初值暂存
}
void BeepTimer0(void) interrupt 1//音符发生中断
{
BeepIO = !BeepIO;
TH0 = Sound_Temp_TH0;
TL0 = Sound_Temp_TL0;
}
//**************************************************************************
void Play(unsigned char Signature,unsigned Octachord,unsigned int Speed)
{
unsigned int NewFreTab[12];//新的频率表
unsigned char i,j;
unsigned int Point,LDiv,LDiv0,LDiv1,LDiv2,LDiv4,CurrentFre,Temp_T,SoundLength;
{
SL=Tone%10;//计算出音符
SM=Tone/10%10;//计算出高低音
SH=Tone/100;//计算出是否升半
CurrentFre = NewFreTab[SignTab[SL-1]+SH];//查出对应音符的频率
if(SL!=0)
{
if (SM==1) CurrentFre >>= 2;//低音
void InitialSound(void)
{
BeepIO = 0;
Sound_Temp_TH1 = (65535-(1/1200)*SYSTEM_OSC)/256;//计算TL1应装入的初值(10ms的初装值)
Sound_Temp_TL1 = (65535-(1/1200)*SYSTEM_OSC)%256;//计算TH1应装入的初值
if (SM==3) CurrentFre <<= 2;//高音
Temp_T = 65536-(50000/CurrentFre)*10/(12000000/SYSTEM_OSC);//计算计数器初值
Sound_Temp_TH0 = Temp_T/256;
Sound_Temp_TL0 = Temp_T%256;
for(i=LDiv1;i>0;i--)//发规定长度的音
{பைடு நூலகம்
while(TF1==0);
TH1 = Sound_Temp_TH1;
TL1 = Sound_Temp_TL1;
（3）用P2.0口控制喇叭。
（4）电路为12MHZ晶振频率工作，起振电路中C1,C2均为30pf。
表3.1 电容与晶振明细
电容
3
30pf(2个),10uf(1个)
晶振
1
CRYSTAL
本程序可以实现课程设计的基本要求，并可以通过按键播放歌曲，程序流程图如下：
图4.1 音乐盒设计
1． 这学期学习单片机的时间不长，只有15周的时间，所以对单片机的硬件设计，软件设计掌握的深度不够，但在这次课程设计中，我静下心来认真的看电路图，设计硬件的布局，在程序的设计，程序的调试方面都学到了很多东西，这是第一次编写单片机的大程序，很有成就感。
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)。
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
3.1 硬件电路
else
LDiv1=LDiv/2;//算出顿音的演奏长度
else
LDiv1=LDiv;
if(SL==0) LDiv1=0;
LDiv2=LDiv-LDiv1;//算出不发音的长度
if(KeyScan())goto Again;/*more keyscan for speed*/
if (SL!=0)
{
TR0=1;
{
j = i + Signature;
if(j > 11)
{
j = j-12;
NewFreTab[i] = FreTab[j]*2;
}
else
NewFreTab[i] = FreTab[j];
if(Octachord == 1)
NewFreTab[i]>>=2;
else if(Octachord == 3)
2． 在一个好的氛围里才能踏下心来做东西，在这几天课设的时间里，实验的氛围对我们的影响很大，大家一起努力，这也是我们能完成课设的动力。另外在编程中出现问题时，一定要戒骄戒躁，脚踏实地，认真看书，仔细分析，仔细调试，就一定会发现错误，克服困难，我们也是这么做的，这在课设中十分重要。
3． 总之，通过这次课程设计，自己亲自去做了一样东西，并且做成了，很有成就感，从中获益匪浅啊。
//**************************************************************************
unsigned char code *Sound;
unsigned char code *Music[3]={Music_Girl,Music_Same,Music_Two};
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。
NewFreTab[i]<<=2;
}
SoundLength = 0;
while(Sound[SoundLength] != 0x00)//计算歌曲长度
{
SoundLength+=2;
}
Point = 0;
Tone = Sound[Point];
Length = Sound[Point+1];//读出第一个音符和它时时值
LDiv0 = 12000/Speed;//算出1分音符的长度(几个10ms)
LDiv4 = LDiv0/4;//算出4分音符的长度
LDiv4 = LDiv4-LDiv4*SOUND_SPACE;//普通音最长间隔标准
TR0= 0;
TR1 = 1;
while(Point < SoundLength)
0.1µF
2
三极管
9013
1
晶体振荡器
12MHz(矮封装)
1
集成块
AT89S52（DIP封装）
1
IC插座
40PIN
1
数码管
1位动态、红光、共阳极
1
接插件
DC3-10P
1
与ISP下载线接口
按键
国产欧姆龙轻触按键，带透明帽
4套
万能电路板（面包板）
17cm*22cm
1块×16
导线
0.3mm2单股导线
4m×16
参 考 文 献
[1] 许珉.单片机原理及应用[M]. 北京:中国电力出版社,2007.08
[2]三恒星科技.MCS-51单片机原理与应用实例[M]. 北京：电子工业出版社，2008.01
[3]王为青，程国钢.单片机Keil Cx51应用开发技术[M].北京：人民邮电出版社，2007.02
[4]John Markus.电子电路大全[M].北京：计量出版社，1995
sbit BeepIO =P2^0;//定义输出管脚
unsigned char code duan[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//duan code 0~9
unsigned int code FreTab[12] = { 262,277,294,311,330,349,369,392,415,440,466,494 }; //原始频率表
unsigned char code SignTab[7] = { 0,2,4,5,7,9,11 };//1~7在频率表中的位置
unsigned char Tone,Length,SL,SH,SM,SLen,XG,FD;
#ifdef USE_LCD
lcd_init();
lcd_write_string(0,"MusicPlayer");
#endif
Again :
for(i=0;i<12;i++)//根据调号及升降八度来生成新的频率表
TH0 = Sound_Temp_TH0;
TL0 = Sound_Temp_TL0 + 12; //加12是对中断延时的补偿
}
if(KeyScan())goto Again;/*more keyscan for speed*/
SLen=LengthTab[Length%10];//算出是几分音符
XG=Length/10%10;//算出音符类型(0普通1连音2顿音)
本设计中用到89C51单片机，喇叭，七段显示数码管LED。（硬件电路原理图如图1所示）
3.2 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,显示歌曲号。
（1）硬件电路中用 、 分别接S1、S2作为上、下一曲的功能键
（2）用P1.0-P1.6控制七段码a,b,c,d,e,f。
FD=Length/100;
LDiv=LDiv0/SLen;//算出连音音符演奏的长度(多少个10ms)
if (FD==1)
LDiv=LDiv+LDiv/2;
if(XG!=1)
if(XG==0)//算出普通音符的演奏长度
if (SLen<=4)
LDiv1=LDiv-LDiv4;
else
LDiv1=LDiv*SOUND_SPACE;
《数字音乐盒》
课程设计报告
专 业：
班 级：
姓 名：
指导教师：
2011 年 6 月 24 日
第一章 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(内存两首乐曲)。
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，暂停，播放，上一曲，下一曲。
[5] 阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，1998.12，第4版
[6]邓元庆.数字电路与逻辑设计[M].北京：电子工业出版社，2001
附件A：元件清单
元器件名
规格/型号
单组数量
备注
电阻
510Ω、1/4W
2
10K、1/4W
2
1K、1/4W
2
电阻排
510Ω*8
1
瓷片电容
22pF
2
独石电容
锡焊丝
1.0mm
2m×16
松香
1盒×16
蜂鸣器
无源
1
附件B:总电路图
附件C：音乐程序
#include <reg52.h>
#include "Music.h"
#include "SoundPlay.h"
#include "lcd.h"
#define SYSTEM_OSC12000000//定义晶振频率12000000HZ
signed char FlagNo=0;
static unsigned char KeyScan(void);
#define MaxNo 3//定义歌曲数目
sbit KeyF =P3^3;
sbit KeyB =P3^2;
sbit KeyT =P3^5;
bit RunStop = 1; //1表示运行
TH1 = Sound_Temp_TH1;
TL1 = Sound_Temp_TL1;
TMOD |= 0x11;//两个定时器都工作在方式1
ET0 = 1;
ET1= 0;
TR0= 0;
TR1 = 0;
EA = 1;
FlagNo = 0;
Sound = Music[FlagNo];
P0 = duan[FlagNo+1];
unsigned char code LengthTab[7]= { 1,2,4,8,16,32,64 };
unsigned char Sound_Temp_TH0,Sound_Temp_TL0;//音符定时器初值暂存
unsigned char Sound_Temp_TH1,Sound_Temp_TL1;//音长定时器初值暂存
}
void BeepTimer0(void) interrupt 1//音符发生中断
{
BeepIO = !BeepIO;
TH0 = Sound_Temp_TH0;
TL0 = Sound_Temp_TL0;
}
//**************************************************************************
void Play(unsigned char Signature,unsigned Octachord,unsigned int Speed)
{
unsigned int NewFreTab[12];//新的频率表
unsigned char i,j;
unsigned int Point,LDiv,LDiv0,LDiv1,LDiv2,LDiv4,CurrentFre,Temp_T,SoundLength;
{
SL=Tone%10;//计算出音符
SM=Tone/10%10;//计算出高低音
SH=Tone/100;//计算出是否升半
CurrentFre = NewFreTab[SignTab[SL-1]+SH];//查出对应音符的频率
if(SL!=0)
{
if (SM==1) CurrentFre >>= 2;//低音
void InitialSound(void)
{
BeepIO = 0;
Sound_Temp_TH1 = (65535-(1/1200)*SYSTEM_OSC)/256;//计算TL1应装入的初值(10ms的初装值)
Sound_Temp_TL1 = (65535-(1/1200)*SYSTEM_OSC)%256;//计算TH1应装入的初值
if (SM==3) CurrentFre <<= 2;//高音
Temp_T = 65536-(50000/CurrentFre)*10/(12000000/SYSTEM_OSC);//计算计数器初值
Sound_Temp_TH0 = Temp_T/256;
Sound_Temp_TL0 = Temp_T%256;
for(i=LDiv1;i>0;i--)//发规定长度的音
{பைடு நூலகம்
while(TF1==0);
TH1 = Sound_Temp_TH1;
TL1 = Sound_Temp_TL1;
（3）用P2.0口控制喇叭。
（4）电路为12MHZ晶振频率工作，起振电路中C1,C2均为30pf。
表3.1 电容与晶振明细
电容
3
30pf(2个),10uf(1个)
晶振
1
CRYSTAL
本程序可以实现课程设计的基本要求，并可以通过按键播放歌曲，程序流程图如下：
图4.1 音乐盒设计
1． 这学期学习单片机的时间不长，只有15周的时间，所以对单片机的硬件设计，软件设计掌握的深度不够，但在这次课程设计中，我静下心来认真的看电路图，设计硬件的布局，在程序的设计，程序的调试方面都学到了很多东西，这是第一次编写单片机的大程序，很有成就感。
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)。
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
3.1 硬件电路
else
LDiv1=LDiv/2;//算出顿音的演奏长度
else
LDiv1=LDiv;
if(SL==0) LDiv1=0;
LDiv2=LDiv-LDiv1;//算出不发音的长度
if(KeyScan())goto Again;/*more keyscan for speed*/
if (SL!=0)
{
TR0=1;
{
j = i + Signature;
if(j > 11)
{
j = j-12;
NewFreTab[i] = FreTab[j]*2;
}
else
NewFreTab[i] = FreTab[j];
if(Octachord == 1)
NewFreTab[i]>>=2;
else if(Octachord == 3)
2． 在一个好的氛围里才能踏下心来做东西，在这几天课设的时间里，实验的氛围对我们的影响很大，大家一起努力，这也是我们能完成课设的动力。另外在编程中出现问题时，一定要戒骄戒躁，脚踏实地，认真看书，仔细分析，仔细调试，就一定会发现错误，克服困难，我们也是这么做的，这在课设中十分重要。
3． 总之，通过这次课程设计，自己亲自去做了一样东西，并且做成了，很有成就感，从中获益匪浅啊。
//**************************************************************************
unsigned char code *Sound;
unsigned char code *Music[3]={Music_Girl,Music_Same,Music_Two};
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。
NewFreTab[i]<<=2;
}
SoundLength = 0;
while(Sound[SoundLength] != 0x00)//计算歌曲长度
{
SoundLength+=2;
}
Point = 0;
Tone = Sound[Point];
Length = Sound[Point+1];//读出第一个音符和它时时值
LDiv0 = 12000/Speed;//算出1分音符的长度(几个10ms)
LDiv4 = LDiv0/4;//算出4分音符的长度
LDiv4 = LDiv4-LDiv4*SOUND_SPACE;//普通音最长间隔标准
TR0= 0;
TR1 = 1;
while(Point < SoundLength)
0.1µF
2
三极管
9013
1
晶体振荡器
12MHz(矮封装)
1
集成块
AT89S52（DIP封装）
1
IC插座
40PIN
1
数码管
1位动态、红光、共阳极
1
接插件
DC3-10P
1
与ISP下载线接口
按键
国产欧姆龙轻触按键，带透明帽
4套
万能电路板（面包板）
17cm*22cm
1块×16
导线
0.3mm2单股导线
4m×16
参 考 文 献
[1] 许珉.单片机原理及应用[M]. 北京:中国电力出版社,2007.08
[2]三恒星科技.MCS-51单片机原理与应用实例[M]. 北京：电子工业出版社，2008.01
[3]王为青，程国钢.单片机Keil Cx51应用开发技术[M].北京：人民邮电出版社，2007.02
[4]John Markus.电子电路大全[M].北京：计量出版社，1995