本科毕业设计(基于单片机的音乐盒的设计)
本科毕业设计（论文）基于单片机的音乐盒的设计
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二〇一四年六月
江苏理工学院毕业设计说明书（论文）
基于单片机的音乐盒的设计
摘要：本次设计根据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编程，制作出一个基于AT89C52单片机的简易音乐播放器，该系统以单片机作为电路的主控核心，硬件电路主要由按键电路、复位电路、显示电路等模块组成。系统软件采用C语言进行编写，采用了模块化编程，其移植性较好。系统程序主要包括主程序、播放子程序、按键子程序、延时子程序等。该系统有歌曲播放、电子琴两种模式，可通过按键进行模式选择。
本论文包括系统方案的建立、硬件电路的具体设计及软件的程序实现等过程。并通过软硬件的联合调试，验证了设计方案的可行性。该系统最终实现了模式的选择、歌曲的选择及播放等功能，实验证明，该系统具有一定的实用性。
关键词：AT89C52单片机；软件编程；音乐盒
I
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The Design of Music Box of the Single Chip Microcomputer
Abstract:This design according to principle of single chip microcomputer technology,through the hardware circuits and software programming,make a simple music player based on AT89C52 single chip microcomputer,the system with single chip microcomputer as control core of the circuit,the hardware circuit is mainly composed of keypad circuit,reset circuit,display circuit module .System software using C language to write,using the modular programming.the portablility is good.System program mainly includes the main program subroutine,played subroutines,buttons,delay subroutine.The system has a song play,keyboard two modes,can through the button to choose.
This paper includes the establishment of the system,detailed design of hardware circuit and software program implementation process.And through the software and hardware joint debugging,verify the feasibility of design scheme.The system finally realize the pattern selection,selection of songs and play function,such as experiments show that the system has a certain practicality.
Keywords: AT89C52 microcontroller,；Software programming；the music box
II
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目录
第1章绪论 (1)
1.1 课题背景及研究意义 (1)
1.2 课题设计目的及主要工作 (2)
第2章课题任务分析与方案选择 (3)
2.1课题任务分析 (3)
2.2硬件电路的组成 (3)
2.3 设计功能要求 (3)
2.4 总体设计原理 (4)
2.5 总体设计框图 (4)
2.6 选用的方案 (5)
第3章系统硬件设计 (6)
3.1 单片机最小系统 (6)
3.1.1 AT89C52单片机介绍 (6)
3.2.2 复位电路介绍 (8)
3.2.3晶振电路介绍 (9)
3.3 显示电路 (10)
3.4 4*4矩阵键盘识别电路 (11)
3.5 声音电路 (12)
第4章软件设计 (14)
4.1 Proteus仿真软件与Keil编译介绍 (14)
4.2 音调与节拍 (15)
4.2.1 发声原理 (15)
4.2.2 音调的确定 (16)
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4.2.3 节拍的确定 (17)
4.2.4 音乐编码 (18)
4.3 系统软件总体设计流程图 (18)
4.3.1 主程序流程图 (18)
4.3.2 歌曲播放流程图 (20)
4.3.3 按键扫描流程图 (20)
4.3.4 延时子程序流程图 (21)
第5章总结 (23)
致谢 (24)
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参考文献 (25)
附录1：电路原理图 (27)
附录2：元器件清单 (28)
附录3：源程序 (29)
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第1章绪论
1.1课题背景及研究意义
单片机应用到当前社会的各个领域中，既提高了社会的信息化水平又大力的发展了社会的生产力，同时也使目前电子产品的性能有了更高的提升，从而使产品更新换代的周期也逐渐变短。如今，单片机不仅有着高性能与多品种性能的发展趋势，并且还向着其他优良方向发展，比如向着CMOS化、低耗能、小巧、大容量、高性能、廉价和外围电路内装化等。单片机从本质上转变了传统控制系统中的设计思想与设计方式，这在其应用中具有很重要的价值[1]。以前的状态是，只能通过模拟电路或者是数字电路的应用，才可以将大部分的功能实现，而目前的状态可以直接使用软件编程的方式来实现单片机的功能。这种被称为微控制技术的方法是对传统控制技术的一次革命，就是使用软件的方式取代使用硬件的方式来实现功能的控制技术[2]。单片机可以很成功的应用到嵌入式系统当中，因此它获得了更多应用的机会，相比与专用处理器来说，这是超越其应用的优势。换个方式讲单片机是世界上个数最多的计算机。集成单片机已经应用到到的大部分电子和机械产品中，是目前人类的生产生活的主流。大多数电子产品中都会配有1到2部单片机，比如正常生活中人们通讯时用到的手机、电话，生产生活中用到的计算器、家用电器，以及娱乐项目中的电子玩具、掌上电脑，另外还包括一些电脑配件键盘鼠标之类的。而台式机，笔记本电脑等个人电脑中也都有许多单片机在工作。其他的一些大一点的产品中通常会配有40部以上的单片机，比如汽车等，而特殊的一些大型机械上的单片机会有更多，甚至能达到上百台，并且可以同时工作，在庞大的工业控制系统上就是如此。由此可见就算PC机和其他控制系统的合在一起，他们的总数也远远不及单片机的数目，甚至比人的数量还要多[3]。因此单片机地研究前景有非常广阔的空间。所以现实生活中单片机的影响已经融入到大多数的研究领域,例如军事中装配的导弹导航系统，装在飞机上的各种仪器的控制系统，计算机之间的网络通讯和数据传输，包括运用在工业自动化过程的实时控制和数据处理，还有人们在生活中用到的各类智能IC卡，在民用轿车中应用到的安全保障系统，包括一些普通生活的一些控制系统中也有应用，比如录像机、摄像机、全自动洗衣机，包括其他的一些电子玩具、电子宠物等娱乐产品，这些都离不开单片机的应用[4]。我们所接触的信息在随着科学技术的提高和人类社会的进步发展中会不断扩大并且越来越复杂。面对如此多如牛毛的信息，人们已经可以利用
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计算机等工具准确高效地对其进行处理，但是想要将处理成功的信息能及时，清晰地传递给别人，还必须利用更加高效的显示技术来实现相应的功能。其中能成熟的结合单片机技术和液晶显示技术，使得智能可视化技术成为信息传输交流技术发展的主流方向[5]。说到音乐盒的历史发展，可以上溯到欧洲文艺复兴的年代，也就是中世纪时期。那个时候其主要的作用只是为教会的钟塔提供时间提醒用的，这种装置构成单一，就是把各种不一样的钟表装在一个机器上，所以也叫做“可发出声音的组钟”。所以音乐盒的成长历史有将近300多年，同时也见证了人类历史文化的发展[6]。机械音乐盒在最初的音乐盒中是占据主流的，他是利用齿轮来让铁桶滚动,铁桶上装有铁棒，通过铁棒与铁片相互碰撞从而制成琴键，从而发出声音的原理。但是，机械音乐盒的缺点很多，比如外形大，个体沉重，且发声单一。而且有着一些容易让内部铁条变形的外在因素在影响，比如水，粉尘等，都会造成音准失调，时间一长就会让音乐盒的发音跑调。另外，机械音乐盒放音时必须放平不可动摇，才能发出好的音质。而且机械音乐盒价格昂贵，不允许大批量生产，商业价值不高[7]。而如今随着科技的进步，人们能将现代电子科技和音乐相结合，并产生一个新的产物，被称为电子琴，这种全新的乐器通过键盘来实现弹奏，俨然已成为现代音乐发展中的不可或缺的角色。由此可见单片机也凭借着其控制功能的强大与软件编程的灵便的特征，成功渗透到当今人们生活的各个领域，是人类正常生产生活中必须要用到的存在。
1.2课题设计目的及主要工作
本文的主要设计内容中，电路的核心控制元件就是AT89C52单片机，即主控核心为单片机，硬件电路设计中还包括键盘、扬声器、4*4矩阵键盘、液晶显示器等模块。通常来讲一部好听的音乐由不少各不一样的音阶所构成的，但是许多音符又是由各不相同的频率相互对照，这样在使用该系统时就能够通过操纵不一样的频率的相连，就能变为所需的音乐，在单片机工作中发出不一样的频率是十分容易的，它能够通过单片机的定时/计数器T0来发出不同方波频率的信号，所以，只需直接将一部歌曲的音符与频率之间的对应关系根据音符与频率关系对照表弄清楚就行了。本系统中电子音乐盒有着外形小巧，播放的音质优美，另外其演奏的音乐也有非常方便的优势，而这些都是传统的机械式音乐盒无法达到的。通过电池来供电使得电子音乐盒更加方便，并且它的制作过程也非常简单，而且非常廉价，厂商能成批的进行制造。基于单片机制作的音乐盒，控制功能强大，可根据不同需求进行选歌，且使用方便。
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第2章课题任务分析与方案选择
2.1课题任务分析
本次设计中硬件电路的主要核心就是AT89C52芯片，用扬声器作为外部放音电路，这样就能够实现音乐播放控制器的功能。设计中运用软件程序通过在单片机内部控制定时器，从而达到能够实现演奏出幽美悦耳的音乐的功能。本次设计中对运用单片机设计音乐盒与电子琴时，分析其原理，发现其本质就是利用单片机来生成不同的频率以便在系统中可以得到自己所需的音符，最终可以弹奏各种不同的音乐。此次论文主要论述各个模块的功能，芯片等元器件和电路的原理图，以及软件程序流程图等。在此次设计的内容中，利用计算机当做控制终端，方便在软件仿真和调试过程可以顺利进行。用1602显示器显示发音值和扬声器的发音状态。使用4X4矩阵键盘，作为电子琴的琴键。系统整体设计简洁，精练。用户能够根据自身的兴趣演奏乐曲，也能够播放不同的音乐。而对于不同型号的单片机来讲直接改变一下地址就可以继续使用该音乐盒放音了。由此可看出它的硬件系统和软件系统都拥有较优的通用性，而且它的实用价值和参考价值也是相当高的。
2.2 硬件电路的组成
本次硬件电路设计可以分为以下几个部分：（1）单片机部分以AT89C52单片机为核心控制整个系统；（2）液晶显示部分是用1602液晶显示器，通过单片机P1口控制，以实现开机画面，音乐盒与电子琴功能的显示，以及电子琴不同音调的显示；（3）功能键盘部分是用4*4矩阵键盘作为按键开关，通过单片机P3口控制，实现电路复位，歌曲的播放，功能的选择，以及电子琴音调的播放的功能；（4）发声部分是用蜂鸣器，通过单片机P2口实现歌曲的播放以及电子琴音调的发声。
2.3设计功能要求
1.汇编或C语言程序设计。
2.程序调试，在Proteus上进行仿真。
3.使用I/O处口生成相应频率的方波信号，并驱动喇叭，以此来放出不一样的音调，从而进行乐曲的播放。
4.采用1602液晶显示歌曲。
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此次设计的电路共分为两种工作模式：音乐盒模式与电子琴模式
（1）音乐盒模式下演奏完整的一首歌。
（2）电子琴模式下通过4*4键盘演奏不同的音乐。
按下复位键进入开机画面，按下选择键进入音乐盒模式播放音乐，再按选择键进入电子琴模式，可以进行演奏。
2.4总体设计原理
基本发声原理是通过单片机的定时器产生一定长度的方波，方波脉冲驱动扬声器发出声音。只需直接算出一个音频的周期（1/音频），然后直接取半个周期的时间进行定时，就可以生成音频脉冲了。利用定时器计使用这个半周期的时间,然后在重复计时此半周期时间，在计时结束后再将I/O口进行反相,直接就能在I/O脚上获得这个频率的脉冲信号。如中音D0，频率为523HZ,其周期T=1/523=1912微秒，要想获得中音D0(523HZ)，就将令计数器直接定时为1912/2=956，这样每当计数956次后，就将I/O口反相就可以了[8]。想要播放音乐时，直接按下按键，然后判断键值，并启动计数器T0，这样生成相应频率的脉冲，通过单片机来驱动喇叭，就能放出乐曲了。同时启动定时器T1，在液晶显示器上显示模块。显示相应的功能必须要使用显示器，本次设计采用的是1602显示器，通过单片机P1口控制，实现功能切换的显示；如果要进行相应的操作时，就使用按键开关来作为按键模块的功能按键，在单片机的P3口上实施控制，来实现歌曲的播放与模块切换的功能；扬声器则是通过单片机的P2口进行控制的，主要是能实现播放乐曲和演奏的功能；同时有液晶显示器显示电子琴琴键的键值，扬声器播放出音乐。
2.5总体设计框图
电源供电是单片机工作的动力来源，单片机工作中用到的时钟信号是由晶振电路提供的，外部中断由功能按键来实施控制，以此来控制选择音乐盒模块与电子琴模块，扬声器发声是通过I/O口向外输出的，液晶显示器则是进行功能的显示。而复位电路的作用就是建造程序的初始状态，在发生意外或者程序报错时，就能将单片机重新启动，保证电路的安全。系统总体设计框图如图2-1所示。
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图2-1 总体设计框图
2.6 选用的方案
（1）硬件设计 ：系统把AT89C52当做整个电路主控制核心，而外部的程序存储器需要扩展则是利用74LS373与27512，对播放器的控制是采用按键来实现的，4*4键盘矩阵控制电子琴的发音，显示电路采用1602液晶显示器来显示，晶振部分用的频率大小是12MHz ，从P3．0口输出的音乐信号由扬声器传出并放出动听的音乐。
（2）软件设计 ：软件编程的程序中选取了C 调中一个8度内的一共7个音阶的音符来作为音调。按照十二平均律，（就是把八度定义为1200音分，其中全因音符占用200音分，半音占100音分，共十二个半音）每个音符所对应的频率由定时器T0产生。我们在表中放入定时器初值，一共十二个半音，这样我们在加载计数初值是就可以直接在程序中以查表的方式来进行，而在放音时就可以不用再计算定时器的初值了,每个编码都会有一个音符所对应着，占用一个字节，这样可以更方便的将程序进行调用。鉴于人耳有限的分辨力，所以曲谱中的节拍码直接可以用延时来替换，每个音符发音30MS ，这样就使编程更加的简单了。矩阵式键盘在设计中得到较好的应用，目的是让按键能够及时的响应，程序的编写中的主线编写是其中的扫描键盘的程序（就是在主程序中循环的扫描按键，并在扫描按键模块时在调用其他的功能模块），每当按下一次按键，利用扫描按键的功能计算出键盘的键值，并将键值存储起来，跳转到相应的标号执行程序，并将键值调用液晶显示器子程序显示在制定的位置上，在检测到复位键按下时，就会恢复带开机画面。
此方案中选用1602液晶显示器的优点是其在编写程序时方便，显示的也稳定，而且占用的CPU 时序少，另外它和矩阵键盘一样在其外围电路中可以有不少的扩展功能。
A T89C52
显示电路
4*4矩阵键盘
晶振电路
声音电路
复位电路
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第3章系统硬件设计
3.1单片机最小系统
3.1.1 AT89C52单片机介绍
单片机事实上是一种集成的电路芯片(实际上就是一块硅片)，也被称为微型计算机系统，它的主要技术是超大规模集成电路技术，主要的组成部分有中央处理器CPU(具有数据处理能力)、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统和定时器/计数器等（其他的还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路模块），这种集成电路不仅体积小，而且功能完善，所以在工业控制领域得到广泛应用[10]。从80年代开始，最初只有4位、8位的单片机，到现在的高速单片机已经达到了300M。本次设计中用的是AT89C52 单片机，AT89C52的主要功能是控制会聚调整时的功能，它用的内核是工业上标准的C51内核，是一种8位的通用微处理器，所以它的内部功能和管脚排布和正常使用的8xc52 没什么差别[11]。AT89C52有许多功能，主要包括初始化一些功能部件，比如把主IC 的内部寄存器与数据RAM和外部接口等进行汇聚，还有可以把调整控制汇聚，将测试图控制汇聚以及接受并解码红外遥控信号IR和对主板CPU进行通信等[12]。AT89C52单片机中的XTAL1（19 脚）在振荡器中是被当做输入脚，而XTAL2（18 脚）在振荡器中是当做输出脚，另外它的外借晶振可以接到12MHz。单片机中的复位电路是由电阻和电容组成的，其中电阻和电容都是从外部接入的，复位电路的输出端口是RST/Vpd(9脚)。单片机的工作需要电源供电，而在52单片机中的供电端口有VCC(40脚)接+5V电源的正极，VSS(20脚)接电源的负极，运行单片机需要软件编程来实现，依靠软件来定义单片机的功能用途，可以通过P0-P3口的通用I/O脚来实现软件程序的导入，此次设计过程中，我们把P0 端的32-39 脚分别和N1的对应的功能管脚相连，如此就可以将N1 功能控制端口用P0端的32-39脚来定义，其他的连接在N1的SDAS(18脚)与SCLS(19脚)端口上的10脚与11脚，就可以将这两个引脚定义成I2C总线上的控制端口，另外一些相应的功能端是连接主板CPU上的，主要功能是把目前制式的检测和汇聚进行状态调整，并进入控制功能，而这些连接到主板CPU的引脚就定义为握手信号功能端口，而52单片机中的12脚，27脚以及28脚都可以实现此功能[13]。
现如今，尽管单片机的品种繁多，各具特色，但是80C51单片机由于兼容其他类型
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单片机产品的结构和指令系统，所以80C51依然是主流，可以说占据了该领域的半壁江山。而随着Microchip公司的PIC精简指令集合（RISC）发展势头强劲，中国台湾的HOLTEX 公司单片机的产量也日渐增加，而且其质量高，价格廉，所以占据一定的市场份额。此外还有MOTOROLA公司的产品，日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内，这种情形将得以延续，将不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补、相辅相成、共同发展的道路。
九十年代以后，单片机在结构上采用双CPU或内部流水线，CPU位数有8位、16位、32位，时钟频率高达20MHZ，片内带有PWM输出、监视定时器WDT、可编程计数器阵列PCA、DMA传输、调制解调器等。芯片向高度集成化、低功耗方向的发展，使得单片机在大量数据的实时处理、高级通信系统、数字信号处理、复杂工业过程控制、高级机器人以及局域网等方面得到大量应用[8]。这类单片机有NEC公司的MPD7800，MITSUBISHI公司的M337700，REVKWELL公司的R6500[9]。
此次设计之所以选用52单片机是因为AT89C52比AT89C51多个定时器，而RAM 大小也不一样，51的大小只有128，52的却有256。根据这些信息可以看出52其实是51的增强型，在定时器方面52也比51的定时器多了一个T2，在串行通信中可以设置更高的波特率，由此可见T2的功能实现上与其他的两个定时器也不同样，在ROM上52比51要多4K，中断也多2个，意味着看门狗也比51多出一个来，另外52在掉电与数据指针等方面也有一些改善[14]。而在外接晶振上C52可以拥有最高能达到33MHz，而C51的极限也只能达到24MHz。
单片机有个最小应用系统，也就是单片机最小系统，这种系统是可以正常工作的，但由于构成此系统只用了最少的元器件，所以功能也相应的比较单一。我们考虑52单片机中的结构，可以看出最小系统正常是由单片机芯片、晶振电路、复位电路构成的。基于52单片机的最小系统的电路原理图，如图3-1所示。
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VCC
U1P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4
P1.5/MOSI P1.6/MISO P1.7/SCK RST/VDD P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WR P3.7/RD XTAL2XTAL1VSS/GND VCC
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7EA/VPP ALE/PROG PSEN
P2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10
P2.1/A9P2.0/A8P0.0/AD0
1234567891011121314151617181920
21
2223
24
2526272829
30
313233
34
35
3637
38
39
40
AT89C52
GND
1
2
C5Cap 30pF C6Cap 30pF
22uf REST
VCC
S17
C1
R8RES210k
SW-PB
+
图3-1 单片机最小系统
3.2.2 复位电路介绍
复位电路是由电容串联电阻构成的。复位电路原理图如图3-2所示。
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REST
S17
C1R8RES210k
SW-PB 22uf +
图3-2 复位电路原理图
电源通电后，就会在RST 引脚上显示出高电平，而高电平的可持续时间是由电路的RC 值来决定的。在设计实现功能时要适当组合RC 的取值就可以保证复位的可靠性，因为单片机一般会在RST 脚上持续两个机器周期以上的高电平时就会复位。本次设计中C 取用的是22uf ，R 取10K 。要想在RST 脚上能生成的高电平多于2个机器周期，就直接将RC 按照这个数值进行组合。在复位电路中复位信号是在系统供电时就会提供，而想要撤消复位信号，只需等到系统中的电源稳定了即可。为了在实现功能时电路的安全，在系统中电源稳定以后，等待撤消的复位信号必须要经过一个延时，这样的目的是为了防止在电源开关启动或关闭过程中引发的抖动而影响复位。复位电路复位的过程中有两种，一种是通电自动复位，另一种是按键手动复位，根据电路原理图可知，复位电路的复位信号的输入端是RST 引脚，而且复位必须在高电平的情况下才有效。想要实现复位电路的功能，就是通过外接电容C1与外接电阻R8来实现。 3.2.3晶振电路介绍
52单片机中的引脚XTAL1和的引脚XTAL2都是在片内一个反相放大器(高增益)中
的，它的作用是用来组成稳定的自激振荡器，组成自激振荡器的电路是由有石英晶体的振荡器和微调电容进行外接，而能直接进入系统内部时钟电路的信号就是这个振荡器发出的脉冲信号。本次设计晶振电路中使用的是固定电容C5与C6，两个电容都是30pF 。晶体振荡频率范围是1.2M Ｈz ～12MHz ，一般情况下，选用振荡频率为12MHz 的石英晶体。而要将信号变成单片机的时钟信号，只有在内部时钟发生器上将振荡脉冲信号通过二分
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频的操作才能实现。单片机工作状态下要想从先取指令，再进行译码，最后再微操做的过程能有序的进行，就必须通过时钟信号来控制，由此可知单片机在工作状态下提供基本时钟的电路就是时钟电路。生成时钟信号的方式可以分为两种，一种是内部时钟的方式，另一种是外部时钟的方式，本课题采用就是内部时钟方式。晶振电路就是在单片机内组成一个自激振荡器，而这个稳定的自激振荡器是将一个晶振和两个稳频电容外接到单片机的XALT1与XLAT2两个引脚上构成的。晶振频率选择12MHz 。晶振电路原理图如图3-3所示。
1
2
C5Cap 30pF C6Cap 30pF
XTAL1
XTAL2
图3-3 晶振电路原理图
3.3 显示电路
本设计显示部分是采用液晶显示器1602，单片机的P0口是一个地址/数据复用的双向I/O 口，当使用P0口访问外部存储器和数据存储器时，P0口内部已有上拉电阻，当P0口作程序检验，输出指令字节时，必须外接上拉电阻。1602的控制信号RS 、RW 、E 分别接到单片机的P2.0、P2.1、P2.2。本设计中1602液晶显示器可以实现多种显示功能，比如在开机过程中能够显示开机画面，提示开机；在功能选择上可以显示当前所选择的功能模块画面以及电子琴模式中可以显示在琴键上按下的键值。显示电路原理图如图3-4所示。
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P 0.3VCC
VCC
U1P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4
P1.5/MOSI P1.6/MISO P1.7/SCK RST/VDD P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WR P3.7/RD XTAL2XTAL1VSS/GND VCC P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7EA/VPP ALE/PROG
PSEN P2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A8
P0.0/AD01234567891011121314151617181920
21
22232425262728293031323334353637383940AT89C52
P 0.1
1602
P113425678910111213141516G N D V C C
P 2.6P 2.7G N D P 0.0P 0.4P 0.5P 0.6P 0.7V C C G N D
VCC
VCC
VCC
P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7
8*10K
图3-4 显示电路原理图
3.4 4*4矩阵键盘识别电路
设计中经常使用的键盘按键分为好多种，比如有电容式，有导电式，还有机械式和薄膜式等，而将电路接通与断开就是这些键盘按键的基本功能，所以不管是什么种类的按键，都有这些基本的功能。而现今使用的键盘在功能应用方面主要有两种基本类型，一种是编码键盘，另一种是非编码键盘，编码键盘的键盘本身就有一个硬件电路，而这些硬件电路就能够实现接口处在按键被自动检测到时，实现一些比如去抖动和防串键等功能，而且这些与按键功能相对应的键码也会被送往CPU 中。但是由于编码键盘的硬件电路复杂，所以其价格也相应的昂贵，就算其接口简单，用起来也挺方便，但是一般简单的设计中不会应用编码键盘，只有一些厂商生产的商品才会用到。而非编码键盘虽然仅提供简单的行列矩阵式的按键开关，但在实现功能过程中可以通过软件编程来实现识别按键，确定与输入键码，以及去抖动等一些功能。所以在设计中选用非编码键盘可以节省许多的成本。无论选什么按键，在键盘的接口处的四个基本功能是必不可少的，分别是：去抖动，防串键识别按键以及生成键码。本次设计中键盘用的是4*4矩阵键盘，它是将16个按键依据4行4列的方式进行排版，键盘在单片机中是通过JP50端口进行信号传输的。输出端是由行线连接到单片机的I/O 口上，而输入端是由列线连接到I/O 口上。
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若输出端都是高电平的话，就表示按键没有被按下。我们判断按键是否被按下，可以根据读取当前输入线的状态，因为当按键按下时，表示有低电平从行线输出来，而且会把输入线电平拉低，而这个状态就能判断按键按下了没。本次设计选用的键盘耗能低，并且由于它的外围电路元件少，扩充起来会更灵活。键盘电路原理图如图3-5所示。
VCC
VCC
U1
P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4
P1.5/MOSI P1.6/MISO P1.7/SCK RST/VDD P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WR P3.7/RD XTAL2XTAL1VSS/GND VCC P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7EA/VPP ALE/PROG
PSEN P2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A8
P0.0/AD01234567891011121314151617181920
21
22232425262728293031323334353637383940AT89C52
GND
VCC
SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB
SW-PB
SW-PB
SW-PB
R2Res110k R3Res110k R4Res110k R5Res110k
S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16
图3-5 键盘电路原理图
键盘扫描的时候，会先对其横坐标x 进行操作，也就是扫描“行”,再对其纵坐标y 进行操作，也就是扫描“列”。
获取y 的方法与获取x 的方法相似，具体的操作可以参考附录的相关总程序。这样，按键的功能就可以根据获取的坐标，也就是(x ，y)中x 与y 的值来实现。
3.5 声音电路
本次设计使用的发声元件是扬声器，图3-6是的扬声器原理图。
江苏理工学院毕业设计说明书（论文）
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VCC
LS1
Speaker
P2.0R3.0330
Q12N3904
GND
图3-6 扬声器原理图
声音电路是由2N3904 NPN 三极管和喇叭组成。实现功能时，直接从AT89C52中获取的高电平控制信号，然后再通过这个三极管把这个控制信号放大，再驱动扬声器放出声音。但因为扬声器所需驱动功率较小，驱动器件要求也较低，所以选用2N3904型号的 NPN 型三极管就可驱动扬声器发出声音，这样在设计中所用的成本也会相应的减少。在单片机中的P2口就是实现音乐的播放功能的接口。此声音电路实现的功能就是播放音乐，在电子琴模式下，按键弹奏出的声音也是由喇叭播放出来的。
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第4章软件设计
一个系统想要正常运行不仅仅依靠硬件系统的支持，而且要依靠软件系统的支持。若是把这个系统比作人，那么人的躯体就是硬件系统，而人的灵魂则是软件系统，只有将硬件系统和软件系统之间相互完美的配合才能组成一个能够“思考”和“判断”的整体系统[16]。在设计中依靠软件的可编程性，能精简硬件系统的组成，同时依靠着软件编程的灵活性，可以省略通过对硬件系统进行修改而实现对整个系统功能的修改。软件系统与硬件系统之间是密切相联的，软件系统的成立是建立在硬件系统完成的前提上，离开了硬件系统，软件将无法实现任何功能。软件设计的重要特性是具有一定的针对性，针对硬件系统的不同，就要编写不同的软件程序。要想系统拥有较快的工作效率，以及较高的可靠性，除了硬件系统的影响外，软件系统同样起到决定性的作用。
4.1 Proteus仿真软件与Keil编译介绍
软件的编程需要依靠优良的平台，此次设计用的EDA操作系统就是一款由英国LCE 公司所刊行的，而此操作系统中的Proteus操作平台就是一个优良的软件。这款操作系统不仅涵盖了别的EDA操作系统进行仿真的功效，对于单片机和它的外围电路同样可以仿真[15]。目前在国内Proteus软件推广刚起步，就已经受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于研究单片机开发应用的科技工作者的青睐[18]。Proteus是世界上著名的EDA工具，从原理图的布图、代码的调试到单片机与外围电路协同仿真，以及一键切换到PCB的设计，真正实现了从概念到产品的完整设计[18]。这款系统的处理器模型功能强大，它支持8051、HC11和PIC系列中的10、12、16、18、24、30以及DsPIC33，另外还支持AVR、ARM、8086以及MSP430等，后来还支持Cortex与DSP等处理器，不仅如此，该设计平台还在不断增加其他的处理器模型[16]。该平台同样支持许多的编译器，比如IAR和Keil以及MATLAB等，以便用户只用同一个平台来进行各项操作。
在软件编程的过程中，我们用汇编软件把源程序该成机器码，这样CPU才能对其执行命令，过去在MCS-51单片机上进行汇编，所使用的软件是A51，而现在单片机发展迅速，开发所用的语言大多是高级语言，现如今大多研究人员在单片机上用的是最流行的Keil软件，所用最近一段时间的厂商在制作仿真机的过程中都表示会对Keil软件给予全面的支持。如今使用的开发语言大部分是C语言，美国Keil公司出品一款开发系统就支持在单片机上运用C语言来开发，是51系列的KeilC51软件，C语言比汇编语言的
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基于51单片机数字音乐盒的设计
单片机实物设计 题目: 单片机音乐盒设计 班级： K0312416-17 姓名：湛俊朱斌杨裕庆 学号：K031241705 K031241632 K031241737
摘要 本设计是一个基于STC89C51RC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。本音乐盒共有四首歌曲，用4个按键控制。播放歌曲时，蜂鸣器发出某个音调。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。 【关键词】STC89C51RC 按键蜂鸣器 LCD1602液晶
目录 前言 ................................................................................................................................. 第一章工作原理 .............................................................................................................. 1.1设计目标 ............................................................................................................... 第二章软件设计与分析................................................................................................... 2.1 软件设计的组成................................................................................................... 2.2 各部分软件分析 ................................................................................................. 2.2.1 延时165MS,即十六分音符子函数 .......................................................... 2.2.2 延时1MS子函数...................................................................................... 2.2.3 定时器0中断子函数 .............................................................................. 2.2.4 播放音乐子函数...................................................................................... 2.5 定时器1中断子函数.................................................................................. 2.6 按键扫描子函数 ......................................................................................... 2.2.7 主函数..................................................................................................... 2.3 总源程序 ............................................................................................................ 第三章软件仿真 .............................................................................................................. 3.仿真图...................................................................................................................... 3.1 元件清单 ............................................................................................................... 总结 ..................................................................................................................................... 参考文献..............................................................................................................................
(完整版)基于51单片机的电子八音盒详细设计步骤
一、设计目的 利用8052单片机结合内部定时器设计一个八音盒，按下单键可以演奏预先设置的歌曲旋律。 二、设计要求 其基本功能为：1，使用LED显示器来显示目前演奏的歌曲编号；2，具有8个按键操作来选择演奏哪一首歌曲；3，内建8首歌曲旋律，按下单键可以演奏歌曲。 三、设计器材 T89C52单片机、晶振、八个按键、二位一体共阳极数码管、电阻电容若干、导线。 四、设计方案及分析 设计思路： (1)选择8052单片机，通过T0定时中断，并配合P2.0引脚输出音频频率。 (2)P2.0引脚输出接蜂鸣器。 (3)通过P0口接LED。 (4)P1口接键盘，输入歌曲号。 音符产生方法： 不同的音调有不同的频率。频率不同，音调也就不同。 利用定时器，使其工作在模式1，定时中断，然后控制P2.0引脚的输出每次取反，就可以在P2.0的引脚输出相应的方波频率。改变计数初值，就改变了频率。定时器的定时时间等于半个周期，定时时间到就输出脉冲取反，重复此过程，就可在P2.0引脚得到一音频的脉冲。 如：中音1的频率=523HZ，周期T=1/523=1912us； 定时器的定时时间为：T/2=1912/2us=956us； 计算得TH0,TL0的计数初值THTL=64580 下面是个音符计数初值
节拍产生方法： 音乐中的节拍用延时时间产生。假设1/4拍执行一次延时程序，这1/2拍就执行两次延时程序，所以只要求出1/4延时时间，其余的节拍就是他的倍数。为方便记谱，将节拍数也进行编码，如下： 建立曲谱编码表： 编谱用8位编码，高4位代表音符，低4位代表节拍。如5 6中音5，中音6，都是1/2拍，则编码为：82H 92H 程序清单： #include
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
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
基于单片机STC89C52的数字音乐盒设计.doc
基于单片机STC89C52的数字音乐盒设计 一、引言 1.1设计的目的 通过课程设计，让学生熟悉单片机微机应用系统开发、研制的过程，软硬件设计的工作方法、工作内容、工作步骤。对学生进行基本技能训练，例如：组成系统、编程、调试、查阅资料、焊接电路板等。使学生理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。 1.2 设计的基本要求 （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，从而演奏不同的乐曲（至少3首歌曲）； （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，上一首，下一首； 扩展功能：利用一个循环跟每一个音调同步，每改变一个音调就变换一下彩灯，从而实现音乐控制彩灯的功能。 二、总体设计 2.1基本工作原理 1、播放音乐的原理 发音原理：播放一段音乐需要的是两个元素，一个是音调，另一个是音符。首先要了解对应的音调，音调主要由声音的频率决定，同时也与声音强度有关。对一定强度的纯音，音调随频率的升降而升降；对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降，高频纯音的音调却随强度增加而上升。另外，音符的频率有所不同。基于上面的内容，这样就对发音的原理有了一些初步的了解。 音符的发音主要靠不同的音频脉冲。利用单片机的内部定时器/计数器0，使其工作在模式1，定时中断，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反相，就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。
2、音符频率的产生 音符及定时器的初值： 例如：中音1（DO ）的音频=523HZ,周期T=1/523s=1912s μ 定时器/计数器0的定时时间为：T/2=1912/2s μ=956s μ 定时器956s μ的计数值=定时时间/机器周期=956s μ/1s μ=956(时钟频率=12MHZ) 计算得到定时器0的初值为65536-956=64580，将初值装入T0的寄存器里，启动T0后，每计数956次后就溢出中断，进入中断服务程序后，只要将I/O 口的输出值取反，就可以得到中音1（DO ）的音符音频。只要改变计数初值，就能得到不同频率的音符。表（1）是C 调各音符频率与计数初值的对照表：
基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计
基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计
基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计 摘要 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，能演奏音乐，功能多，外观效果多彩，配有彩灯,使用方便，本音乐盒有三个按键，key1控制彩灯，key2控制音乐，key3为总开关，可同时关闭音乐与彩灯。具有一定的商业价值。 关键字：AT89C51；音乐盒；按键；彩灯
Abstract Along with the development of human society, people of vision, hearing things put forward higher request. Small music box can bring good memories and improve people's spiritual culture. Traditional music box is heavy mechanical type, size, pronunciation and drab, cannot achieve batch production. Music box designed in this paper based on AT89C51 microcontroller as the core element of electronic music box, small size, light weight, can play music, multi-function, appearance and colorful, with a lantern,easy to use. The music box with three buttons , The key1 control Lantern, key2 control music, key3 total switch can turn off the music and lanterns. Have some commercial value. Keywords: AT89C51, music boxes, buttons, Lantern
基于单片机的数字音乐盒
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
目录 摘要 .................................................................... I 1 设计目的 (2) 2 设计要求 (2) 3 设计内容 (3) 3.1 设计原理 (3) 3.2 方案设计 (3) 3.3 电路各模块说明 (4) 3.4 器件选择 (6) 3.5．系统设计 (8) 3.6 软件设计 (8) 3.7 仿真调试及操作说明 (9) 总结与致谢 (10) 参考文献 (11) 附录 (12) 附录一：基于单片机的数字音乐盒总电路图 (12) 附录二：音乐程序 (12)
山东建筑大学信息与电气工程学院学院课程设计说明书 摘要 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。 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。 关键词：单片机；音乐盒；电路；播放
基于51单片机的音乐播放器设计
题目：音乐播放器 课程设计（论文）任务书
摘要 随着电子技术的发展和计算机越来越普遍的使用，单片机作为这两项技术的有机结合也得到了广泛的应用，在某些领域具有不可替代的作用。音乐播放功能随处都会用到，如，在开发儿童智力的玩具中，等等。目前，基于单片机实现音乐播放，其体积小、价格低、编程灵活等特点在这一领域独领风骚。 单片机的英文名称为single chip microcomputer，最早出现在20世纪70年代，国际上现在已逐渐被微控制器（Microcontroller Unit 或MCU）一词所取代。它体积小，集成度高，运算速度快，运行可靠，功耗低，价格廉，因此在数据采集、智能化仪表、通讯设备等方面得到了广泛应用。而8051单片机在小到中型应用场合很常见，已成为单片机领域的实际标准。随着硬件的发展，8051单片机系列的软件工具也有了C级编译器和实时多任务操作系统RTOS，为单片机编程使用C语言提供了便利的条件；并针对单片机常用的接口芯片编制通用的驱动函数，可针对常用的功能模块，算法等编制相应的函数；C语言模块化程序结构特点，可以使程序模块大家共享，不断丰富，这样就使得单片机的的程序设计更简单可靠，实时性强，效率高。作为测控技术与仪器的学生，掌握8051单片机硬件基础及其相关软件操作，将其应用于现代电子产品中是必要而且重要的，这次课程设计我们的题目是用单片机实验箱系统制作音乐播放器。 本次课程设计主要内容是通过单片机C51语言进行编程，以产生乐曲音符和节拍，把乐谱翻译成计算机语言（音符转换诚成相对应的方波频率即定时器装载初值，节拍转换成相对应的延长时间），并将其预先存储到单片机里，然后根据按键调用再由单片机进行信息处理，在经过信号放大，由喇叭放出乐曲声，实现音乐播放的功能。其主要表现在可以播放十首歌曲，可以用十个数字键控制播放的歌曲，并且能在LCD液晶屏显
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。
STC89C51单片机的数字音乐盒设计(含代码)
HEFEI UNIVERSITY FPGA综述报告 系别电子信息与电气工程系任课教师汪济洲 班级 姓名 成绩 日期
数字音乐盒设计 摘要:本设计是一个基于STC89C51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，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4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 STC89C51单片机 KEIL PROTEUS 音调
目录 1概述 (3) 1.1设计方案 (3) 1.2研究内容 (3) 1.3音乐盒的功能结构图 (3) 2硬件设计 (4) 2.1总体设计框图 (4) 2.2各部分硬件设计及其原理 (4) 2.2.1 STC89C51简介 (4) 2.2.2 LED显示电路设计与原理 (5) 2.2.3 时钟振荡电路 (5) 2.3硬件电路图及功能 (6) 3软件设计 (7) 3.1音调、节拍以及编码的确定方法 (7) 4.1.1 音调的确定 (7) 4.1.2 节拍的确定 (8) 4.1.3 编码 (9) 4.2软件程序设计 (10) 4.2.1 程序流程图及相应代码块 (10) 4.2.2 程序源代码（见附录A） (14) 5调试 (14) 5.1检查硬件连接 (14) 5.2检查软件系统 (14) 5.3测试结果 (14) 5.3.1．总体运行图 (14) 5.3.2．花样灯4种花样图 (15) 参考文献 (16) 附录A 程序源代码及注释 (16)
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
基于单片机的音乐盒设计-毕业设计
基于单片机的音乐盒设计 学生:XXX指导老师:XXX 内容摘要: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数字音乐盒。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。 关键词:音乐盒 AT89C51 KEIL PROTEUS 音调
Design for AT89C51 digit music box Abstract:The digest this text has introduced the basic AT89C51 digit music box,According to AT89C51 principle,take it by hardware circuit and software compile to made a multifunction digit music box.this box main form button circuit rest circuit clock circuit and https://www.wendangku.net/doc/5717072333.html,e two button to control it,the one use to change music ,and the other one made the LED change the kind of light.this box had two songs,and LED had three kind of light.then the music has playing,the buzzer will take among of tone,meanwhile LED will give out light.the design on the basic of KEIL to compile and debugging this music box,at the same times match up PROTEUS to hardware going to simulation debugging,So save a lot of times. Keywords:music box AT89C51 KEIL PROTEUS Tone
单片机数字音乐盒设计
单片机数字音乐盒设计 摘要：本设计是采用单片机为核心设计的数字音乐播放器。它可以实现音乐的播放，可以通过功能键来选择乐曲，播放或暂停，上一曲或下一曲，并可以通过LCD屏幕显示正在播放的歌曲的序号，以及播放时间。开机时有英文欢迎提示字符。本音乐播放器可以播放十首歌曲。 主控芯片采用AT89C51，采用汇编语言进行编程，编程后利用KEIl C51进行编译，用Proteus软件来仿真。 关键词：数字音乐盒；单片机；智能化 Digital Music Box Design CHENYING Instructor:HUKEYONG Abstract：This design is using microcontroller as the core design of the digital music player . It can play music. It can function keys to select a song, play or pause on one or the next one. and the serial number of the song that is playing, as well as play time can be displayed through the LCD screen. English boot welcome prompt characters. The music player can play ten songs. The master chip is AT89C51, assembly language is programming, programming by KEIl C51 compile,then using Proteus software to simulate. Key words：Digital Music Box, SCM, Intelligent
基于AT89C51单片机的音乐盒的设计
1 前 言 乐曲演奏广泛用于自动答录装置、手机铃声、集团电话、及智 能仪器仪表设备。实现方法有许多种，在众多的实现方法中，以纯硬件完成乐曲演奏，随着FPGA 集成度的提高，价格下降，EDA 设计工具更新换代，功能日益普及与流行，使这种方案的应用越来越多。如今的数字逻辑设计者面临日益缩短的上市时间的压力，不得不进行上万门的设计，同时设计者不允许以牺牲硅的效率达到保持结构的独特性。使用现今的EDA 软件工具来应付这些问题，并不是一件简单的事情。FPGA 预装了很多已构造好的参数化库单元LPM 器件。通过EDA 软件工具，设计者可以设计出结构独立而且硅片的使用效率非常高的产品。 本文介绍在EDA 开发平台上利用单片机及汇编语言设计音乐硬件演奏电路，并定制单片机存储音乐数据，以十首乐曲为例，将音乐数据存储到单片机，就达到了以纯硬件的手段来实现乐曲的演奏效果。只要修改单片机所存储的音乐数据，将其换成其他乐曲的音乐数据，再重新连接到程序中就可以实现其它乐曲的演奏。
目录 摘要 (4) 第1章概述 (5) 第2章音乐盒的发音原理 (6) 2.1 播放音乐的原理 (6) 2.2 音符频率的产生 (6) 2.3 节拍频率的产生 (8) 第3章硬件电路设计 (9) 3.1 硬件电路 (9) 3.2 整体硬件电路 (10) 3.3 原理说明 (11) 2 2.4 键盘按键 (11) 第4章软件设计 (12) 4.1 程序设计流程 (12) 4.2 设计源程序代码 (12)
第5章仿真及调试 (13) 5.1 调试 (13) 5.2 仿真 (13) 5.3 程序调试中出现的问题及解决的办法 (15) 第6章设计小结及建议 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19) 附录一元器件清单 (20) 附录二部分源程序代码 (21) 3
基于51单片机数字音乐盒的设计毕业设计
单片机实物设计题目: 单片机音乐盒设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
本科毕业设计(基于单片机的音乐盒的设计)
本科毕业设计（论文）基于单片机的音乐盒的设计 学院名称： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 二〇一四年六月
江苏理工学院毕业设计说明书（论文） 基于单片机的音乐盒的设计 摘要：本次设计根据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编程，制作出一个基于AT89C52单片机的简易音乐播放器，该系统以单片机作为电路的主控核心，硬件电路主要由按键电路、复位电路、显示电路等模块组成。系统软件采用C语言进行编写，采用了模块化编程，其移植性较好。系统程序主要包括主程序、播放子程序、按键子程序、延时子程序等。该系统有歌曲播放、电子琴两种模式，可通过按键进行模式选择。 本论文包括系统方案的建立、硬件电路的具体设计及软件的程序实现等过程。并通过软硬件的联合调试，验证了设计方案的可行性。该系统最终实现了模式的选择、歌曲的选择及播放等功能，实验证明，该系统具有一定的实用性。 关键词：AT89C52单片机；软件编程；音乐盒 I
江苏理工学院毕业设计说明书（论文） The Design of Music Box of the Single Chip Microcomputer Abstract:This design according to principle of single chip microcomputer technology,through the hardware circuits and software programming,make a simple music player based on AT89C52 single chip microcomputer,the system with single chip microcomputer as control core of the circuit,the hardware circuit is mainly composed of keypad circuit,reset circuit,display circuit module .System software using C language to write,using the modular programming.the portablility is good.System program mainly includes the main program subroutine,played subroutines,buttons,delay subroutine.The system has a song play,keyboard two modes,can through the button to choose. This paper includes the establishment of the system,detailed design of hardware circuit and software program implementation process.And through the software and hardware joint debugging,verify the feasibility of design scheme.The system finally realize the pattern selection,selection of songs and play function,such as experiments show that the system has a certain practicality. Keywords: AT89C52 microcontroller,；Software programming；the music box II
电子音乐盒(单片机课程设计)
^ 电子音乐盒 1、设计任务和要求 (1) 2、总体设计 (1) 3、硬件设计 (2) 硬件电路 (2) 原理说明 (2) 4、软件设计 (3) 5、仿真、安装和调试 (3) 【 6、收获与体会 (4) 参考文献 (5) 附件1：元件清单 (6) 附件2: 总电路图 (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(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。 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
基于单片机的电子音乐盒的设计与实现
课程设计报告设计名称基于单片机的电子音乐盒的设计与实现 学校陕西电子科技职业学院 学院电子工程学院 学生姓名滕一帆 班级1507 学号 2013062040311 指导教师聂弘颖 时间2017年09月22日
基于单片机的电子音乐盒的设计与实现 一、设计目的 为证明单片机可以通过软件程序控制硬件电路实现简单音乐播放器的功能，以此证明单片机的功能强大。 二、设计概述 本课题是一个基于51单片机的电子音乐盒，依据单片机控制技术原理，设计出一个可以播放多首音乐的数字音乐盒，通过数码管显示当前是第几首音乐，系统设计了三个按键，具体功能：S1：暂停/播放；S2：加一首（下一首）；S3：减一首（上一首）。通过硬件电路制作以及以及软件编程，设计制作出一个多功能的电子音乐盒。 三、设计方案 在这个系统的设计中，单片机采用51兼容系列的STC89C52RC。有以下几部分构成：电源电路、单片机最小系统、发声系统、键盘控制电路、显示电路。经过论证后我确定的系统框图，如下图所示： 四、设计原理 1、原理 本系统由单片机系统，独立按键、数码管组成。利用I/O口产生一定频率的方波，驱动扬声器，发生不同的音调，从而实现乐曲的演奏。系统能通过功能键完成选择乐曲、播放、暂停、和复位的基本功能。在播放乐曲的同时LCD上显示所播放的歌曲序号，可以通过复位键使音乐盒从第一首歌曲重新播放，本系统成本低廉，功能强大
实用。 2、音乐基础简介 <1>音乐频率表 <2>音调表建立 由于单片机输出为方波输入信号，波形图如下： 高低电平各占1/2，根据单片机定时器工作原理。 定时时间=（满值-初值）X机器周期 初值=满值-定时时间/机器周期 =216-（1/f）X（1/2）X106 以低音11为例，初值为=216-（1/262）X（1/2）X106 =63627.6 =63628 同理得其他音调值，具体如下： Unsigned int code table[]={0,63628,63835,64021,64103,64260,64399,64523,64579,64684,64777,64 819,64898,64968,65030,65058,65110,65157,65178,65217,65252,65282}; <3>音乐表的建立 我们以两只老虎音乐为例子，然后我们就会得到该音乐表 Ucharcode music1[]={8,4,9,4,10,4,8,4,9,4,10,4,8,4,10,4,11,4,12,8,10,4,11,4,12,8,12,3,13,1,12, 3,11,1,10,4,8,4,12,3,13,1,12,3,11,1,10,4,8,4,9,4,5,4,8,8,9,4,5,4,8,8,0,0xff};
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