音乐提示定时器--单片机课程设计.doc

目 录 第1章 课程设计的要求、目的 1 1.1课程设计的要求 1 1.2课程设计的目的 1 第2章 总体设计方案 3 2.1 总体方案的选择 3 2.2总体方案的说明 3 第3章 系统方框图与工作原理 4 3.1系统设计框图 4 3.2 基本工作原理 5 第4章 各单元硬件设计及说明 6 4.1单片机的选择 7 4.2复位电路的设计 7 4.3晶振电路的设计 8 4.4音乐播放电路 8 第5章 器件说明 9 5.1 单片机 9 5.2 LED显示器 11 第6章 软件设计与说明 12 6.1 定时显示子程序 12 6.2 系统软件设计方案的确定 13 6.3 音乐定时常数的确定 14 第7章 调试步骤、结果、使用说明 15 第8章 设计总结 17 附录B:程序清单 18 第1章 课程设计的要求、目的 1.1 课程设计的要求 音乐提示定时器要求通过设计4个按键设置现在想要倒数的时间：K1--可调整倒数时间为1-60分钟，能够实现时间可调；K2—设置倒数计时时间为5分钟，显示为“0500”；K3—设置倒数计时时间为10分钟，显示为“1000”；K4—设置倒数计时时间为20分钟，显示为“2000”；一旦按键后则开始倒计时，当计时为0则演奏一曲音乐，而且可循环播放，可随时人为停止；内定倒数计时时间为5分钟，显示为0500。 1.2 课程设计的目的 （1）加深对基础知识的理解,进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。（2）掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。明确原理图中所使用的元器件功能及在图中的作用，各器件的工作过程及顺序。（3） 通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的计算方法。（4） 通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。了解程序设计总体功能及结构，对各子模块的功能以及各子模块之间的关系有较详细的描述。（5） 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，通过实际操作，将理论用于实践，提高对本课程的实际运用能力，在设计的过程中发现问题、解决问题，掌握更多的知识。 第2章 总体设计方案 2.1 总体方案的选择 本课题要求以单片机为核心设计一个音乐提示定时器，具备倒数计时、时间设置、音乐演奏等功能。设计20分钟、10分钟、5分钟的设置开关或按键，例如20分钟，显示为“20.00”，内定倒数计时时间为5分钟，显示为05.00(开机状态)。一旦按键后则开始倒计时，当计时为0则演奏一曲音乐,而且可循环播放，可随时停止。 根据题目要求，音乐定时系统由核心处理模块、数码管显示模块、音乐模块、及倒计时模块等组成。通过对P2口的查询，实现不同时间的设定和调整，系统晶振为11.0592MHz，利用单片机的RESET管脚作为系统开关。利用查询方式设定倒计时时间。进行总体设计前需先设计出各子功能模块的程序，并进行调试，各子模块调试成功后，再用一定的连接方法把各子程序连接起来，再次进行调试，直至正确可以实现总体功能为止。 2.2 总体方案的说明 通过计算某一音频周期（1/频率），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，每当计时到后就将输出脉冲的I/O口反相，然后重复计时此半周期时间再对I/O口反相，这样就能在此I/O口上得到此频率的脉冲，再结合中断延时程序，程序中节拍控制是通过调用延时子程序DELAY的次数来实现，产生音乐。利用P2.3、P2.4、P2.5管脚，对应开关K2、K3、K4，分别启动不同的倒计时程序5分钟、10分钟、20分钟。通过查询方式对P3.2管脚进行查询，进入1到60分钟的时间调整程序。P0引脚作为显示输出连至LED显示器，P2.0、P2.1、P2.2、P2.3为位选信号，控制不同位的数码管。程序中使用定时器T0方式1来产生歌谱中各音符对应频率的音频脉冲，由P3.7通放大输出，，1拍为748 ms。确定了设计思路后，就可以具体设计了。先编写程序，然后加入硬件进行调试。 第3章 系统方框图与工作原理 3.1 系统设计框图 3.2 基本工作原理 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(1/频率)，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个周期时间，每当计时到后就将输出脉冲的I/O口反相，然后重复计时此半周期时间再对I/O口反相，这样就能在此I/O口上得到此频率的脉冲。 通常，利用单片机的内部定时器0，工作在方式1下，改变计数初值TH0和TL0来产生不同频率。 对于音乐的节拍，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0.4S，1/4拍为0.1S，只要