基于单片机的电子音乐门迎设计与实现.docVIP

课 程 设 计 报 告 设计名称 基于单片机的电子音乐门设计 学 校 陕西电子科技职业学院 学 院 电子工程学院 学生姓名 赵曜杰 班 级 1507 学 号 2013062040154 指导教师 聂弘颖 时 间2017年10月25日 基于单片机的电子音乐门迎的设计与实现 第一部分：正文 1 综括 1.1 研究背景 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。传统的门铃由于发音单调，已经不能很好满足人们的需要，不能实现批量生产。本文设计的音乐门迎是以单片机为核心元件的电子式音乐门迎，体积小，功能强，能演奏和旋音乐，使用方便，并具有一定的商业价值。人类所接触的信息也在不断增加并且日益复杂。面对浩如烟海的信息，人们已经能够利用计算机等工具高效准确地对之进行处理，但要想将处理完的信息及时，清晰地传递给别人，还必须通过寻求更加卓越的显示技术来实现。单片机技术与数码管显示技术的结合，使信息传输交流向着智能可视化方向迅速发展。 1.2 主要工作 本设计是基于AT89C51单片机的可控音乐门迎程序设计。该音乐门迎是一个依据单片机技术原理，通过PROTEUS仿真软件对硬件电路进行仿真制作以及利用KEIL软件对音乐门迎源程序进行C语言编译，而设计制作出的一个多功能音乐门迎。 1.3 内容 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（至少三首乐曲，每首不少于30秒）。 客人可通过门铃按键器播放音乐，并显示等待显示时间。 如果主人在家，可暂停并取消音乐。 2 系统总体方案 2.1 系统组成框图 音乐门迎的系统结构以AT89C51单片机位控制核心，加上2个按键、时钟复位电路、蜂鸣器、数码管模块组成。单片机负责接收按键的输入，根据输入控制音乐播放曲目和显示等待时间以及蜂鸣器发音。系统组成框图如图21所示。 图21 系统组成框图 2.2 音乐门迎的功能结构图 音乐门迎的功能结构如图22所示。门铃按键是实现播放音乐的功能，可播放的曲目有4首，分别是千年之恋、寂寞沙洲冷、小小葫芦娃和同桌的你。复位按键是实现音乐停止和时间清零的功能，由主人完成操作。 图22 音乐门迎功能结构图 3 硬件设计 3.1 各部分硬件设计及其原理 3.1.1 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。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。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，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31所示 图31 AT89C51系列单片机 3.1.2 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。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，我推荐电容使用30PF10PF，而如果使用陶瓷振荡器建议选择40PF10PF。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。振荡器电路如图32所示： 图32 单片机内部、外部振荡电路 3.2 硬件电路图及功能 总体硬件电路实现功能如下，如图33所示。 电路中用P3.2、P3.3控制按键。 P0.0-P0.7和P2.0-2.7控制数码管的时间显示。 P3.7控制蜂鸣器。 图33 硬件电路图 4 软件设计 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。 4.1 音调的确定 不同音高的乐音是用C、D、E、