单片机课程设计-数字音乐盒的设计精选.doc

课程设计报告 题目： 数 字 音 乐 盒 设 计 学生： 指导老师： 赵 国 库 专业： 自 动 化 1 班 学号： 2015年7月数字音乐盒的设计 摘要： 本次课设是基于AT89C51单片机的可控数字音乐盒的程序设计。该音乐盒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软件对音乐盒源程序进行C语言编译，而设计制作出的一个多功能数字音乐盒。 该音乐盒通过控制单片机内部的定时器来产生不同频率的方波，驱动喇叭发出不同音调的音乐。该程序通过把乐谱转化成相应的定时常数来驱动发音设备演奏出悦耳动听的音乐。 本音乐盒一共设计了三首歌曲，同时还设计了LCD歌曲的显示。在按下启动键后，音乐盒开始播放音乐，同时还设计了上一曲下一曲和暂停键，使音乐盒能够播放出美妙的音乐。 关键词：数字音乐盒；AT89C51；PROTEUS；KELL；LCD 背景介绍 音乐盒的起源可以追溯到欧洲文艺复兴时期，当时为教会的钟塔报时，而将大小的机械装置称为可“发声音的组钟”。进入20世纪，随着日本Sankyo在音乐盒市场的突起，音乐盒开始受到国人的关注，尤其是年轻学生。每个时期的音乐盒都是一面镜子，折射出社会的心态和文明程度。 音乐盒的总体设计 2.1设计的基本要求 利用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同音调，从而演奏音乐（最少三首音乐，每首不少于30s）； 采用LCD显示： 开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲名称； 可以通过按键选择歌曲，上一曲，下一曲，暂停； 具有循环播放的功能。 2.2硬件结构 AT89C51芯片：主控制器； LCD显示屏：显示播放歌曲的名称及序号； 晶振：给单片机正常工作提供稳定的时钟信号保持一个恒定的偏执电压供给 本设计是一个基于AT89C51系列单片机的数字音乐盒，一共设计了三首不同风格的歌曲，在播放歌曲同时LCD显示屏随着歌曲的切换变化而变化。一共设计了四个开关，一个总开关按钮，一个上一曲按钮，一个下一曲按钮，一个暂停按钮。 3.2音乐盒总设计框图 通过前面的介绍，本文的设计思路已经基本清晰，总设计框图如下： 3.3各部分硬件的作用 硬件除了AT89C51芯片外，主要的就是时钟振荡电路、LCD显示器的设计。 3.3.1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[1]。振荡器电路图如下： 3.3.2 LCD显示屏的设计图 4. 音调和节拍的设计 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[2]。 不同音高的乐音是用C、D、E、F、G、A、B[7]可以分别用代码00H和FFH来表示，若查表结果为00H，则表示曲子终了；若查表结果为FFH，则产生相应的停顿效果。 在简谱中，数字上面带一个点就是高8度，两个点代表高16度。数字下面带一个点就是低8度，两个点代表低16度。 若要构成音乐，光有音调是不够的，还需要节拍，让音乐具有旋律（固定的律动），而且可以调节各个音的快满度。“节拍”,即Beat，简单说就是打拍子，就像我们听音乐不自主的随之拍手或跺脚。若1拍实0.5s，则1/4 拍为0.125s。至于1拍多少秒，并没有严格规定，就像人的心跳一样，大部分人的心跳是每分钟72下，有些人快一点，有些人慢一点，只要听的悦耳就好。音持续时间的长短即时值，一般用拍数表示。休止符表示暂停发音。 根据节拍表编定所需节拍代码。 5.设计流程图 N Y Y N N Y 6.PROTEUS仿真图像 7．主程序： #include reg51.h #include Player.h #include lcd.h void main() { Soun