音乐盒设计（单片机课程设计）.doc

PAGE 音乐盒设计 TOC \o 1-2 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc218404353 1、设计任务和要求 1 HYPERLINK \l _Toc218404354 2、总体设计 1 HYPERLINK \l _Toc218404355 3、硬件设计 2 HYPERLINK \l _Toc218404356 3.1 硬件电路 2 HYPERLINK \l _Toc218404357 3.2 原理说明 2 HYPERLINK \l _Toc218404358 4、软件设计 3 HYPERLINK \l _Toc218404359 5、仿真、安装和调试 3 HYPERLINK \l _Toc218404360 6、收获与体会 4 HYPERLINK \l _Toc218404361 参考文献 5 HYPERLINK \l _Toc218404362 附件1：元件清单 6 HYPERLINK \l _Toc218404363 附件2: 总电路图 7 HYPERLINK \l _Toc218404364 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 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、硬件设计 3.1 硬件电路 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。 （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。 图1 音乐盒原理图 4、软件设计 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两首歌曲，程序流程图如下： 开始 开始 初始化 设置音节起始位置 设置节拍间距 读取音阶，音符 显示当前播放歌曲序号 节拍结束 音乐结束 5、仿真、安装和调试 按照上面设计的电路在proteus软件内画图, 打开单片机软件开发系统Keil,选择89c51单片机,在其中编写程序,运行生成一个后缀名为hex的文件,然后将该文件下载到proteus中的AT89c51单片机中进行仿真,观察实验现象。仿真能实现播放音乐，按键选择曲目，暂停，播放功能。仿真成功后，安装好实验板,然后将音乐程序下载到电路板内 ,观察结果。能实现播放音乐，按键换曲等功能。 程序调试中出现的问题及解决的办法： （1） 有时会出现程序一点错误也没有，但就是不能正常运行的现象，最后我们发现是因为程序中有的指令书写得不规范导致的，例如有的RET返回指令一定要按正确格式书写或在两行指令间最好不要留空行。 （2） 程序中的跳转指令的运用很重要，为保险起见，都用LJMP,我们就遇到过跳转指令用错程序无法正常运行的现象。当用JNZ指令时，跳转范围比较少，这时要用一个标号中转。 （3） 编程时要注意，在程序开始时，要