基于AT89C52單片機的音樂盒設(shè)計

1、 基于基于AT89C52AT89C52單片機的音樂盒設(shè)計單片機的音樂盒設(shè)計 學(xué)號：學(xué)號：0000000 姓名：姓名：XXXXX專業(yè)：電子信息工程專業(yè)：電子信息工程Page 2論文結(jié)構(gòu)論文結(jié)構(gòu)Page 3設(shè)計意義設(shè)計意義設(shè)設(shè)計計意意義義 傳統(tǒng)的音樂盒傳統(tǒng)的音樂盒多是機械音樂盒，其工作原理是通過齒多是機械音樂盒，其工作原理是通過齒輪帶動一個帶有鐵釘?shù)蔫F桶轉(zhuǎn)動輪帶動一個帶有鐵釘?shù)蔫F桶轉(zhuǎn)動, ,鐵桶上的鐵釘撞擊鐵鐵桶上的鐵釘撞擊鐵片制成的琴鍵，從而發(fā)出聲音但是，機械式的音樂盒體片制成的琴鍵，從而發(fā)出聲音但是，機械式的音樂盒體積比較大，比較笨重，且發(fā)音單調(diào)。水、灰塵等外在因積比較大，比較笨重，且發(fā)音單調(diào)

2、。水、灰塵等外在因素，容易使內(nèi)部金屬發(fā)音條變形，從而造成發(fā)音跑調(diào)。素，容易使內(nèi)部金屬發(fā)音條變形，從而造成發(fā)音跑調(diào)。另外，機械音樂盒放音時為了讓音色穩(wěn)定另外，機械音樂盒放音時為了讓音色穩(wěn)定, ,必須放平不必須放平不能動搖，而且價格昂貴，不能實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。能動搖，而且價格昂貴，不能實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。 本文設(shè)計的音樂盒，是基于單片機設(shè)計制作的電子本文設(shè)計的音樂盒，是基于單片機設(shè)計制作的電子式音樂盒。與傳統(tǒng)的機械式音樂盒相比更小巧，能演奏式音樂盒。與傳統(tǒng)的機械式音樂盒相比更小巧，能演奏多個曲目且攜帶方便。電子式音樂盒動力來源是電池，多個曲目且攜帶方便。電子式音樂盒動力來源是電池，制作工藝簡單，可進行批

3、量生產(chǎn)，且價格便宜?；趩沃谱鞴に嚭唵?，可進行批量生產(chǎn)，且價格便宜。基于單片機制作的電子式音樂盒，控制功能強大，可根據(jù)需要片機制作的電子式音樂盒，控制功能強大，可根據(jù)需要選歌，使用方便。根據(jù)存儲容量的大小，可以盡可能多選歌，使用方便。根據(jù)存儲容量的大小，可以盡可能多的存儲歌曲。另外，可以設(shè)計彩燈外觀效果，使音樂盒的存儲歌曲。另外，可以設(shè)計彩燈外觀效果，使音樂盒的功能更加豐富。的功能更加豐富。Page 4傳統(tǒng)音樂盒傳統(tǒng)音樂盒Page 5設(shè)計任務(wù)及要求設(shè)計任務(wù)及要求設(shè)計任務(wù)及要求 本設(shè)計是以本設(shè)計是以AT89C52AT89C52芯片的電路為基礎(chǔ)，外芯片的電路為基礎(chǔ)，外部加上放音設(shè)備，以此來實現(xiàn)音樂

4、盒的硬件電部加上放音設(shè)備，以此來實現(xiàn)音樂盒的硬件電路，通過軟件程序來控制單片機內(nèi)部的定時器路，通過軟件程序來控制單片機內(nèi)部的定時器使其演奏出優(yōu)美動聽的音樂。用戶可以按照自使其演奏出優(yōu)美動聽的音樂。用戶可以按照自己的喜好選擇音樂并將其轉(zhuǎn)化成機器碼存入單己的喜好選擇音樂并將其轉(zhuǎn)化成機器碼存入單片機的存儲器中。該系統(tǒng)具有很好的通用性，片機的存儲器中。該系統(tǒng)具有很好的通用性，很高的實際使用價值。很高的實際使用價值。 本設(shè)計利用本設(shè)計利用I/OI/O口產(chǎn)生一定頻率的方波，驅(qū)口產(chǎn)生一定頻率的方波，驅(qū)動蜂鳴器，發(fā)出不同的音調(diào)，從而演樂曲動蜂鳴器，發(fā)出不同的音調(diào)，從而演樂曲( (內(nèi)存內(nèi)存五首樂曲五首樂曲) )

5、。采用七段數(shù)碼管顯示當(dāng)前播放的歌。采用七段數(shù)碼管顯示當(dāng)前播放的歌曲序號?？赏ㄟ^按鍵選擇樂曲，暫停曲序號?？赏ㄟ^按鍵選擇樂曲，暫停 播放，上播放，上一曲，下一曲。一曲，下一曲。Page 6應(yīng)用軟件的介紹應(yīng)用軟件的介紹Proteus軟件簡介軟件簡介 Proteus軟件是英國軟件是英國Labcenter electronics公司出版的公司出版的EDA工具軟件，它不僅具有其它工具軟件，它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件，是目前世界上唯一將電路仿真軟件、仿真單片機及外圍器件，是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)

6、計平臺。設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺。 Keil軟件是目前最流行開發(fā)軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機的軟件，系列單片機的軟件，Keil提供了包括提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。使用匯編語言）將這些部份組合在一起。使用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具會編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具會令你事半功倍。令你事半功倍。K

7、EIL簡介簡介Page 7設(shè)計方案設(shè)計方案設(shè)計方案 本文提出了一種基于本文提出了一種基于AT89C52AT89C52單片機的音樂盒設(shè)計方單片機的音樂盒設(shè)計方案，實現(xiàn)對蜂鳴器發(fā)音控制。案，實現(xiàn)對蜂鳴器發(fā)音控制。AT89C52AT89C52是一個低電壓，高是一個低電壓，高性能性能CMOSCMOS 8 8位位單片機單片機，片內(nèi)含，片內(nèi)含8k bytes8k bytes的可反復(fù)擦寫的的可反復(fù)擦寫的FlashFlash只讀只讀程序存儲器程序存儲器和和256 bytes256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAMRAM），器件采用），器件采用ATMELATMEL公司公司的高密度、非易

8、失性存儲技的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51MCS-51指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用，片內(nèi)置通用8 8位位中央中央處理器處理器和和FlashFlash存儲單元存儲單元，AT89C52AT89C52單片機在電子行業(yè)中有單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。著廣泛的應(yīng)用。 本方案以本方案以AT89C52AT89C52單片機與按鍵組成核心主控制模塊。單片機與按鍵組成核心主控制模塊。在主控模塊上設(shè)有在主控模塊上設(shè)有3 3個按鍵；根據(jù)用戶需要可以編寫出曲個按鍵；根據(jù)用戶需要可以編寫出曲目代碼并有數(shù)碼顯示對應(yīng)曲目序號，利用其內(nèi)部定時器目代碼并有數(shù)碼顯示對應(yīng)曲目序號，利用其內(nèi)部

9、定時器T0T0實現(xiàn)定時中斷。本方案中應(yīng)用定時計數(shù)器實現(xiàn)定時中斷。本方案中應(yīng)用定時計數(shù)器T0T0、T1T1，計數(shù)器，計數(shù)器0 0工作于方式工作于方式1 1，計數(shù)器，計數(shù)器1 1以計數(shù)方式，工作于方式以計數(shù)方式，工作于方式2 2。 本次系統(tǒng)中應(yīng)用中斷指令。當(dāng)鍵盤有鍵按下時，判斷本次系統(tǒng)中應(yīng)用中斷指令。當(dāng)鍵盤有鍵按下時，判斷鍵值，啟動計數(shù)器鍵值，啟動計數(shù)器T0T0，產(chǎn)生一定頻率的脈沖，驅(qū)動蜂鳴器，產(chǎn)生一定頻率的脈沖，驅(qū)動蜂鳴器，放出樂曲。同時啟動定時器放出樂曲。同時啟動定時器T1,T1,顯示歌曲號。顯示歌曲號。Page 8單片機音樂盒的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖單片機音樂盒的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖Page 9時鐘電路及復(fù)位

10、電路時鐘電路及復(fù)位電路1、本系統(tǒng)選擇、本系統(tǒng)選擇12MHZ的晶體振蕩器，的晶體振蕩器，30pf電容。電容。2、本系統(tǒng)選擇上電復(fù)位。其中電容為、本系統(tǒng)選擇上電復(fù)位。其中電容為10uf，復(fù)位電阻為，復(fù)位電阻為10k。Page 10硬件設(shè)計硬件設(shè)計 音樂盒控制系統(tǒng)包括音樂盒控制系統(tǒng)包括2大部分，即音樂盒控大部分，即音樂盒控制模板（制模板（AT89C52主控模塊）和音樂盒發(fā)音模塊主控模塊）和音樂盒發(fā)音模塊（數(shù)碼管顯示模塊）。前者是主控模塊，具有按（數(shù)碼管顯示模塊）。前者是主控模塊，具有按鍵功能，并利用鍵功能，并利用AT89C52的的P3口輸出控制信號；口輸出控制信號；后者是受控模塊，利用后者是受控模塊

11、，利用AT89C52的的P1、P2口輸口輸入控制信號，上面焊有蜂鳴器和數(shù)碼數(shù)碼顯示器。入控制信號，上面焊有蜂鳴器和數(shù)碼數(shù)碼顯示器。Page 11按鍵模塊設(shè)計按鍵模塊設(shè)計 主控模塊主要設(shè)計器件有主控模塊主要設(shè)計器件有AT89C2，3個按鍵。通過軟件設(shè)計，使個按鍵。通過軟件設(shè)計，使單片機單片機p3口作為蜂鳴器和數(shù)碼管的信號輸出口。其中口作為蜂鳴器和數(shù)碼管的信號輸出口。其中k1接接p3.2，作，作為上一曲的按鍵；為上一曲的按鍵；k2接接p3.3，作為下一曲的按鍵；，作為下一曲的按鍵；k3接接p3.5，作為，作為開始開始/暫停的按鍵。暫停的按鍵。 通過通過K1,K2,K3三個按鍵，分別實現(xiàn)上一曲，下一

12、曲和開始三個按鍵，分別實現(xiàn)上一曲，下一曲和開始/暫停的切換暫停的切換。Page 12發(fā)音電路及數(shù)碼顯示電路設(shè)計發(fā)音電路及數(shù)碼顯示電路設(shè)計 發(fā)音塊設(shè)計主要器件是蜂鳴器。根據(jù)實際需要，使其與發(fā)音塊設(shè)計主要器件是蜂鳴器。根據(jù)實際需要，使其與AT89C52的的p2.0口相接，另一引腳接地，實現(xiàn)演奏曲目的功能?？谙嘟?，另一引腳接地，實現(xiàn)演奏曲目的功能。 數(shù)碼顯示電路設(shè)計主要器件是數(shù)數(shù)碼顯示電路設(shè)計主要器件是數(shù)碼管。使其與碼管。使其與AT89C52的的p1口相接，口相接，另一引腳接電源，實現(xiàn)顯示當(dāng)前曲目另一引腳接電源，實現(xiàn)顯示當(dāng)前曲目的功能。的功能。Page 13Proteus 仿真電路圖仿真電路圖Pag

13、e 14軟件設(shè)計軟件設(shè)計 本程序中主要有節(jié)拍，音調(diào)、節(jié)本程序中主要有節(jié)拍，音調(diào)、節(jié)拍以及編碼的確定方法、開始拍以及編碼的確定方法、開始/暫停、暫停、上一曲、下一曲四個軟件模塊組成。上一曲、下一曲四個軟件模塊組成。 Page 15 音調(diào)的確定音調(diào)的確定 C調(diào)各音符頻率與計數(shù)值調(diào)各音符頻率與計數(shù)值T的對照表的對照表低音低音 頻率頻率T參數(shù)參數(shù)中音中音頻率頻率T參數(shù)參數(shù)高音高音頻率頻率T參數(shù)參數(shù)Do2621908229Do523956115Do10465757Do 2771805217Do554903108Do11095454Re2941701204Re587852102Re11755151Re 3

14、111608193Re62280497Re12454848Mi3301515182Mi65975991Mi13184545Fa3491433172Fa69871686Fa13974343Fa 3701351162Fa74067681Fa14804141So3921276153So78463877So15683838So 4151205145So83160272So16613636La4401136136La88056868La17603434La 4641078129La93253664La18653232Si4941012121Si98850661Si19763030Page 16節(jié)拍的確定

15、節(jié)拍的確定 1/4和和1/8節(jié)拍的時間設(shè)定節(jié)拍的時間設(shè)定 曲調(diào)值曲調(diào)值DELAY 曲調(diào)值曲調(diào)值 DELAY 調(diào)調(diào)4/4125毫秒毫秒調(diào)調(diào)4/462毫秒毫秒 調(diào)調(diào)3/4187毫秒毫秒調(diào)調(diào)3/494毫秒毫秒 調(diào)調(diào)2/4250毫秒毫秒調(diào)調(diào)2/4125毫秒毫秒 對于單片機來說，產(chǎn)生不同頻率的脈沖是非常方便的，利用單片機的定時/計數(shù)器來產(chǎn)生這樣的方波頻率信號。因此，需要弄清楚音樂中的音符和對應(yīng)的頻率，以及單片機定時計數(shù)的關(guān)系。Page 17編碼編碼簡譜對應(yīng)的簡譜碼、簡譜對應(yīng)的簡譜碼、T值、節(jié)拍數(shù)值、節(jié)拍數(shù)簡譜簡譜發(fā)音發(fā)音簡譜碼簡譜碼T值值節(jié)拍碼節(jié)拍碼節(jié)拍數(shù)節(jié)拍數(shù)5低音低音SO16426011/4拍拍6低

16、音低音LA26440022/4拍拍7低音低音TI36452433/4拍拍1中音中音DO46458041拍拍2中音中音RE56468451又又1/4拍拍3中音中音MI66477761又又1/2拍拍4中音中音FA76482082拍拍5中音中音SO864898A2又又1/2拍拍6中音中音LA964968C3拍拍7中音中音TIA65030F3又又3/4拍拍1高音高音DOB650582高音高音REC651103高音高音MID651574高音高音FAE651785高音高音SOF65217歌曲播放的設(shè)計：歌曲播放的設(shè)計：先將歌曲的簡譜進行先將歌曲的簡譜進行編碼，儲存在一個數(shù)編碼，儲存在一個數(shù)據(jù)類型為據(jù)類型為unsigned unsigned char char 的數(shù)組中。程序的數(shù)組中。程序從數(shù)組中取出一個數(shù)，從數(shù)組中取出一個數(shù)，然后分離出高然后分離出高4 4位得到位得到音調(diào)，接著找出相應(yīng)音調(diào)，接著找出相應(yīng)的值賦給定時器的值賦給定時器0 0，使，使之定時操作蜂鳴器，之定時操作蜂鳴器，得出相應(yīng)的音調(diào)；接得出相應(yīng)的音調(diào)；接著分離出該數(shù)的低著分離出該數(shù)的低4 4位，位，得到延時時間，接著得到延時時間