单片机的可控数字音乐盒设计专业课程设计

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1、目录项目概述1项目要求1系统原理1硬件设计4软件设计6系统仿真和调试7学习过程的体会8附录1918附录2—、项目概述本设计是一个基于AT89C51系列单片机的音乐盒，依据单片机技术原理,通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作岀一个多功能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。使用两个按键控制音乐盒，一个用來切换歌曲。播放歌曲时，蜂鸣器发出某个咅调，与之对应的LED亮起。木设计利用KEILC编程软件对咅乐盒源程序进行编程并调试，配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试，节约了设计时间。—、项目要求I.利用I/O口产生一定频率的方波

2、，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏乐曲2•可通过功能键选择乐曲，暂停，播放。三、系统原理1.芯片AT89C51的介绍AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器(FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压，高性能CMOS8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。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与T业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位C

3、PU和闪烁存储器组合在单个芯片屮，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版木。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。2•音调的产生不同的音调对应着不同的物理频率，而若要产生一定频率的声音，我们只需用一定频率的方波來驱动蜂鸣器即可。对于固定频率的产生方法，本系统中用定时器0设置为工作方式1(TMOD二0x01)，对不同的音调依据频率装入对应的计数初值，定时器计数完时将输出端取反(编程中采用异或)，进而产生对应的方波。具体计算如下：如对于编码为1的低音S0,其频率为392HZ,我们实验中采

4、用的为12M晶振,因此机器周期为lus,那么该音调对应的计数初值为：65536-1000000/(2*392)二65536T276二64270解释：由于工作方式0中计数器的TIIO和TLO所有位均用于装载计数初值，因此最大计数值为256*256二65536,周期为lxl06s，频率为392IIZ,每定时一次对输出取反，因此讣数初值应除以2。以下为所有音调标准频率及其在木设计中的的计数初值表计数初值表低音频率T参数中音频率T参数高音频率T参数Do2621908229Do523956115Do10465757Do#2771805217Do#554903108Do

5、#11095454Re2941701204Re587852102Re11755151Re#3111608193Re#62280497Re#12454848Mi3301515182Mi65975991Mi13184545Fa3491433172Fa69871686Fa13974343Fa#3701351162Fa#74067681Fa#14804141So3921276153So78463877So15683838So#4151205145So#83160272So#16613636La4401136136La88056868La17603434La#4641

6、078129La#93253664La#18653232Si4941012121Si98850661Si197630303.节拍的确定学习音乐时，每个音符都有对应的节扌n,我们唱拍的时候通常叫做打扌n子，用来区分咅符之间所间隔的时间，因此音符的产生不仅要有频率，还要有节拍。我们知道一共有12屮不同的节拍，每一拍的时间都是最短拍的整数倍，例如4/4拍是1/4拍的4倍，因此我们可以确定一个基准的延时时间，然后用它的倍数表示不同的节拍，用一个无符号整数來表示其倍数。具体代码如Kvoiddelay(uintp){uintj;uintk,1;for(1=0;l

7、++)for(k=165;k>0;k—)for(j=0;j<160;j++);通过此程序，每一拍为107ms,可以实现要求，对于节拍没有固定的时间，也可以通过调节循环初值进行延时修改。4.音符的编码由计数初值表可以看到，如果采用将每一个音符的所对应的计数初值都直接编入音乐的码流中，每个码占两个字节，并且不易记忆，因此我们采用将不同音符的频率写入一个如卜•所示码表中，通过查表确定计数初值。ucharcodeyd[]={Oxff,Oxff,//占位OxFC,0x8E,//中央C调1-7OxFC,OxED,OxFD,0x43,OxFD,0x6A,OxFD,0xB3

8、,OxFD,0xF3,OxFE,0x2D,OxFE,