单片机的可控数字音乐盒设计

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1、单片机和音乐盒硬件的功能随着当代单片机技术的突飞猛进，单片机的功能也越来越强大，主要包括有：（1）单片机集成度高；（2）系统结构简单，使用方便，实现模块化；　　（3）单片机可靠性高，处理功能强，速度快；　　（4）低电压，低功耗，便于生产便携式产品；　　（5）控制功能强大。而本文设计采用的是AT89C51单片机，这是一款性价比非常高的单片机。2.1AT89C51芯片的功能AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器。俗称单片机[2]。如图：图2-1AT89C51单片机引脚图图2-2AT89C51

2、单片机实物图引脚功能[3]：P0.0-P0.7：为一个8位漏级开路双向I/O口；P1.0-P1.7：是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口；P2.0-P2.7：为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口；P3.0-P3.7：管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口；P3.0：RXD（串行输入口）；P3.1：TXD（串行输出口）；P3.2：INT0（外部中断0）；P3.3：INT1（外部中断1）；P3.4：T0（记时器0外部输入）；P3.6：WR（外部数据存储器写选通）；P3.7：RD（外部数据存储器读选通）；EA：当EA保持低电平时，则在此期间外

3、部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET；当EA端保持高电平时，此间内部程序存储器；P3.5：T1（记时器1外部输入）；ALE：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节；PSEN：外部程序存储器的选通信号；RST：复位输入；XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入；XTAL2：来自反向振荡器的输出。2.2音乐盒的硬件及其功能本文设计的数字音乐盒，所需要的硬件有：AT89C51芯片：主控制器；LED彩灯：灯光闪烁，P1.0-P1.7控

4、制八路LED彩灯；数码管：音乐序号显示，P0.0-P0.6控制数码管；晶振：给单片机正常工作提供稳定的时钟信号，电路为12MHZ晶振频率工作，起振电路中C1、C2均为30PF。电容：保持一个恒定的偏执电压供给；喇叭：发出声音，P3.7控制喇叭电源：供电；电阻；控制电路；开关：控制音乐，P3.2控制LED彩灯花样的切换，P3.3控制音乐的切换。数字音乐盒的主体设计方案3.1音乐盒的主体结构该音乐盒主要是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。如图：图3-1音乐盒主体结构框图本设计是一个基于AT89C51系列

5、单片机的数字音乐盒，一共设计了五首不同风格的歌曲，在播放歌曲同时八路LED彩灯随音调变化而变化，同时利用数码管显示歌曲的序号，以便切换歌曲。在不播放歌曲的时候还设计了八路LED彩灯，可以随意变化三种花样，给人们带来视听的双重享受。一共设计了两个开关，一个用以切换LED彩灯花样，一个用以切换歌曲。4音乐盒硬件设计4.1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：图4-1总设计框图4.2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、LED彩灯以及数码管的设计。4.2.1时钟振荡电路AT89C51

6、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，我们推荐电容使用30PF-10PF，而如果使用陶瓷振荡器建议选择40PF-10PF。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

7、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。振荡器电路图如下：图4-2单片机内部、外部振荡电路4.2.2LED和数码管的设计（1）八路LED彩灯，分别接在P1.0-P1.7这八个端口上，连接方式为共阳极，若为低电平，可使LED亮起。发光二极管的亮、熄由内部程序控制，八个LED发光二极管分别对应不同的音阶，所以LED会随着音阶的变化按规律亮、熄。设计

8、如图：图4-3LED设计图（2）数码管接在AT89C51的P0端口上，数码管采用的是共阴极数码管[5]，在数码管与端口之间接了上拉电阻以使数码管能正常工作。如图所示：图4-4数码