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1、黑龙江农业经济职业学院黑龙江农业经济职业学院 毕业论文毕业论文 基于 STC89C52 的数字式音乐盒设计 姓姓 名：名： xxxxxx 指导教师：指导教师： xxxxxx 专专 业：业： 应用电子技术应用电子技术 班班 级：级： xxxxxx 20112011 年年 1010 月月 2020 日日 黑龙江农业经济职业学院机电工程系毕业论文 目 录 前前 言言.2 2 1.1.系统基本设计思路系统基本设计思路.3 3 1.1 课题意义 .3 1.2 设计方案 .3 1.3 研究内容 .3 2.2.单元电路方案论证单元电路方案论证.3 3 2.1 控制器模块 .3 2.2 显示模块 .4 2.3
2、 最终方案 .4 3.3.系统总体方案介绍系统总体方案介绍.4 4 3.1 系统硬件组成图 .4 3.2 最小系统设计 .5 3.2.1 时钟电路 .5 3.2.2 复位电路 .5 3.3 主控机模块 .6 3.4 音乐机模块 .7 3.5 按键模块 .7 4.4.节拍的确定节拍的确定.7 7 结结 论论.9 9 附录：附录：.1212 主控机程序.12 音乐机程序.16 黑龙江农业经济职业学院机电工程系毕业论文 1 基于 STC89C52 数字式音乐盒的设计 摘摘 要要：本设计是以 STC89C51 芯片的电路为基础，外部加上放音设备，以此来实现音乐演 奏控制器的硬件电路，通过软件程序来控制
3、单片机内部的定时器使其演奏出优美动听的音乐。 用户可以按照自己的喜好选择音乐并将其转化成机器码存入单片机的存储器中。对于不同型号 的单片机只需要相应的改变一下地址即可。该软、硬件系统具有很好的通用性，很高的实际使 用价值，为广大的单片机和音乐爱好者提供了很好的借鉴。 关键词关键词：单片机，数码管，机间通讯 黑龙江农业经济职业学院机电工程系毕业论文 2 前前 言言 21 世纪，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个 领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能 进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 目前，单片机正朝着高性
4、能和多品种方向发展趋势将是进一步向着 CMOS 化、低功耗、小体 积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。单片机应用的重要意义还在 于它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实 现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也 称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难 找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通 讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华 轿车的安全保障系统，录像
5、机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等， 这些都离不开单片机。 随着科学技术的进步和社会的发展，人类所接触的信息也在不断增加并且日益复杂。面对 浩如烟海的信息，人们已经能够利用计算机等工具高效准确地对之进行处理，但要想将处理完 的信息及时，清晰地传递给别人，还必须通过寻求更加卓越的显示技术来实现。单片机技术与 液晶显示技术的结合，使信息传输交流向着智能可视化方向迅速发展。 随着人类社会的发展，人们对视觉、听觉方面的享受提出了越来越高的要求。小小的音乐 盒可以给人们带来美好的回忆，提高人们的精神文化享受。传统音乐盒多是机械型的，体积笨 重，发音单调，不能实现批量生产。本文设计
6、的音乐盒是以单片机为核心元件的电子式音乐盒， 体积小，重量轻，能演奏和旋音乐，功能多，外观效果多彩，使用方便，并具有一定的商业价 值。 黑龙江农业经济职业学院机电工程系毕业论文 3 1.系统基本设计思路 1.1 课题意义 音乐盒的起源，可追溯至中世纪欧洲文艺复兴时期。当时为使教会的钟塔报时，而将 大小的钟表装上机械装置，被称为“可发出声音的组钟” 。音乐盒有着 300 多年的发展历史， 是人类文明发展的历史见证。 传统的音乐盒多是机械音乐盒，其工作原理是通过齿轮带动一个带有铁钉的铁桶转动, 铁桶上的铁钉撞击铁片制成的琴键，从而发出声音。但是，机械式的音乐盒体积比较大， 比较笨重，且发音单调。水
7、、灰尘等外在因素，容易使内部金属发音条变形，从而造成发 音跑调。另外，机械音乐盒放音时为了让音色稳定,必须放平不能动摇，而且价格昂贵，不 能实现大批量生产。 本文设计的音乐盒，是基于单片机设计制作的电子式音乐盒。与传统的机械式音乐盒 相比更小巧，音质更优美且能演奏和弦音乐。电子式音乐盒动力来源是电池，制作工艺简 单，可进行批量生产，所以价格便宜。基于单片机制作的电子式音乐盒，控制功能强大， 可根据需要选歌，使用方便。根据存储容量的大小，可以尽可能多的存储歌曲。另外，可 以设计彩灯外观效果，使音乐盒的功能更加丰富。 1.2 设计方案 设计一个单片机的音乐盒，利用按键切换演奏出不同的乐曲。扬声器发
8、出乐曲，与之 相对应的 LED 亮起。使用五个按键，两个用来切换歌曲，两个切换八路 LED 的变化花样。 一个用来启动和停止。 1.3 研究内容 （1）电路有两种工作模式：演奏音乐模式和花样灯模式。演奏音乐模式：演奏完整的一 首的歌曲，八路 LED 随着音乐变化。花样灯模式：八路 LED 变化出各种花样，蜂鸣器随着发出 “嘀嘀”声 （2）按下按键 1 进入演奏音乐模式，再按切换歌曲，共两首歌曲。 （3）按下按键 2 进入花样灯模式，再按切换 LED 花样，共三种花样。此电路的程序只占 用了 1K 左右，可编制更多的音乐和 LED 花样，使系统的功能更加俱全。 2.单元电路方案论证 根据设计要求
9、，本系统主要由控制器模块、显示模块构成。为较好的实现各模块的功 能，我们分别设计了几种方案并分别进行了论证。 2.1控制器模块 方案1：采用51系列作为系统控制器 单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻 辑控制。由于其功耗低、体积较小、技术成熟和成本低等优点，在各个领域应用广泛。而 且抗干扰性能好。 方案2：采用凌阳系列单片机为系统的控制器 凌阳系列单片机可以实现各种复杂的逻辑功能，模块大，密度高，它将所有器件集成 在一块芯片上，减少了体积，提高了稳定性。凌阳系列单片机提高了系统的处理速度，适 黑龙江农业经济职业学院机电工程系毕业论文 4 合作为大规模实时系
10、统的控制核心。 因51单片机价格比凌阳系列低得多，且本设计不需要很高的处理速度，从经济和方便 使用角度考虑，本设计选择了方案1。 2.2 显示模块 方案1：采用LED数码管 采用控制用单片机，显示用LED数码管这种方案。虽然显示的内容有限，但是也可以显 示数字和几个英文字母，在这个设计中已经足够了，并且价格比液晶字符式要低的多，为 了控制设计制作的成本，在此设计中我们选用LED数码管显示。 方案2：采用液晶字符显示器 控制用单片机，显示用液晶字符式，可以用软件达到很好的控制，硬件不复杂，液晶 字符显示器可以显示很丰富的内容，但是液晶字符式价格昂贵，在本设计中不需要用到复 杂的显示内容，因此我们放弃了此方案。 从济济的角度考虑，我们选择了方案1。 2.3 最终方案 经过反复论证，最终确定了如下方案： 1.主控制器：选用两片 51 内核的单片机作为主控制器 主控机：负责显示状态，检测按键以及向下位机传输数据 音乐机：在接受到上位机的引号后产生一定频率方波从而发声 2.外设装置：这部分是由按键、数码管、LED、扬声器等组成 3.系统总体方案介绍 3.1 系统硬件组成图 EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10/T 1 P11/
