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1、阳泉职业技术学院毕 业 设 计 说 明 书毕业生姓名 ：专业 ： 电气自动化技术学号 ：指导教师 ：所属系（部） ： 信息系二一二年四月I阳泉职业技术学院毕业设计评阅书题目：基于单片机的音乐盒研究与设计 信息 系 电气自动化技术专业 姓名 李宁 设计时间：2011 年 3 月 7 日 2011 年 5 月 7 日评阅意见：成绩：指导教师：（签字）职务：201 年 月 日II阳泉职业技术学院毕业设计答辩记录卡信息 系 电气自动化技术 专业 姓名 李宁 答 辩 内 容问 题 摘 要 评 议 情 况记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩 答辩组评定成绩 综合成绩注：评定成绩为 100 分制
2、，指导教师为 30%，答辩组为 70%。专业答辩组组长：（签名）III201 年 月 日i摘 要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。本文设计的音乐盒是以 AT89C51 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。关键词：AT89C51；音乐盒；单片机；稳压电源iiABSTRACTAlong with the development of human society,
3、 people of vision, hearing things put forward higher request. Small music box can bring good memories and improve peoples spiritual culture. Traditional music box is heavy mechanical type, size, pronunciation and drab, cannot achieve batch production. This music box is the design of components singl
4、e chip electronic music box, small volume, light weight, can play music, the function and the effect of exterior, colorful, easy to use, and has certain commercial value.KEY WORDS:AT89C51;Music Box; Single Chip Micro-computer; Voltage Regulator Power Suppliii目 录第一章 绪论 .11.1 课题意义 .11.2 主要研究工作 .1第二章 设
5、计方案论证 .22.1 方案列举 .22.2 方案 论证 .2第三章 音乐盒的发音原理 .43.1 播放音乐的原理 .43.2 音符频率的产生 .43.3 节拍频率的产生 .63.4 歌曲的编码改写实例 .7第四章 硬件电路设计 .124.1 AT89C51 单片机 .124.1.1 管脚说明 .124.2 时钟复位电路 .144.2.1 时钟电路 .144.2.2 复位电路 .154.3 按键输入电路 .164.3.1 按键概述 .164.3.2 矩阵键盘的设计 .174.3.3 键盘的抖动问题 .184.4 输出显示电路 .184.5 整体硬件电路 .204.6 原理说明 .204.7 选
6、歌按键的设计 .21第五章 软件设计 .215.1 主程序的设计 .215.2 子程序的设计 .235.3 设计源程序代码（见附录） .24第六章 仿真及调试 .246.1 调试 .246.2 仿真 .256.3 程序调试中出现的问题及解决的办法 .27总结 .29参考文献 .30iv致谢 .31附录 .32附录一 部分源程序代码 .32附录二 元器件清单 .46阳泉职业技术学院-毕业设计说明书1第一章 绪论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
7、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、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
8、便。所放歌曲的节奏可以根据需要进行设置，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，增设放歌时间、序号显示灯功能，使音乐盒的功能更加丰富。1.2 主要研究工作在本设计中，首先提出了发音盒的整体设计方案；然后对音乐盒所播放的音乐进行了程序设计；其次设计了音频驱动电路，以驱动播放扬声器；最后设计了直流稳压电源，用于为单片机和音频部分、显示部分提供稳定的+5V 电压。阳泉职业技术学院-毕业设计说明书2第二章 设计方案论证 2.1 方案列举方案一：用四个按键控制音乐的播放。3 个按键选择 3 首不同的音乐播放，另一个按键控制音乐的停止。按下播放键，用一点简单的控制之后，才开
9、始播放音乐。比如，用定时器控制，亮灯倒计时 10 秒然后触发音乐播放。方案二：用 4*4 小键盘来实现音乐的选择播放，1A 按键控制播放 10 首音乐，CF 按键分别实现欢迎页面、上一首、下一首、停止播放。方案三：为了充分利用实验板的功能，进一步扩充音乐盒的功能。设计用七段显示数码管 LCD 显示播放时歌曲序号。设置三个键，一个按键控制开机、播放、暂停音乐，另外两个按键分别实现上一首、下一首。2.2 方案论证1) 在方案 1 中，共用了 4 个按键，其中 3 个按键控制播放 3 首音乐，另一个键控制音乐播放的停止。但是只能选择 3 首音乐，不能显示是哪首歌局限性太强。2) 在方案 3 中，共用了 3 个按键，其中一个键用于控制开机、播放、暂停，另两个键用于上一首与下一首切换。使用数码管作为显示输出。功能过于单一，显示效果不佳。考虑到设计要求和时间上的局限，本次课程设计使用了方案二。本次设计是一个基于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，设计制作出一个多功能多功能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路、蜂鸣器以及显示电路组成。使用一个按键来控制开始，播放和暂停。利用两个按键分别切换上一曲和下一曲来演奏出不同的乐曲，共三首音乐，蜂鸣器发出某个音调，与之相对应的LED亮起。阳泉职业技术学院-毕业设计说明书3本设计利用K
