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1、江苏理工学院毕业设计说明书（论文） 本科毕业设计（论文）基于单片机的音乐盒的设计 学院名称： 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 二一四 年 六 月 基于单片机的音乐盒的设计摘 要：本次设计根据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编程，制作出一个基于AT89C52单片机的简易音乐播放器，该系统以单片机作为电路的主控核心，硬件电路主要由按键电路、复位电路、显示电路等模块组成。系统软件采用C语言进行编写，采用了模块化编程，其移植性较好。系统程序主要包括主程序、播放子程序、按键子程序、延时子程序等。该系统有歌曲播放、电子琴两种模式，可通过按键进行模式选择。本论
2、文包括系统方案的建立、硬件电路的具体设计及软件的程序实现等过程。并通过软硬件的联合调试，验证了设计方案的可行性。该系统最终实现了模式的选择、歌曲的选择及播放等功能，实验证明，该系统具有一定的实用性。关键词：AT89C52单片机；软件编程；音乐盒IThe Design of Music Box of the Single Chip MicrocomputerAbstract:This design according to principle of single chip microcomputer technology,through the hardware circuits and sof
3、tware programming,make a simple music player based on AT89C52 single chip microcomputer,the system with single chip microcomputer as control core of the circuit,the hardware circuit is mainly composed of keypad circuit,reset circuit,display circuit module .System software using C language to write,u
4、sing the modular programming.the portablility is good.System program mainly includes the main program subroutine,played subroutines,buttons,delay subroutine.The system has a song play,keyboard two modes,can through the button to choose.This paper includes the establishment of the system,detailed des
5、ign of hardware circuit and software program implementation process.And through the software and hardware joint debugging,verify the feasibility of design scheme.The system finally realize the pattern selection,selection of songs and play function,such as experiments show that the system has a certa
6、in practicality.Keywords: AT89C52 microcontroller,；Software programming；the music boxII目录第1章 绪论11.1 课题背景及研究意义11.2 课题设计目的及主要工作2第2章 课题任务分析与方案选择32.1 课题任务分析32.2 硬件电路的组成32.3 设计功能要求32.4 总体设计原理42.5 总体设计框图42.6 选用的方案5第3章 系统硬件设计63.1 单片机最小系统63.1.1 AT89C52单片机介绍63.2.2 复位电路介绍83.2.3晶振电路介绍93.3 显示电路103.4 4*4矩阵键盘识别电路
7、113.5 声音电路12第4章 软件设计144.1 Proteus仿真软件与Keil编译介绍144.2 音调与节拍154.2.1 发声原理154.2.2 音调的确定164.2.3 节拍的确定174.2.4 音乐编码184.3 系统软件总体设计流程图184.3.1 主程序流程图184.3.2 歌曲播放流程图204.3.3 按键扫描流程图204.3.4 延时子程序流程图21第5章 总结23致谢24参考文献25附录1：电路原理图27附录2：元器件清单28附录3：源程序29第1章 绪论1.1 课题背景及研究意义单片机应用到当前社会的各个领域中，既提高了社会的信息化水平又大力的发展了社会的生产力，同时也
8、使目前电子产品的性能有了更高的提升，从而使产品更新换代的周期也逐渐变短。如今，单片机不仅有着高性能与多品种性能的发展趋势，并且还向着其他优良方向发展，比如向着CMOS化、低耗能、小巧、大容量、高性能、廉价和外围电路内装化等。单片机从本质上转变了传统控制系统中的设计思想与设计方式，这在其应用中具有很重要的价值1。以前的状态是，只能通过模拟电路或者是数字电路的应用，才可以将大部分的功能实现，而目前的状态可以直接使用软件编程的方式来实现单片机的功能。这种被称为微控制技术的方法是对传统控制技术的一次革命，就是使用软件的方式取代使用硬件的方式来实现功能的控制技术2。单片机可以很成功的应用到嵌入式系统当中
9、，因此它获得了更多应用的机会，相比与专用处理器来说，这是超越其应用的优势。换个方式讲单片机是世界上个数最多的计算机。集成单片机已经应用到到的大部分电子和机械产品中，是目前人类的生产生活的主流。大多数电子产品中都会配有1到2部单片机，比如正常生活中人们通讯时用到的手机、电话，生产生活中用到的计算器、家用电器，以及娱乐项目中的电子玩具、掌上电脑，另外还包括一些电脑配件键盘鼠标之类的。而台式机，笔记本电脑等个人电脑中也都有许多单片机在工作。其他的一些大一点的产品中通常会配有40部以上的单片机，比如汽车等，而特殊的一些大型机械上的单片机会有更多，甚至能达到上百台，并且可以同时工作，在庞大的工业控制系统
10、上就是如此。由此可见就算PC机和其他控制系统的合在一起，他们的总数也远远不及单片机的数目，甚至比人的数量还要多3。因此单片机地研究前景有非常广阔的空间。所以现实生活中单片机的影响已经融入到大多数的研究领域,例如军事中装配的导弹导航系统，装在飞机上的各种仪器的控制系统，计算机之间的网络通讯和数据传输，包括运用在工业自动化过程的实时控制和数据处理，还有人们在生活中用到的各类智能IC卡，在民用轿车中应用到的安全保障系统，包括一些普通生活的一些控制系统中也有应用，比如录像机、摄像机、全自动洗衣机，包括其他的一些电子玩具、电子宠物等娱乐产品，这些都离不开单片机的应用4。我们所接触的信息在随着科学技术的提
11、高和人类社会的进步发展中会不断扩大并且越来越复杂。面对如此多如牛毛的信息，人们已经可以利用计算机等工具准确高效地对其进行处理，但是想要将处理成功的信息能及时，清晰地传递给别人，还必须利用更加高效的显示技术来实现相应的功能。其中能成熟的结合单片机技术和液晶显示技术，使得智能可视化技术成为信息传输交流技术发展的主流方向5。说到音乐盒的历史发展，可以上溯到欧洲文艺复兴的年代，也就是中世纪时期。那个时候其主要的作用只是为教会的钟塔提供时间提醒用的，这种装置构成单一，就是把各种不一样的钟表装在一个机器上，所以也叫做“可发出声音的组钟”。所以音乐盒的成长历史有将近300多年，同时也见证了人类历史文化的发展
12、6。机械音乐盒在最初的音乐盒中是占据主流的，他是利用齿轮来让铁桶滚动,铁桶上装有铁棒，通过铁棒与铁片相互碰撞从而制成琴键，从而发出声音的原理。但是，机械音乐盒的缺点很多，比如外形大，个体沉重，且发声单一。而且有着一些容易让内部铁条变形的外在因素在影响，比如水，粉尘等，都会造成音准失调，时间一长就会让音乐盒的发音跑调。另外，机械音乐盒放音时必须放平不可动摇，才能发出好的音质。而且机械音乐盒价格昂贵，不允许大批量生产，商业价值不高7。而如今随着科技的进步，人们能将现代电子科技和音乐相结合，并产生一个新的产物，被称为电子琴，这种全新的乐器通过键盘来实现弹奏，俨然已成为现代音乐发展中的不可或缺的角色。
13、由此可见单片机也凭借着其控制功能的强大与软件编程的灵便的特征，成功渗透到当今人们生活的各个领域，是人类正常生产生活中必须要用到的存在。1.2 课题设计目的及主要工作本文的主要设计内容中，电路的核心控制元件就是AT89C52单片机，即主控核心为单片机，硬件电路设计中还包括键盘、扬声器、4*4矩阵键盘、液晶显示器等模块。通常来讲一部好听的音乐由不少各不一样的音阶所构成的，但是许多音符又是由各不相同的频率相互对照，这样在使用该系统时就能够通过操纵不一样的频率的相连，就能变为所需的音乐，在单片机工作中发出不一样的频率是十分容易的，它能够通过单片机的定时/计数器T0来发出不同方波频率的信号，所以，只需直
14、接将一部歌曲的音符与频率之间的对应关系根据音符与频率关系对照表弄清楚就行了。本系统中电子音乐盒有着外形小巧，播放的音质优美，另外其演奏的音乐也有非常方便的优势，而这些都是传统的机械式音乐盒无法达到的。通过电池来供电使得电子音乐盒更加方便，并且它的制作过程也非常简单，而且非常廉价，厂商能成批的进行制造。基于单片机制作的音乐盒，控制功能强大，可根据不同需求进行选歌，且使用方便。第2章 课题任务分析与方案选择2.1 课题任务分析本次设计中硬件电路的主要核心就是AT89C52芯片，用扬声器作为外部放音电路，这样就能够实现音乐播放控制器的功能。设计中运用软件程序通过在单片机内部控制定时器，从而达到能够实现演奏出幽美悦耳的音乐的功能。本次设计中对运用单片机设计音乐盒与电子琴时，分析其原理，发现其本质就是利用单片机来生成不同的频率以便在系统中可以得到自己所需的音符，最终可以弹奏各种不同的音乐。此次论文主要
