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1、单片机课程设计论文单片机课程设计论文题 目 FSY电子音乐盒的单片机设计 学 院 通信与电子工程学院 专业班级 电子083 学生姓名 指导教师 王发智 2011年12月11日33摘 要为了实现单片机控制音乐播放，此次毕业设计做出了尝试，即电子音乐盒的设计。本设计采用了蜂鸣器发声来实现歌曲的播放，能保持基本音调不变，流畅播放出歌曲。现选用AT89S51单片机。主要设计模块包括数码管显示部分，功能键盘部分，蜂鸣器发声部分，彩灯部分。数码管采用共阳极数码管，通过单片机P1口控制，实现歌曲序号的显示；功能键盘采用按键开关，通过单片机P3口控制，实现歌曲播放顺序的调换和暂停播放功能；蜂鸣器由单片机的P2
2、口控制，实现歌曲播放；彩灯是由普通发光二极管代替，能实现单色长亮和闪烁效果。主要工作过程是通过按下功能键实现上一首和下一首及暂停播放，同时有数码管显示当前播放歌曲的序号，蜂鸣器播放出音乐，当播放最后一首夜曲时还伴有彩灯闪烁。 此次设计要利用单片机及KeilC51编程软件编程和PROTEUS单片机仿真软件和电子电工等方面知识,用KeilC51编程软件编程，用PROTEUS单片机仿真软件仿真。最后制作实物，将程序下载到单片机中，利用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏乐曲。关键词：AT89S51单片机 方波 音调AbstractIn order to achieve s
3、ingle-chip control music playback,The design made an attempt to,That the design of electronic music box,This design uses a buzzer sound to achieve the song playing, can maintain the same basic tone, smooth playback of songs. AT89S51 microcontroller is used. Major design modules include digital displ
4、ay part, function keyboard parts, some of the buzzer sound, lights parts. Using common anode LED digital tube, through the P1 port control chip to realize the song number display; function keyboard with key switch, controlled by microcontroller port P3, playing songs in order to achieve the exchange
5、 and pause functions; buzzer by the microcontroller P2 port control, to achieve the song playing; lights are replaced by the ordinary light-emitting diodes, to achieve long light and color flashing effect. Main work process is achieved by pressing the function key and the next one on the head, and a
6、 pause, while a digital display serial number of the currently playing song, buzzer playing the music, when played with the last one Nocturne Shihai lights To take advantage of the chip design and software programming and programming KeilC51 PROTEUS microcontroller simulation software such as electr
7、ical and electronics knowledge, with KeilC51 programming software programming, microcontroller simulation software with the PROTEUS simulation. Finally, the physical production, the program to the microcontroller, the use of I / O ports have a certain frequency square wave to drive the buzzer, to is
8、sue a different tone to play music.Keywords:AT89S51 microcontroller square wave tone目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 概述1第2章 音乐盒总体设计22.1 设计功能要求22.2 总体设计原理22.3 总体设计框图3第3章 芯片的选择和介绍43.1 MCS-51系列单片机简介43.2 单片机的选择43.2.1 AT89S51芯片介绍5第4章 系统的硬件设计84.1 电源电路84.2 单片机最小系统84.3 数码管显示部分94.4 键盘部分34.4.1 按键开关34.4.2 轻触开关34.5
9、蜂鸣器部分3第5章 系统软件设计135.1 软件系统介绍135.2 编程语言的选择135.3 应用软件的选择keilc51135.4 系统程序设计145.4.1 主程序流程图145.4.2 主程序155.4.3 定时器定时18 第6章 系统仿真及硬件制作216.1 仿真的必要性216.2 系统仿真过程216.2.1 原理图的绘制216.2.2 程序的调入22结论23参考文献24附录125附录232致谢33第1章 绪论1.1 概述语音乐盒的起源，可追溯至中世纪欧洲文艺复兴时期。当时为使教会的的钟塔报时，而将大小的钟表上机械装置，被称为“可发出声音的组钟”。音乐盒悠扬的乐声，经常勾起人们对美好往事
10、的回忆，甚至魂牵梦萦，坠入时光岁月的追忆中。300多年来席卷全球市场的机械音乐盒的最大魅力，也许就在于它能将抽象的音乐，凝固成具象的艺术品。成为人们表达美好情感，追思逝去岁月的最佳选择吧！机械音乐盒的发展史，可追溯至14世纪初期，所发明挂在教堂钟楼上的排钟,这种用发条装置来演奏的乐器，能发出清脆如水晶般的乐声，一度风靡荷兰，比利时和法国北部。1811年以来，瑞士曾经是这项技艺的中心，它和瑞士钟表工业一样，两者相辅相成，一段时间名领风骚，称霸全球。音乐盒300多年的产品发展，同时也是人类文明300多年发 展的历史鉴证。每个不同时期的音乐盒造型，都能折射出当时不同的社会心态和文明发展现状，它也成了
11、时代的一面镜子。现今，音乐盒的制造，延袭传统，结合现代，正日益成为人们或为了典藏一段岁月，或为了收藏一份情感，或出于对音乐的追求，或对于旧时代的怀念，或为了居室的美化，等等，而得到众多品位人士的追求。 音乐盒的分类：18音，30音，这些是代表音乐盒机芯的音数，其实也就是机芯里面，那一排钢条的数量，钢条的数量越多，也就是音数越高，奏出来的音色就越丰富，曲子也就是越好听，同时曲子的播放时间也相应长一点。一般18音的曲子为25秒左右，30音的曲子为35秒左右。50音的差不多有60秒。目前来说，一般市面上卖的“爱丽丝”都是18音的，其次是30音，50音。此次设计的目的就是运用单片机来设计一套控制系统，
12、来完成音乐播放的控制，并设计一套硬件来进行音调播放的实际模拟，从而有欣赏音乐的效果。第2章 音乐盒总体设计2.1 设计功能要求1.利用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演乐曲。2.采用七段数码管显示当前播放的歌曲序号。3. 可通过功能键选择乐曲，暂停，播放，上一曲，下一曲。2.2 总体设计原理通过单片机的定时器产生一定长度的方波，方波脉冲驱动蜂鸣器发声。要产生音频脉冲，只需算出某一音频的周期（1/音频），然后取半周期的时间定时。利用定时器计时这个半周期时间,每当计时到后就将输出脉冲的I/O反相,然后重复计时此半周期时间再对I/O口反相,就可在I/O脚上得到此频率的脉冲
13、。如中音D0，频率为523HZ,其周期T=1/523=1912微秒，因此只要令计数器定时1912/2=956，在每计数956次时将I/O口反相,就可得到中音D0(523HZ)。 当键盘有键按下时，判断键值，启动计数器T0，产生一定频率的脉冲，驱动蜂鸣器，放出乐曲。同时启动定时器T1，在LED显示歌曲号，也可使彩灯长亮和闪烁。数码管采用共阳极数码管，通过单片机P1口控制，实现歌曲序号的显示；功能键盘采用按键开关，通过单片机P3口控制，实现歌曲播放顺序的调换和暂停播放功能；蜂鸣器由单片机的P2口控制，实现歌曲播放；彩灯是由普通发光二极管代替，能实现单色长亮和闪烁效果。通过按下功能键实现上一首和下一
14、首及暂停播放，同时有数码管显示当前播放歌曲的序号，蜂鸣器播放出音乐，当播放最后一首夜曲时还伴有彩灯闪烁。 2.3 总体设计框图单片机接+5V电源供电，晶振电路产生单片机所需时钟信号，通过功能键产生外部中断，控制音乐盒的上一首和下一首曲目，再由I/O接口输出控制蜂鸣器发声，LED显示，彩灯亮或闪烁。另外，复位电路在于营造一个程序运行的初始状态，在程序出错时，重新启动单片机工作。 电源晶振部分复位电路AT89S51蜂鸣器LED显示功能键 电源晶振部分复位电路AT89S51蜂鸣器LED显示功能键 图2.3 总体设计框图编程设置好定时时间，通过编程器写入AT89S51单片机系统。由AT89S51单片机的定时器每秒钟通过P1.0-P1.7口控制LED数码显示，复位信号由按钮输入，每按下一次，系统恢复原设定状态。电源，晶振部分，复位电路，单片机，LED，功能键，蜂鸣器部分后面均有详细介绍。第3章 芯片的选择和介绍3.1 MCS-51系列单片机简介单片机系统是本监控系统的核心部分，数据
