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1、东华理工大学长江学院 毕业设计题 目 基于单片机的音乐流水灯设计 英文题目 Microcontroller-based music designed light water学生姓名： 乔 建 申请学位门类： 工学学士 学 号： 09325321 专 业： 电子信息工程 系 别： 机 电 系 指导教师： 陈 锐 职称： 讲 师 二0一三年六月东华理工大学长江学院毕业设计 摘要摘 要随着科技和经济的快速发展，人们对生活质量和生活环境的要求不断的提高，多彩多样的彩灯成了现今装饰和美化的时尚和潮流。千姿万态的流水灯能给人一种视觉冲击。拟采用单片机AT89C51去实现这种千变万化的流水灯。单片机技术是一
2、种传统和典型的技术，具有智能化、体积小、集成度高和价格低廉等许多独特的优点。而且单片机明显优越于其他电子电路，其硬件电路和软件方面都不是特别复杂。本设计将所学的单片机的理论和动手实践结合起来，主要利用AT89C51单片机设计并制作一个音乐流水灯。首先设计一个稳定的直流电源电路，然后设计一个复位电路，为单片机的正常工作提供条件，然后再设计时钟电路和声音驱动电路，可以使单片机能够更好的控制与编译音乐部分，另外还设计一个通信电路以方便单片机和PC机的连接与通信，最后还需要设计按键电路用来控制音乐流水灯。为了使蜂鸣器能够正常的发生还需设计一个音频电路。硬件电路设计后要将各模块连接起来进行仿真和调试。软
3、件设计部分则需要将各电路模块进行编译，并设计音乐频率程序、流水灯程序和按键程序，同时将其进行仿真调试和组合调试。以实现在播放音乐时LED灯有千变万化的效果，以满足对视觉上的享受。关键词：单片机； 音乐； 流水灯； 仿真；II东华理工大学长江学院毕业设计 ABSTRACTABSTRACTWith the science and technology and the economy the rapid development, people pairs quality of life and living environment the requirements of continuously i
4、mprove, colorful and diverse of the lantern became a nowadays decorative and beautifys fashion and trend. Zi million-state of flowing water lamp can give a person one kinds visual impact. Intends to adopt AT89C51 microcontroller to go achieve such kaleidoscopic of flowing water lights. MCU technolog
5、y is a kind of tradition and typical technical, with intelligent, the volume is small, high integration and price inexpensive and so on many unique advantages. Moreover single-chip obviously superior to other electronic circuit, its hardware circuits and software aspects of are not particularly comp
6、licated.The single-chip design will combine theory and practice, the main use AT89C51 single-chip design of a musical water lights. First, design a stable DC power supply circuit, and then design a reset circuit for the microcontroller to provide normal working conditions, and then design a clock ci
7、rcuit and sound driver circuit, will enable MCU to better control and compile music part, in addition to design a to facilitate communication circuit chip and PC connectivity and communication, and finally also need to design the circuit to control the music keys light water. In order to make the bu
8、zzer to normal design an audio circuit needs to happen. After the hardware circuit design to connect the modules for simulation and debugging. Software design will need to be compiled each circuit module, and the design frequency of the music program, water lights and key procedures, and its combina
9、tion of simulation debugging and debugging. When playing music in order to achieve a kaleidoscopic effect LED lights to meet the visual enjoyment.Key words:MCU; Music; Light water； Simulation东华理工大学长江学院毕业设计 目录目 录摘 要IABSTRACTII目 录11. 绪 论11.1 单片机的概念11.2 单片的历史、发展和应用42. 总体设计62.1 设计要求62.2 设计方案选择62.3 整体设计思
10、路63. 系统硬件设计与部分电路说明83.1 硬件设计框图83.2 部分电路说明83.2.1 电源及启动电路83.2.2 复位电路93.2.3 时钟电路103.2.4 通信电路103.2.5 键盘电路113.2.6 流水灯电路113.2.7 音频电路123.3 电路原理图及说明124. 系统软件电路设计与分析134.1 音乐程序设计134.1.1 音乐程序流程图144.2 流水灯设计164.2.1 流水灯程序流程图164.2.2 流水灯程序164.3 音乐流水灯程序164.3.1 音乐流水灯程序流程图164.3.2 音乐流水灯程序175. 系统调试与仿真195.1 硬件调试195.2 软件调试
11、195.3 软件仿真19总 结22致 谢23参考文献24附录一25附录二26附录三31附录四32东华理工大学长江学院毕业设计 绪论1. 绪 论1.1 单片机的概念单片机是在一块芯片上超大规模集成技术集中了中央处理单元（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、特殊功能寄存器（SFR）和各种输入/输出（I/O）接口（定时/计数器、中断系统接口、并行和串行I/O接口以及A/D转换接口等）的微型计算机，又称微控制器。目前最强大的单片机系统可以将声音和图像等复杂的输入输出系统集成在一块芯片上，所以单片机亦被称为微控制器和嵌入式控制器。AT89C51单片机是由美国Atmel公司生产的具有低电
12、压和低功耗、高性能、多功能的通用型8位单片机，其具有庞大而丰富的内部资源：1个8位中央处理机CPU、12MHz的片内时钟电路、128+21B的片内数据存储器、4KB的片内程序只读存储器、4KB闪存、4个8位并行I/O接口、1个串行I/O接口、2个16位定时/计数器、5个中断源、具有4.255.50V的电压工作范围和024MHz的工作频率，另外使用AT89C51单片机时无需外扩存储器。AT89C51芯片的引脚功能如图1-1所示：VCC：电源电压GND：接地端RST：即RESET，复位输入端。单片机振荡器工作时，若RST引脚上出现高电平并保持2个时钟周期，则实现复位操作，所有的I/O引脚都将复位为
13、“1”，单片机恢复为初始状态。XTAL1：即反向震荡放大器的输入和内部时钟工作电路的输入。图1-1 8051芯片的引脚图 XTAL2：即反向震荡放大器的输出和内部时钟工作电路的输出。对于CHMOS芯片，该引脚悬空不接。ALU：算数逻辑单元。可进行加、减、乘、除运算和与、或、非、异或等逻辑运算，另外还可执行增量、减量、左移位、右移位、半字节更换以及位处理等操作。ACC：8位累加器。PSW：8位程序状态字。其中存放着当前ALU的一些操作状态特征，详见表1-1，其字节地址是D0H。表1-1 程序状态字内部定义PSW位PSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0位地
14、址D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0H位符号CYACF0RS1RS0OVF1PPSEN：片外程序存储器读选通信号输出端。当从外部程序存储器读取数据或者指令时，PSEN的每个机器周期2次有效，以通过数据总线口读回数据或指令。DPTR:16位数据指针。主要用来存放外部RAM的数据地址和ROM数据表的基地址。内存中包含DPL和DPH两个8位寄存器，其中DPH存放地址的高8位，DPL存放地址的低8位。SP：8位堆栈指针。用于指出当前堆栈的顶部地址。当单片机内有入栈操作时，SP自动加1，出栈时SP=SP-1。PC:16位程序计数器。只有中断、跳转和调用指令才能使其作其他变化。其中单片机开机或者复位时，PC的起始值为0000H。P0口：P0.0P0.7统称为P0口。当不接外部存储器或不扩展I/O接口时，可作为准双向8位输入/输出接口。当接有外部存储器或扩展I/O接口时，P0口为地址/数据分时复用口。分时可提供低8位地址总线和8
