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1、课程设计任务书学 院理学院专 业光电信息科学与工程学生姓名 班级学号课程设计题目简易音乐流水灯设计实践教学要求与任务:一、设计要求1.掌握时序逻辑电路的设计方法，灵活运用理论知识。 2.进一步了解如何将数字电路设计应用到自动控制系统中，从而提高解决实 际问题的能力。3.写出详细的设计报告。 4.画出仿真电路。 二设计任务 1.掌握PROTEUS软件和KEIL，并使用它能进行简单地电路设计。 2.熟悉使用软件，设计过程三工作进度与计划安排第一周：熟悉使用软件，找到简单的电路在软件中连接，并在网上查找课题。第二周：在软件中进行电路连接并熟悉课题的设计原理，并在电脑上操作、测试。完成课程设计论文。指
2、导教师： 201 年 月 日专业负责人：201 年 月 日学院教学副院长：201 年 月 日前言到了21世纪，电子技术获得了飞速的发展,电子技术正在逐渐改善着人们的学习、生活、工作,因此开发本系统希望能够给人们多带来一点生活上的乐趣。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。如今，单片机正朝着高性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
3、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。单片机控制的音乐流水灯，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。 本设计是以AT89C51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
4、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。摘要 本设计是一种基于AT89C51单片机音乐控制彩灯的方案，实现单片机演奏音乐，并且对LED灯随音符频率的不同而闪烁发光。本方案以AT89C51单片机作为主控核心，利用单片机和蜂鸣器，通过蜂鸣器播放音乐，利用编程实现亮灯循环模式，在有16个LED灯,根据用户需求可以编写若干种亮灯模式.例如左右闪烁，隔几个亮灭，蜂鸣器可以根据用户需求改写编程播放各种音乐。本方案具有设计简单、体积小、元器件少、电路结构简单等优点。该设计方案设计及其简单，典型的89c51单片机，亮灯模式多，播放各种类型的音乐，具有体积小、价格低、低能耗等优点。在美丽的都市
5、夜晚，彩灯的循环亮灭，播放动人的音乐，衬托出美丽的氛围，音乐彩灯具有更广阔的发展天地。关键字：AT89C51LED灯 音乐 PROTEUS目录前言1摘要21.单片机概述51.1设计目标51.2设计内容52.设计方案及原理63. 核心器件AT89C51介绍63.1.主要特性：73.2.管脚说明：73.3.振荡器特性:93.4.芯片擦除：94.硬件设计104.1硬件框图：104.2中断服务说明：104.3 总体电路设计115. 软件设计115.1.核心源代码：116. 调试与仿真126.1.Keil C51单片机软件开发系统126.1.1 系统的整体结构126.1.2 采用KEIL 开发的89c5
6、1单片机应用程序步骤136.2proteus的操作136.2.1硬件电路图的接法操作136.2.2 单片机系统PROTEUS设计与仿真过程137. 结论148.体会心得149参考文献1510附录161.单片机概述 单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。 MCS-51单片机是美国INTEL公司于1980年推出的产品，与MCS- 48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令，指令数达111条，MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在，MCS-51系列或其兼容
7、的单片机仍是应用的主流产品，各高校及专业学校的培训教材仍与MSC-51单片机作为代表进行理论基础学习。 MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品。DP-51S单片机仿真实验仪是由广州致远电子有限公司设计的DP系列单片机仿真实验仪之一，是一种功能强大的单片机应用技术学习、调试。 1.1设计目标 由于本设计主要用于人们娱乐方面，因此在设计上尽量使其安全以及简单易操作。其次，在这次设计可行性上进行分析如下：1、 经济可行性： 所谓经济可行性，即在这次设计上需要投入资金的多少，由于毕业设计是没有项目资金，没有开发经费，因此在经济上必须能够承受，比较理想化的项目对于我们毕业设
8、计来说是不可行的。通过分析后，无论是在器件价格或是常见度上均是可行的。 2、 技术可行性： 技术可行性主要是分析技术条件上是否能够顺利开展并完成开发工作，硬件、软件能否满足设计者的需要等。通过分析各种软件环境，硬件仿真环境等均已经具备。 综上所述，本系统设计目标已经明确,在经济与技术上均可行，因此本系统的开发是完全可行的1.2设计内容设计一个基于AT89C51系列单片机的音乐流水灯，切换演奏出不同的乐曲。蜂鸣器发出某个音调，与之相对应的LED亮起。此电路的程序只占用了2K左右，可以方便的添加更多的音乐和LED花样， 使系统的功能更加强大。2.设计方案及原理通过控制单片机的内部定时器的定时时间来
9、产生不同的脉冲频率，以驱动蜂鸣器发出不同音节的声音，利用延时子程序来控制音调的节拍。为了编程方便，通常是将简单的音符和相应的节拍转换成为定时常数和延时常数，利用查表法得到定时常数，分别控制定时器产生相应的脉冲频率和脉冲频率的持续时间，当持续时间到时，程序自动查找下一个音符的定时常数和延时常数，这样就可以听到悦耳动听的歌声。音调是由不同的频率产生的，而每一个音调都是有一个音符和一个节拍组成，音符决定该音调的高低，节拍决定了该音调是多少拍。因此一个音调是由两个字节组成的。根据音符字节产生该大小次数的延时，声音输出口取反，就可以得到该音调的高低音。根据设置单位的延时长短，可以控制音乐演唱速度。因此算
10、法很简单，定义单片机的一个I/O端脚为声音输出口，在规定的节拍内，根据音符字节的大小产生延时，将声音输出口不断的置高置低（即取反），就可以得到该音调。只要选取合适的单位节拍延时，就可以输出动听的音乐。3. 核心器件AT89C51介绍AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失
11、存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示图5-1 AT89C51外形图及引脚序列3.1.主要特性：与MCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24MHz三级程序存储器锁定1288位内部RAM 32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源 可编程串行通道低功耗的闲置和掉电
12、模式片内振荡器和时钟电路3.2.管脚说明：VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1
13、口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当
14、P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示表2.1 P3口被选功能口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址
