1、 课程设计 1 单片机系统 课 程 设 计 成绩评定表 设计课题 基于 89C51 的数字音乐盒设计设计 学院名称 ： 电气工程学院 专业班级 ： 学生姓名 ： 学 号 ： 指导教师 ： 设计地点 ： 设计时间 ： 指导教师意见： 成绩 : 签名： 年 月 日 课程设计 单片机系统 课 程 设 计 课程设计名称： 基于 89C51 的数字音乐盒设计 专 业 班 级 ： 学 生 姓 名 ： 学 号 ： 指 导 教 师 ： 课程设计地点： 课程设计时间： 课程设计 单片机系统 课程设计任务书 学生姓名 专业班级 学号 题 目 课题性质 工程设计 课题来源 自拟 指导教师 主要内容 （参数） 利用
2、89C52 设计 数字音乐盒 的控制系统， 实现以下功能： 1 按下开始键或停止键后能够自动播放或停止音乐 ； 2 按下选择键可以切换曲目 ； 3 LCD 显示当前播放的曲目标号和播放时间 ； 4 蜂鸣器发出某个音调，与之相对应的 LED 亮起 ； 任务要求 （进度） 第 1-2 天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。 第 3-4 天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。 第 5-6 天：软件设计，编写程序。 第 7-8 天：实验室调试。 第 9-10 天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅
3、、格式规范、方案合理、设计正确。 主要参考 资料 1 张迎新单片微型计算机原理、应用及接口技术（第 2 版） M北京：国防工业出版社， 2004 2 谭浩强。 C 语言程序设计（第二版）， 北京 ：清华大学出版社， 1991. 3 中国电子网 http:/www.21IC.com 4 康华光， 模拟电子技术基础 (第四版 ) 武汉：华中理工 大学出版社 ， 1999. 审查意见 系（教研室）主任 签字： 年 月 日 课程设计 目录 引言 . 5 1 概述 . 5 2 系统总体方案设计 . 5 2.1 硬件组成 . 5 2.2.方案论证。 . 6 2.3 音乐盒的功能图 用框图表示 . 7 3
4、硬件电路设计 . 7 3.1 单片机电路 . 7 3.2 晶振电路 . 8 3.3 复位电路 . 8 3.4 键盘 . 9 3.5 蜂鸣器电路 . 9 3.6 LCD 液晶电路 .10 3.7 电源电路 .11 4 软件设计 .11 4.1 音调、节拍、及编码的设置 .11 4.1.1 音调 .11 4.1.2 节拍的确定 .13 4.2 .15 4.3 播放音乐子程序流程图（包含了键盘扫描） .16 4.4 定时器 0 中断服务子程序框图： .16 5，调试 .17 5.1 检查硬件连接 .17 5.2 检查软件系统 .17 5.2.1 .17 5.2.2 .18 5.3 测试结果 .18
5、5.3.1 整体运行图 .18 5.3.2LED 灯运行图 .19 6 总结 .19 7 参考文献 .20 附录 A.20 附录 B .21 课程设计 引言 在电子信息技术飞速发展的今天， 现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，它不仅推动了社会的进步，而且为我们的生活带来了诸多的便利。由于人们生活质量的提高， 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， 可以选择的曲目较为单一 。本文设计的音乐盒是以单片机为核心元件的电子式音乐盒， 它 体积小，重量轻， 可以随心添加自己喜欢的音乐 ，
6、外观效果多彩，使用方便， 并且具有一定的商业价值 。 1 概述 本 音乐盒的设计 是以 AT89C52 芯片的电路为基础，外部 以蜂鸣器作为发音器件 ， 共同组成了 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 单片机 I/O 口发出相应频率的脉冲来驱动蜂鸣器发出某个音调，与之相对应的 LED 亮起，从而 演奏出优美动听的音乐 。利用按键切换演奏出不同的乐曲，并可以在 LCD 上显示当前曲目序号和时间 。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 和 I/O 管脚 即可。该软、硬件系统具有很好的通用性，
7、很高的实际使用价值 ，为单片机 DIY 制作者和音乐爱好者具有一定的借鉴作用。 2 系统总体方案设计 2.1 硬件组成 按照 数字是音乐盒 对控制系统的技术要求，控制系统的硬件应包括以下几部分： （ 1） 控制器。作为控制系统的核心， 可以采用主流的 51 单片机， MSP430，或处理性能更为优越的 ARM来合理控制各个器件有条不紊的运行。 （ 2） 乐曲选择器 。 可以采用按键或者触摸屏来切换相应的曲目。 课程设计 （ 3） 音频 输 出器件 。 做为音乐盒的发声设备，可以用蜂鸣器通过它可以将音乐代码转变为音频信号发出来。 （ 4） 人机交互界面。 可以运用 LED或 LCD在歌曲播放过程
8、中用来对歌曲信息进行监控显示，反馈给使用者相应的信息。 硬件方框图 控 制 器音 频 输 出 器人 机 交 互 界 面乐 曲 选 择 器图 2-1-1 2.2.方案论证。 本次设计以低成本 ,灵活方便为原则，所以控制器选用主流的 51 系列单片机，考虑到 51 内部储存空间的限制，故选用容量为 51 两倍的 AT89C52 单片机作为总控制器，共有以下两套方案可供选择： 方案一：以 AT89C52 单片机作为总控制器，以机械键盘作为乐曲选择器，以蜂鸣器作为音频 输出设备，以 LCD1602 液晶作为人机交互界面。 方案二：以 AT89C52 单片机作为总控制器，以机械键盘作为乐曲选择器，以蜂鸣
9、器作为音频输出设备，以 LED数码管作为人机交互界面。 由于数码管显示内容的单一，操作较为繁琐且难以满足大众对主流时尚的需要，所以选用较为流行的显示效果良好的 1620 液晶作为人机交互界面，最终确定方案一作为制作方案。 总体方案图： 课程设计 主控芯片AT89C52L C D 显 示蜂 鸣 器 发 声按 键 控 制晶 振 电 路复 位 电 路图 2-2-1 2.3 音乐盒的功能图 用框图表示 音乐盒的功能结构如图 2.2 所示。 Start_pause键 负责 开始 播放 和暂停 歌曲，播放歌曲共 3 首，分别是和 两只老虎和铃儿响叮当 。 Up键负责切换上一首曲目 ，down键用来切换下一
10、首曲目。 开 始U P S t a r t _ p a u s eD o w n图 2-3-1 3 硬件电路设计 3.1 单片机电路 微控制器采用 AT89C52。 AT89C52 是美国 ATMEL公司生产的与 MCS-51 系列单片机完全兼容的高性能 CMOS 8 位单片机， MCS-51 系列单片机以其推出时间早、课程设计 配套资源丰富、开发手段完善、性价比高等特点而得到了广泛的应用，是单片机的主流品种。 AT89C52 的内部资源主要包括： 与 MCS-51 系列完全兼容的高性能 8 位 CPU； 8K 字节可重复编程的 Flash 存储器； 256 字节的 SRAM； 4 个 8 位
11、的并行口，共 32 条 I/O 口线； 3 个 16 位的定时器 /计数器； 6 个中断源， 2 个中断优先级的中断系统； 一个全双工的串行口； 内部振荡器。 3.2 晶振电路 单片机的正常工作是在时钟的作用下完成的，晶振选用 11.0592M的。 C2C3Y11 1 .0 5 9 2 MX1X2图 3-2-1 3.3 复位电路 复位电路是为了在某些情况下需要单片机恢复到初始运行条件下而设计的，只要给 RESET端大约 10US的高电平，单片机就可以有效复位。 课程设计 +C11 0 U FR210KR1 1KS1V C CR E S E T图 3-3-1 3.4 键盘 该键盘电路是为了能够更
12、好地对音乐盒进行控制，选择和切换曲目，开始和终止曲目， 10K的上拉电阻保证键在没按下时， I/O口输出为高电平，键按下时防止按键杯烧坏。 S2S W -P BS3S W -P BS4S W -P BUpD o w nS t a r t_ p a u s eR31 0 kR41 0 kR51 0 kV C CP 3 .1P 3 .2P 3 .3图 3-4-1 3.5 蜂鸣器电路 蜂鸣器作为音乐盒的发声设备，当 I/O口数出一个低电平时，蜂鸣器能够发课程设计 声， PNP三极管用来放大输出电流，从而来驱动蜂鸣器。 R81KQ0P N PU1B U Z Z E RV C CFM图 3-5-1 3.6 LCD 液晶电路 LCD液晶显示电路用来进行人机交互，对 1602 的操作通过 P0 口发送数据来实现。 12345678910111213141516J P 1R8D0D1D2D3D4D5D6D7V C CV C CL C D E NRSR710K1K图 3-6-1
