1、单片机原理及应用课程设计基于按键控制蜂鸣器播放多段音乐的设计姓 名： X X X 任课教师: X X 院 系： X X X 专 业： 电子信息工程 提交日期： 2012 年 6 月 25 日 基于按键控制蜂鸣器播放多段音乐的设计引言这学期我们学习了单片机原理及接口技术这一门实用而又生动的课程，初次接触到它就被它丰富的内容所吸引。单片机自 20 世纪 70 年代问世以来，已得到了十分广泛的应用。随着单片机 的集成度越来越高以及单片机系统的广泛应用，对软件编程的要求也越来越高，要求编程人员在短时间内编写出执行效率高、运行可靠的程序代码。单片机具有一些突出的有点：体积小、重量轻、耗电少、电源单一、功
2、能强、价格低、运行速度较快、抗干扰能力强、可行性高，所以在如今的绝大数的领域中都能够看到单片机的身影。本次设计是基于 AT89C51 芯片的电路为基础，外加上三极管的放大、放音设备蜂鸣器，以此来实现音乐硬件控制器的硬件电路，通过软件程序来控制单片机内部的定时器使其播放出优美的音乐。此次设计共写进了三首歌曲程序，分别是仙剑 、 月亮代表我的心和小星星 。关键字：单片机 蜂鸣器 AT89C51 芯片 音乐Based on the button control play more paragraphs music of the buzzer designInstructionThis term we
3、 have learnt the digital image processing which is a practical and vivid course, First contact to it, I was attractive by its rich content.Since the 1970 s, the single chip microcomputer appeared has been a wide range of applications. With the integration of single chip more and more high and the wi
4、de application of single-chip microcomputer system, the software programming requirement also more and more high, requesting programming staff in a short time, writing executive high efficiency and reliable operation program code. SCM has some prominent a bit: small volume, light weight, less consum
5、ption, and the power of a single, the function is strong, price low, the process is fast and strong anti-interference ability, feasibility is high, so in most of the number now in your field you can see the figure of single chip microcomputer.This design is based on AT89C51 chips based circuit, and
6、the transistor amplifier and let the sound equipment, so as to realize music hardware hardware circuit, through the software program to control of the single chip microcomputer timer internal plays beautiful music. The design of three songs were written into the program, it is respectively xianjian,
7、 the moon represents my heart, little star. Keywords: Single-chip microcomputer ,buzzer,AT89C51 chip,music目 录第一章 绪论 .11.1课程设计目的 .11.2课程设计任务 .11.3课程设计的意义 .1第二章 设计原理 .22.1 设计原理 .22.1.1 基本原理简述 .22.1.2 关于音乐的原理知识概况 .2第三章 ATMEL 89C51 简介 .53.1 ATMEL 89C51简介 .53.1.1 AT89C51单片机 .53.1.2 单片机 CPU结构 .53.1.3 AT89
8、C51用户系统 .63.1.4 引脚介绍 .73.1.5 蜂鸣器原理 .7第四章 软件编程设计 .84.1 编程思路 .84.2 编程方案的设计 .94.2.1 软件功能选择 .94.2.2 综合调试 .94.2.3 程序清单 .9心得体会 .16致谢 .17参考文献 .17第一章 绪论1.1课程设计目的应用单片机，基于按键控制蜂鸣器播放多段音乐，利用它的原理组成一个简单的音乐盒。1.2课程设计任务1）以单片机为核心部件组成一个简单音乐播放器；2）利用单片机的定时器产生乐谱的各种频率方波，信号经过放大后由蜂鸣器发出声音；3）自行定义按键盘，当有键按下时，能相应的播放出歌曲。有一个停止键能控制音
9、乐的播放；1.3课程设计的意义利用开发板及组成的器件，在软件及硬件上进一步了解单片机的原理，深入了解了单片机 C51 语言的实际应用，能更深地理解课堂上所学的内容，巩固C 语言程序编写，亲身体会作为一名设计人员所需要具备的各种能力，学会理论知识联系实际，提高我们发现问题，分析问题，解决问题和实践动手的能力。第二章 设计原理2.1 设计原理2.1.1 基本原理简述声音是通过振动产生的。单片机对某一引脚以一定的频率循环置 1 置 0，该引脚便产生一定频率的方波，方波通过放大，作用于一定的物理实件（蜂鸣器） ，就产生了一定频率的声音。若改变输出方波的频率，产生的声音随之改变。通过控制输出方波的时间长
10、短，声音的长短也可以得到控制，因此，根据乐谱，以类似的音节及同样的节拍，单片机就可以产生电子音乐。音乐的播放选择可以通过按键的输入得以实现。为简便起见，以一定的频率方波产生的音在其每个周期内高低幅值得时间各占一半因此，输出引脚在每个方波周期内要动作两次：一次升高，一次降低。即输出引脚的频率是原音频率的两倍。方波的产生由定时器控制。定时器 T0 工作在定时方式 1，改变 TH0 及TL0，产生不同的音频频率。必须考虑到中断响应时间的影响，尤其在高音部分，若忽略中断响应时间，会使音频频率比标准值低几十 Hz，相当于 1/4 音程，很容易听出来，对低音部分影响不大。一般中断响应时间为 36 个机器周
11、期，经过反复试验取 5 个机器周期作为校正最为恰当，表 1 中所给的定时初值就是考虑中断响应后的定时常数。另外，为避免 T1 中断可能引起杂音，应将定时器T0 中断设为高优先级。这样编写出来的程序播放的音与标准音叉进行差频校音，非常准确和谐。音乐播放器的基本硬件电路有六部分组成：单片机、时钟与复位电路、选择按键输入电路、音频发生器、音频放大器和扬声器。2.1.2 关于音乐的原理知识在音乐中使用的各个固定频率的音叫音级 1。常用符号C、D、E、F、G、A、B、c、d、e、a 1、b 1、c 2、d 2表示，它们对应于钢琴上的白键。两音之间音高的距离叫音程。在上述音级中，E 与 F、B 与 C 之
12、间音高的距离仅为其它相邻音级之间距离的一半，称它们之间的音程为半音音程，而称其它相邻各音之间的距离为全音音程。在这些全音音程之间又加入新的半音音级，用符号C、D、F、G、A、c、d、f、表示，对应于钢琴上的黑键。音持续时间的长短即时值，一般用拍数表示。休止符表示暂停发音。下面分别是各音符及对应频率（表 2.1）与节拍表（表 2.2）表 2.1 各音符及对应频率音符 低 DO 低#DO 低 RE 低#RE 低 MI 低 EA简谱码 DO_L DO#_L RE_L RE#_L MI_L FA_L频率 262HZ 277HZ 294HZ 311HZ 330HZ 349HZ音符 低#FA 低 SO 低
13、#SO 低 LA 低#LA 低 SI简谱码 FA#_L SO_L SO#_L LA_L LA#_L SI_L频率 370HZ 393HZ 415HZ 440HZ 466HZ 494HZ音符 中 DO 中#DO 中 RE 中#RE 中 MI 中 EA简谱码 DO DO# RE RE# MI FA频率 523HZ 554HZ 587HZ 622HZ 659HZ 698HZ音符 中#FA 中 SO 中#SO 中 LA 中#LA 中 SI简谱码 FA# SO SO# LA LA# SI频率 740HZ 785HZ 831HZ 880HZ 932HZ 988HZ音符 高 DO 高#DO 高 RE 高#R
14、E 高 MI 高 EA简谱码 DO_H DO#_H RE_H RE#_H MI_H FA_H频率 1047HZ 1109HZ 1174HZ 1245HZ 1318HZ 1397HZ音符 高#FA 高 SO 高#SO 高 LA 高#LA 高 SI简谱码 FA#_H SO_H SO#_H LA_H LA#_H SI_H频率 1480HZ 1568HZ 1661HZ 1760HZ 1865HZ 1976HZ每个音符分为简谱码和节拍码。简谱码为 D0-L 到 SI-H，节拍码为 1 到16。对应的节拍表如表 2.2 所示。对应的拍子： 2/2。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。以二分音符为一拍，
15、每小节有两拍（二分音符代表一拍）2/4。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。以四分音符为一拍，每小节有两拍（四分音符代表一拍）3/4。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。以四分音符为一拍，每小节有三拍（四分音符代表一拍）4/4。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。以四分音符为一拍，每小节有四拍（四分音符代表一拍）表 2.2 节拍表拍数 字符 拍数 字符1/8 00H 2 08H1/4 01H 5/2 09H1/2 02H 3 0AH3/4 03H 7/2 0BH1 04H 4 0CH5/4 05H 5 0DH3/2 06H 6 0EH7/4 07H 8 0FH第三章 ATMEL 8
16、9C51 概况3.1 ATMEL 89C51简介3.1.1 AT89C51单片机AT89C51 是美国 ATMEL 公司推出的系列单片机，将多种功能的 8 位 CPU 与FPEROM（快闪可编程/擦除只读存储器）结合在一个芯片上，是一种低功耗、高性能的 CMOS 控制器，为很多嵌入式控制应用提供了非常灵活而又价格适宜的方案，其性能价格比远高于同类芯片。它与 MCS-51 指令系统兼容，片内 FPEROM允许对程序存储器在线重复编程，也可用常规的 EPROM 编程器编程，可循环写入/擦除 1000 次。89C51 内含 4KB 的 FPEROM，一般的 EEPROM 的字节擦除时间和写入时间基本
17、上均为 10ms，对于任一个实时控制系统来说，这样长的时间是不可能在线修改程序的。3.1.2 单片机 CPU结构（如图 3.1） 图 3.1 单片机 CPU 结构3.1.3 AT89C51用户系统 CPU 为 Atmel 公司生产的 89C51/89C52/89C55 等。出厂所配晶振频率为11.0592MH,每个机器周期为 1.085us,用户更换晶振以提高速度； 存贮器为 64K,前 4K/8K20K 在 CPU 内部,其它程序在 EPR0M27512 中； 数据存贮器为 32K(62256),地址为 8000FFFFH； /O 扩展 8155,片内 RAM 地址200O-20FFH ； 8155 命令口地址为2100H ； A 口地址21O1H B 口地址：2102H C 口地址:2103H ； T 低八位2104H T 高八位2105H ； 多路模拟开关的使用 IN0P1=0F8H IN4：P1=0FCH IN1P1=0F9H IN5：P1=OFDH IN2P1=0FAH IN5：P1=0FEH IN3P1=0FBH IN7：P1=0FFH
