1、0基于单片机的数字音乐盒的设计摘要 这次的数字音乐盒是建立在 At89C51 单片机程序上设计的，利用一系列单片机智能化设计的多功能实体。用 Proteus 软件对所有系统进行仿真制作，而音乐盒源程序的 C 语言编译部分则是利用 Keil 软件来实现的。本系统设计的音乐盒能产生不同的频率波形，主要是通过单片机控制定时器，使喇叭发出不同的音阶音律。喇叭发出的音调定时常数被转化为乐谱，从而使音乐设备能够演唱出非常动听的音乐节律。关键词：数字音乐盒；数码管；单片机；Proteus；Keil1The Designation Of Controllable Digital Music BoxBased
2、On 51 ScmABSTRACT Digital music box that is built in At89C51 chip design procedure, using a series of single-chip design of intelligent multi function entity. For all the system simulation using Proteus software，and the music box source program of C language compiler is to use Keil software to imple
3、ment. The music box design of the system can produce different frequency waveform, is mainly controlled by single chip microcomputer timer, the horn of different scale temperament. Timing constant pitch horn was transformed into the music, which makes music equipment can sing very pleasant music rhy
4、thm.Key words: Digital music box; Digital tube; AT89C51; PROTEUS; KEIL 目录第 1 章 前言 .11.1 课题背景 .11.2 课题研究的目的及意义 .11.3 论文的主要任务和所做的工作 .1第 2 章 单片机和音乐盒硬件的功能 .32.1 AT89C51 芯片的功能 .32.2 音乐盒的硬件及其功能 .6第 3 章 数字音乐盒的主体设计方案 .83.1 音乐盒的主体结构 .83.2 主设计软件的介绍 .83.2.1 编程软件 KEIL 的简介 .83.2.2 仿真软件 PROTEUS 的简介 .9第 4 章 音乐盒硬件设
5、计 .104.1 总设计框图 .104.2 各部分硬件的作用 .104.2.1 时钟振荡电路 .104.2.2 LED 和数码管的设计 .11第 5 章 音调和节拍的设计 .135.1 音调和节拍的设计以及音乐基础知识 .135.2 音调和节拍的编码 .14第 6 章 C 源程序设计 .156.1 音乐程序 .156.2 LED 花样程序 .156.3 数码管程序 .16第 7 章 数字音乐盒总设计图与总程序 .187.1 仿真总图设计图 .187.2 音乐播放切歌部分程序 .18第 8 章结论 .19参考文献 .20附录 A 总程序源代码及注释 .210第 1 章 前言 1.1 课题背景21
6、 世纪的科技是属于单片机的科技时代，现在单片机应用极其普遍，技术也愈来愈成熟，基本上现如今各行各业都能看到单片机的存在。所以必然的，单片机起着不可磨灭的功用 1单片机是一种集成在一个小型的硅电路芯片上，进而形成一个小小的控制计算机系统。该集成的电路具有微处理器,程序存储器,数据存储器,串、并行输入 /输出接口 ，定时器 /计数器等结构功能。另外，还可以集成在模数转换电路，多谐震荡电路，显示屏驱动电路等多种控制系统。伴随着经济水平社会文化的不断提高与建设，人们的对精神文明提出了更高要求，尤其是对视听方面的饥渴更有待拔高。而最传统的音乐盒是机械的类型，大小，和重，发音单调，不甜，没有大规模生产的实
7、现，因此很难满足当代人的需求。包括本人也是个对音乐有很高依赖的人。这次设计的数字音乐盒就是要依靠单片机来作为核心来驱动。单片机的主要优点是体积小、能耗低、易控制、深扩展、微型化。因此，数字音乐盒还具有体积小，重量轻的优点，可以播放所有类型的音乐，功能多，外观美，使用方便等优点。而且具有一定的开发价值。1.2 课题研究的目的及意义音乐是现代人们休闲娱乐必不可少的方式之一，它是一种听觉的享受，而各种播放音乐的设备层出不重，如何做出更好的不损坏音乐本质的优良设备是当今的发展方向。而传统的 VCD、DVD 等已不符合时代的发展需要，不能满足人们的听觉需求。急需要一种更先进的制作设备来更方面，更快捷，更
8、智能化的享受音乐带来的乐趣。而单片机正好处在当今时代发展的大潮中，我们有理由把单片机的作用最大化，让它服务于我们的日常生活，相信它的独一无二一定能够带来传统播放模式的飞越转变。同时结合最新的 LED 技术，又是另外一种视觉盛宴，只要几个 IO 端口，数码管，多种播放模式，多种播放选择，比传统的按部就班的播放模式有着革命性的提升。仅仅只需要两三个软件控制，而且不易受干扰。1.3 论文的主要任务和所做的工作这次课题主要是设计一个由晶振复位电路提供一定频率的方波，驱动蜂鸣器发出1最后音乐效果的数字音乐盒系统，另外增加了数码管显示部分，而且为了达到视觉效果加入了 LED 灯闪光器件。总体来说是一种性价
9、比很高，功能相对不错的单片机控制播放音乐的理论设计，包括硬件电路和主要程序，采用我们之前接触过的KEIL、PROTEUS 来完成设计，C 语言编写程序。整个设计完成后会有暂停，前进，后退，播放这些基本功能。准备过程中查阅相关资料，编写时钟定时响应程序，编写音乐播放程序，最后要对整个系统进行仿真，不断的查缺补漏，反复分析修改。2第 2 章 单片机和音乐盒硬件的功能单片机经过 50 多年的快速发展，功能是愈来愈强大，而我们这里设计选用的到的AT89C51 单片机，是一款性价比十分高的单片机。2.1 AT89C51 芯片的功能AT89C51 是一种低电压的 4K 字节的闪存可编程只读存储器，高性能
10、CMOS8 微处理器。俗称单片机。如图：图 2-1 89C51 单片机引脚图3图 2-2 At89C51 单片机实物AT89C51 是一种高性能 CMOS 8 位处理器，有 4 K 字节的闪存存储器，可擦除、可编程，简称单片机。AT89C2051 有 2 K 字节的闪存编程只读存储器 6，可重复擦写存储器是 ATMEL 公司的制造技术，命令集和输出管脚兼容 MCS 和标准功能 8 位单片机 CPU功能组合，FLASH 存储器，和 AT89C2051、AT89C51 相比，AT89C51 是一个简洁版本的单片机。AT89C 单片微型计算机做出了一个计划，是灵活性高，嵌入式控制体系并且价钱很便宜。
11、 主要特性：.闪烁存储器为 4K 字节可编程.能够和 MCS-51 相兼容.使用寿命：1000 写/擦循环.可以保留的数据时间：10 年.三级程序存储器锁定.全静态工作：0Hz-24MHz . 中断源有 5 个. 内部 RAM 为 1288 位 . 定时器/计数器有两个 16 位. 串行通道是可编程的. 可编程 I/O 线为 32 位. 时钟电路与片内振荡器4.闲置和掉电模式是低功耗的管脚说明：GND：接地。VCC：供电电压。P0 口：P0 口是一个双向 I/O 口，含有 8 位 TTL 门电流、漏级开路，各个管脚能够汲取。高阻输入为 P1 口的管脚第一次写 1。P0 端口可以使用外部程序数据
12、存储器，为数据/地址的第八位使用。P0 口输入作为原始代码编程快闪，检查闪光，P0 口输出图元，然后 P0 外部必须被拉。P1 口：P1 口是一个 8 位双向 I/O 口，在里面有上拉电阻，起到缓冲器的功用。里面拉高是因为 P1 口引脚写 1，能够用作输入，外部拉低 P1 口，由于里面上拉，可以输出电流。在 FLASH 编程和校验的时，可作第八位地址。P2 口：P2 端口是一个 8 位双向 I / O 端口与上拉电阻,接收机,输出电流是 4 TTL门 P2 口缓冲区,P2 写“1”,电阻已上拉,用作输入 12。输出电流是因为 P2 口作为输入引脚是外部拉低。因为内部上拉 13。外部程序、数据存
13、储器地址在 P2 端口地址高 8 位输出。写“1”时,由于内部上拉的优点,当外部数据存储器读写 8 个地址,P2 口输出的特殊功能寄存器的内容。收到高八地址信号和控制信号时,P2 端口 FLASH 编程和验证。P3 口：双向 I/O P3 端口引脚内部上拉电阻是 8 口，可接收 4 个 TTL 大门的输出电流。作为时间的输入， “1”是写在 P3 口在里面，然后拉到较高水平作为输入，由于外部拉低，因为 P3 引起出口将输出电流。P3 口还有其他功能，如下表所示：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
14、部中断 1）P3.4 T0（记时器 0 外部输入）P3.5 T1（记时器外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）5P3.7 /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。应该保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间在振荡器复位器件时。ALE/PROG：访问外部存储器，存储器地址锁状态字节地址锁存输出级存储器允许。在这个引脚输入编程脉冲，FLASH 编程。通常，具有稳定的输出正脉冲信号端，是六分之一频振荡器。因此，它可以用于定时目的。这个引脚会被拉高。无效的由于外部执行 ALE 禁止微处理器。/PSEN：外部程序内存闪光灯。它有两次有
15、效的外部程序存储器进行存取。他们不会呈现在可以访问外部数据存储器。/EA/VPP：保持在/ EA 的一个较低的水平，在外部程序存储器（0000h-ffffh） ，带或不带内部程序存储器。当加密方法 1，EA 将内部锁复位；当/EA 端一直停留在高电平，那么会出现在内部程序存储器中。振荡器特性:XTAL1、XTAL2 分别代表反向放大器的输入和输出。同时也可做片内振荡器。陶瓷振荡和振荡可以通过在石井。XTAL2 不应满足，如果一个外部时钟源驱动装置。陶瓷振荡和振荡可以通过在石井。XTAL2 不应满足，如果一个外部时钟源驱动装置。2.2 音乐盒的硬件及其功能这次制作的数字音乐盒，用到的硬件有：AT89C51 芯片：主控制器；LED 灯：闪光灯， LED 灯 P1.0P1.7 控制八路 LED 彩灯；数码管：主要用于显示音乐序号，在实物中单片机 P0.0-P0.6 口接数码管的端口控制；晶振：11.0592 M 赫兹的晶振频率提供电路稳定的时钟信号，电路中电容 C1、C2容值均为 22PF。电容：保持一个恒定的偏执电压供给；喇叭：播放音乐，由 P3.7 控制；电源：给系统电路供电；电阻：控制电路；6开关：控制播放停止音乐按钮，通过端口 P3.2 来控制 LED 灯进行各种各样的颜色变换。芯片端口 P3.3 控制程序中音乐的切换，即播放下一首歌。
