音乐花样灯的设计.docx
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音乐花样灯的设计
一、设计题目：
音乐花样灯的设计
1）电路有两种工作模式：
演奏音乐模式和花样灯模式。
演奏音乐模式：
演奏完整的一首的歌曲，八路LED随着音乐变化。
花样灯模式：
八路LED变化出各种花样，蜂鸣器随着发出“嘀嘀”声
2）按下按键1进入演奏音乐模式，再按切换歌曲，共两首歌曲。
3）按下按键2进入花样灯模式，再按切换LED花样，共四种花样。
二、设计方案
设计一个基于MCS-51系列单片机的音乐盒，利用试验板上的开关，按开关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。
使用两个按键，一个用来切换歌曲，另一个切换八路LED的变化花样。
三、硬件电路设计
电路原理图
由于51单片机的电流驱动能力较弱，而蜂鸣器的工作电流为几十MA，故驱动蜂鸣器需用一个PNP三极管。
单片机给P3.7低电平，则蜂鸣器开；给高电平则蜂鸣器关。
LED接到单片机的P1口，拉低IO口，可使LED亮起。
两个按键的一端接单片机的IO口，另一端接地。
不按下去时与按键相连的IO口被单片机内部上拉电阻拉高，按下则与之相连的IO口变成低电平，引发单片机中断。
四、软件设计
程序设置了两个标志——R6和R7，都初始化为0。
按键1使得R7在1和2之间切换，按键2使得R6在0～4之间切换。
程序检测R7的值，R7等于1时播放第一首歌曲，等于2时播放第二首。
另一方面根据R6的值来切换LED的花样。
R6和R7的值是互斥的，设置R7等于1、2时，R6同时设置为0；设置R6等于1～4时，R7也同时设置为0。
㈠、歌曲简谱的编码规则：
doremifasolasi分别编码为1～7，重音do编为8,重音re编为9，停顿编为0。
播放长度以十六分音符为单位（在本程序中为165ms），一拍即四分音符等于4个十六分音符，编为4,其它的播放时间以此类推。
音调作为编码的高4位，而播放时间作为低4位，如此音调和节拍就构成了一个编码。
以0xff作为曲谱的结束标志。
举例1：
音调do,发音长度为两拍，即二分音符，将其编码为18H。
举例2：
音调re,发音长度为半拍，即八分音符，将其编码为22H
歌曲播放的设计。
先将歌曲的简谱进行编码，储存在一个编码表中。
程序从数组中取出一个数，然后分离出高4位得到音调，接着找出相应的值赋给定时器0，使之定时操作蜂鸣器，得出相应的音调；接着分离出该数的低4位，得到延时时间，接着调用软件延时。
㈡、确定定时器0对应于音调的初值：
假设要得到500HZ的声音。
500HZ的声音信号每个周期为2ms，即2000us。
假设单片机采用12MHZ的晶振，每个机器周期的时间为12/12M=1us。
故单片机操作（对与蜂鸣器相连的IO口取反）一次蜂鸣器的时间间隔为2000us/1us/2=1000个机器周期，故给工作在方式1的定时器0赋的初值为TH0＝（65536-1000）/256，TL0=（65536-1000）%256。
下面给出定时器0工作在方式1对应各音调的初值，假定使用的晶振是12MHZ：
五、程序流程图
㈠、程序总流程图
㈡、播放音乐子程序流程图
六、调试
音乐盒的程序设计过程中，遇到了很多问题，失败是成功之母，但是通过不断调试仿真，通过我们组每个人的精心努力下，最终都得到解决。
问题是出在蜂鸣器与单片机的输出端口上，在这个环节消耗了我们很多时间。
之前这些程序通过星研软件编译没有错误，而且通过ptotues仿真成功，但在实验板上调试运行时却不行。
最终在每个人思考下发现问题的所在，就是在单片机输出端口出现问题，由于实验箱中单片机芯片的P2口在实验箱中被其他硬件电路所占用，所以我们在使用此端口时没有达到我们预想的效果，当我们把程序中单片机给蜂鸣器的信号输出端修改为由P3口输出信号，问题最终得到了解决，这样我们高兴的做出来了。
七、心得体会
通过这次单片机课程设计，我们不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，同时也使我们认识到自身存在的不足之处，无论是理论上还是遇到问题的处理能力上都还有待提高，而且这也激发了我们今后努力学习的兴趣。
本次课程设计我们有明确的分工，我负责花样灯延时的部分，这个部分有控制程序延时的作用，起初做不出来，经过不断的探索终于做出来了。
通过这次的设计使我认识到自己对单片机方面的知识知道的太少了，对于书本上的很多知识还不能灵活运用，有很多需要掌握的知识在等着我去学习。
本次的设计使我从中学到了一些很重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化。
在大学课堂的学习只是在给我们灌输专业知识，而我们应该把所学的用到现实生活中去，此次的音乐盒设计给我奠定了一个实践基础，我会在以后的学习、生活中磨练自己，使自己适应社会激烈的竞争。
此次课程设计结束了，但是从中学到的知识会让我受益终身。
发现问题、提出问题、分析问题、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。
八、参考文献
[1]单片机演奏音乐时音调和节拍的确定方法伟纳电子
[2]音乐和简谱知识网络资源
[3]《千年之恋》及《寂寞沙洲冷》的简谱网络资源
[3]芯片资料下载网站——三毛电子世界、21IC中国电子网等
九、附录
程序如下：
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG0003H
AJMPDVT
ORG000BH
AJMPDVT0
ORG0013H
AJMPDVT1
ORG0100H
MAIN:
SETBIT0
SETBIT1
MOVR4,#0
MOVR6,#0
MOVR7,#0
MOVIE,#87H
MOVTMOD,#01H
PP1:
SETBP3.7
CLRTR0
LOOP:
CJNER7,#0,LOOP5
LOOP1:
CJNER6,#1,LOOP2
LCALLHY1
AJMPLOOP
LOOP2:
CJNER6,#2,LOOP3
MOVA,#03H
LCALLHY2
AJMPLOOP
LOOP3:
CJNER6,#3,LOOP4
LCALLHY3
AJMPLOOP
LOOP4:
CJNER6,#4,LOOP
LCALLHY4
AJMPLOOP
LOOP5:
MOVR6,#0;音乐1
CJNER7,#1,LOOP6
SETBP3.7
CLRTR0
MOVDPTR,#qnzl
MOV60H,DPH
MOV70H,DPL
MOVR3,#0
LCALLYIN
LCALLDELAY0
CLRTR0
AJMPLOOP
LOOP6:
MOVR6,#0;音乐2
CJNER7,#2,LOOP
SETBP3.7
CLRTR0
MOVDPTR,#jmszl
MOV60H,DPH
MOV70H,DPL
MOVR3,#0
LCALLYIN
LCALLDELAY0
CLRTR0
AJMPLOOP
YIN:
CLRA
MOVA,R3
CJNER6,#0,PP1
CJNER4,#1,FD
MOVR4,#0
AJMPLOOP5
FD:
MOVDPH,60H
MOVDPL,70H
MOVCA,@A+DPTR
MOVR1,A
SWAPA
ANLA,#0FH
MOVR2,A
JZNEXT1
MOVDPTR,#yinyue
MOVCA,@A+DPTR
MOVP1,A
MOVDPTR,#cuzhi
MOVA,R2
RLA
MOV40H,A
MOVCA,@A+DPTR
MOV10H,A
INC40H
MOVA,40H
MOVCA,@A+DPTR
MOV20H,A
CJNER1,#0FFH,NEXT0
RET
NEXT0:
MOVTH0,10H
MOVTL0,20H
SETBTR0
SJMPNEXT2
NEXT1:
CLRTR0
SETBP3.7
NEXT2:
MOVA,R1
ANLA,#0FH
MOVR2,A
PPT:
LCALLDELAY0
DJNZR2,PPT
CLRTR0
MOV80H,#0AH
PP:
LCALLDELAY1
DJNZ80H,PP
SETBTR0
INCR3
AJMPYIN
DVT0:
MOVTH0,10H
MOVTL0,20H
CPLP3.7
RETI
DVT:
CLREA
LCALLDELAY0
MOVR7,#0
CLRTR0
CJNER6,#4,BD
MOVR6,#0
MOVA,#00H
MOVP1,A
SETBEA
RETI
BD:
INCR6
SETBEA
RETI
DVT1:
CLREA
MOVR4,#1
LCALLDELAY0
MOVR6,#0
CLRTR0
CJNER7,#2,BT
MOVR7,#1
SETBEA
RETI
BT:
INCR7
SETBEA
RETI
DELAY0:
MOV25H,#165
DP:
MOVR5,#249
DL1:
NOP
NOP
DJNZR5,DL1
NOP
NOP
DJNZ25H,DL1
RET
DELAY1:
MOVR5,#249
DL:
NOP
NOP
DJNZR5,DL
RET
HY1:
MOVR7,#0
MOVR2,#08H;一半左移
MOVA,#0FH
LOP:
RLCA
MOVP1,A
CALLDELAY0
CALLDELAY0
LCALLBEEP
CALLDELAY1
CALLDELAY0
DJNZR2,LOP
RET
HY2:
MOVR7,#0;右移
MOVR2,#08H
LOP1:
RRCA
MOVP1,A
ACALLDELAY1
LCALLBEEP
CALLDELAY1
DJNZR2,LOP
RET
HY3:
MOVR7,#0
MOVP1,#0FFH;全闪烁
ACALLDELAY0
LCALLBEEP
MOVP1,#00H
ACALLDELAY0
RET
HY4:
MOVR7,#0
MOVP1,#0FH;半闪烁
ACALLDELAY0
LCALLBEEP
MOVP1,#0F0H
ACALLDELAY0
LCALLBEEP
RET
BEEP:
CPLP3.7
LCALLDELAY1
SETBP3.7
RET
qnzl:
DB12H,22H,34H,84H,74H,54H,38H,42H,32H,22H,42H,34H,84H,72H,82H,94H,0A8H,08H
DB32H,31H,21H,32H,52H,32H,31H,21H,32H,62H
DB32H,31H,21H,32H,82H,71H,81H,71H,51H,32H,22H
DB32H,31H,21H,32H,52H,32H,31H,21H,32H,62H
DB32H,31H,21H,32H,83H,82H,71H,72H,02H
DB63H,0A1H,0A2H,62H,92H,82H,52H
DB31H,51H,63H,51H,63H,51H,63H,51H,62H,82H,7CH,02H
DB61H,71H,82H,71H,62H,0A2H,71H,76H
DB61H,71H,82H,71H,62H,52H,31H,36H
DB61H,71H,82H,71H,62H,0A3H,73H,62H,53H
DB42H,63H,83H,83H,91H,91H
DB61H,71H,82H,71H,62H,0A2H,71H,76H
DB61H,71H,82H,71H,62H,52H,31H,36H
DB61H,71H,82H,71H,62H,0A3H,73H,62H,53H
DB42H,82H,88H,02H,74H,93H,89H,0ffH
jmszl:
DB12H,12H,22H,32H,31H,22H,21H,22H
DB21H,31H,51H,52H,31H,52H,61H,15H,14H
DB51H,52H,31H,52H,62H,13H,11H,13H,32H,28H,08H,28H
DB31H,32H,31H,32H,11H,21H,51H,52H,51H,52H
DB51H,51H,31H,32H,31H,32H,81H,72H,63H
DB62H,71H,81H,72H,61H,61H,52H,31H,21H,32H,51H,54H
DB22H,12H,11H,12H,11H,12H,12H,14H,26H,32H,26H
DB32H,61H,51H,51H,31H,31H,21H,31H,51H,61H,51H,31H,51H
DB02H,32H,81H,81H,81H,81H,62H,52H,34H
DB31H,81H,81H,81H,61H,91H,82H
DB51H,51H,51H,51H,31H,61H,53H
DB21H,11H,21H,11H,22H,11H,21H,26H
DB32H,61H,51H,51H,31H,31H,21H,31H,51H,61H,51H,31H,51H,52H
DB31H,31H,81H,81H,81H,61H,91H,81H,61H,31H,56H
DB32H,32H,81H,81H,81H,81H,91H,81H,61H,81H,61H,51H,31H,51H,34H
DB21H,31H,51H,31H,21H,11H,61H,21H,16H,0ffH
cuzhi:
DB0xff,0xff;占位
DB0xFC,0x8E;中央C调1-7
DB0xFC,0xED
DB0xFD,0x43
DB0xFD,0x6A
DB0xFD,0xB3
DB0xFD,0xF3
DB0xFE,0x2D
DB0xFE,0x47;高八度1-7
DB0xFE,0x76
DB0xFE,0xA1
DB0xFE,0xC7
DB0xFE,0xD9
DB0xFE,0xF9
DB0xFF,0x16
yinyue:
DB0ffH,0feH,0fdH,0fbH,0f7H,0efH,0dfH,0bfH,7fH,00H,00H
END
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