基于51单片机数字音乐盒的设计.docx
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基于51单片机数字音乐盒的设计
单片机实物设计
题目:
单片机音乐盒设计
摘要
本设计是一个基于STC89C51RC系列单片机的音乐盒，依据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个多功能多功能音乐盒。
该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。
本音乐盒共有四首歌曲，用4个按键控制。
播放歌曲时，蜂鸣器发出某个音调。
本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试，配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试，节约了设计时间。
【关键词】STC89C51RC按键蜂鸣器LCD1602液晶
第一章工作原理
1.1设计目标
1.1.1基本功能
具体要：
以单片机为核心，设计一个数字音乐盒：
利用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏乐曲（最少3首乐曲，每首不少于30s）。
采用LCD显示信息。
a.开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号（或名称）。
b.可通过功能键选择乐曲、暂停、播放。
第二章软件设计与分析
2.1软件设计的组成
该系统由延时165MS,即十六分音符子函数、延时1MS子函数、按键扫描子函数、播放音乐子函数、定时器1中断子函数、定时器0中断子函数、主函数和数据定义这几部分组成。
2.2各部分软件分析
2.2.1延时165MS,即十六分音符子函数
//延时165MS,即十六分音符子函数
voiddelay1（uintz）
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=19000;y>0;y--）;
}
2.2.2延时1MS子函数
//延时1MS子函数
voiddelay2（uintz）
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
2.2.3定时器0中断子函数
//定时器0中断子函数
voidt0（）interrupt1//用于产生各种音调
{
TH0=a;
TL0=b;
BEEP=~BEEP;
}
2.2.4播放音乐子函数
//播放音乐子函数
voidsong（）
{
uinttemp;
ucharaa;//aa是简谱
c=0;
while
（1）
{
if（count2==0）
{
break;
}
if（count2==1）//选曲
temp=table1[c];
if（count2==2）
temp=table2[c];
if（count2==3）
temp=table3[c];
if（count2==4）
temp=table4[c];
if（temp==0xff）
break;
aa=temp/16;//取数的高4位
if（aa!
=0）
{
a=cuzhi[aa*2];
b=cuzhi[aa*2+1];
}
else
{
TR1=0;
BEEP=1;//关蜂鸣器
}
delay1（temp%16）;//取数的低4位
TR1=0;//唱完一个音停10MS
BEEP=1;
delay2（10）;
TR1=1;
c++;
}
TR1=0;
BEEP=1;
}
2.2.5定时器1中断子函数
//定时器1中断子函数
voidt1（）interrupt3//用于产生各种音调
{
key（）;
}
2.2.6按键扫描子函数
voidkey（）
{
if（k3==0）
{
delay2（10）;
if（k3==0）
{
num1++;
if（num1==1）
{
TR1=0;
aa=count2;
count2=0;
}
if（num1==2）
{
num1=0;
count2=aa;
TR1=1;
}
while（!
k3）;
}
}
if（k4==0）
{
delay2（10）;
if（k4==0）
{
TR1=0;
count2=0;
c=0;
write_（0x01）;//清屏
write_（0x80+0）;
write_date（'W'）;
write_（0x80+1）;
write_date（'e'）;
write_（0x80+2）;
write_date（'l'）;
write_（0x80+3）;
write_date（'c'）;
write_（0x80+4）;
write_date（'o'）;
write_（0x80+5）;
write_date（'m'）;
write_（0x80+6）;
write_date（'e'）;
write_（0x80+7）;
write_date（''）;
write_（0x80+8）;
write_date（'t'）;
write_（0x80+9）;
write_date（'o'）;
write_（0x80+10）;
write_date（''）;
write_（0x80+11）;
write_date（'u'）;
write_（0x80+12）;
2.2.7主函数
//主函数
voidmain（）
{
TMOD=0x10;//定时器0工作在方式1
TH1=0;
TL1=0;
ET1=1;
EA=1;//开总中断
EX1=1;//开外部中断1
IT1=1;//下降沿时触发中断
EX0=1;//开外部中断0
IT0=1;//下降沿时触发中断
count2=0;//唱第一首歌
LCD1602_init（）;
while
（1）//大循环
{
song（）;
}
}
2.3总源程序
#include//51单片机头文件
typedefunsignedcharuchar;
typedefunsignedintuint;
sbitRS=P2^7;//LCD1602数据/命令选择端（H/L）
sbitRW=P2^6;//LCD1602读/写选择端（H/L）
sbitE=P2^5;//LCD1602使能信号端
sbitBEEP=P2^0;//蜂鸣器接口
sbitk1=P3^2;//下一首
sbitk2=P3^3;//上一首
sbitk3=P2^1;//播放/暂停
sbitk4=P2^2;//复位
charcount2;//歌曲标志
uchara,b,c,aa,num;
ucharnum1,num2;
//---------------------------简谱---------------------------------------
//编程规则:
字节高位是简谱,低位是持续时间,
//代表多少个十六分音符
//1-7代表中央C调,8-E代表高八度,0代表停顿
//最后的0是结束标志
ucharcodetable1[]={//千年之恋
0x12,0x22,0x34,0x84,0x74,0x54,0x38,0x42,0x32,0x22,0x42,0x34,0x84,0x72,0x82,0x94,0xA8,0x08,//前奏
0x32,0x31,0x21,0x32,0x52,0x32,0x31,0x21,0x32,0x62,//竹林的灯火到过的沙漠
0x32,0x31,0x21,0x32,0x82,0x71,0x81,0x71,0x51,0x32,0x22,//七色的国度不断飘逸风中
0x32,0x31,0x21,0x32,0x52,0x32,0x31,0x21,0x32,0x62,//有一种神秘灰色的旋涡
0x32,0x31,0x21,0x32,0x83,0x82,0x71,0x72,0x02,//将我卷入了迷雾中
0x63,0xA1,0xA2,0x62,0x92,0x82,0x52,//看不清的双手
0x31,0x51,0x63,0x51,0x63,0x51,0x63,0x51,0x62,0x82,0x7C,0x02,//一朵花传来谁经过的温柔
0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0xA2,0x71,0x76,//穿越千年的伤痛
0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0x52,0x31,0x36,//只为求一个结果
0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0xA3,0x73,0x62,0x53,//你留下的轮廓指引我
0x42,0x63,0x83,0x83,0x91,0x91,//黑夜中不寂寞
0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0x0A2,0x71,0x76,//穿越千年的哀愁
0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0x52,0x31,0x36,//是你在尽头等我
0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0xA3,0x73,0x62,0x53,//最美丽的感动会值得
0x42,0x82,0x88,0x02,0x74,0x93,0x89,0xff//结束标?
//睾?
};
ucharcodetable2[]={//寂寞沙洲冷
0x12,0x12,0x22,0x32,0x31,0x22,0x21,0x22,//自你走后心憔悴
0x21,0x31,0x51,0x52,0x31,0x52,0x61,0x15,0x14,//白色油桐风中纷飞
0x51,0x52,0x31,0x52,0x62,0x13,0x11,0x13,0x32,0x28,0x08,0x28,//落花似人有情这个季节
0x31,0x32,0x31,0x32,0x11,0x21,0x51,0x52,0x51,0x52,//河畔的风放肆拼命地吹
0x51,0x51,0x31,0x32,0x31,0x32,0x81,0x72,0x63,//不断拨弄离人的眼泪
0x62,0x71,0x81,0x72,0x61,0x61,0x52,0x31,0x21,0x32,0x51,0x54,//那样浓烈的爱再也无法给
0x22,0x12,0x11,0x12,0x11,0x12,0x12,0x14,0x26,0x32,0x26,//伤感一夜一夜
0x32,0x61,0x51,0x51,0x31,0x31,0x21,0x31,0x51,0x61,0x51,0x31,0x51,//当记忆的线缠绕过往支离破碎
0x02,0x32,0x81,0x81,0x81,0x81,0x62,0x52,0x34,//是慌乱占据了心扉
0x31,0x81,0x81,0x81,0x61,0x91,0x82,//有花儿伴着蝴蝶
0x51,0x51,0x51,0x51,0x31,0x61,0x53,//孤雁可以双飞
0x21,0x11,0x21,0x11,0x22,0x11,0x21,0x26,//夜深人静独徘徊
0x32,0x61,0x51,0x51,0x31,0x31,0x21,0x31,0x51,0x61,0x51,0x31,0x51,0x52,//当幸福恋人寄来红色分享喜悦
0x31,0x31,0x81,0x81,0x81,0x61,0x91,0x81,0x61,0x31,0x56,//闭上双眼难过头也不敢回
0x32,0x32,0x81,0x81,0x81,0x81,0x91,0x81,0x61,0x81,0x61,0x51,0x31,0x51,0x34,//仍然捡尽寒枝不肯安歇微带着后悔
0x21,0x31,0x51,0x31,0x21,0x11,0x61,0x21,0x16,//寂寞沙洲我该思念谁
0xff
};
ucharcodetable3[]={
0x26,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x26,0x10,0x20,0x10,0x20,0x80,0x26,0x20,0x30,0x20,
0x30,0x20,0x39,0x10,0x30,0x10,0x30,0x80,0x26,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x1c,0x20,
0x20,0x80,0x2b,0x20,0x26,0x20,0x20,0x20,0x2b,0x10,0x26,0x10,0x2b,0x80,0x26,0x20,
0x30,0x20,0x30,0x20,0x39,0x10,0x26,0x10,0x26,0x60,0x40,0x10,0x39,0x10,0x26,0x20,
0x30,0x20,0x30,0x20,0x39,0x10,0x26,0x10,0x26,0x80,0x26,0x20,0x2b,0x10,0x2b,0x10,
0x2b,0x20,0x30,0x10,0x39,0x10,0x26,0x10,0x2b,0x10,0x2b,0x20,0x2b,0x40,0x40,0x20,
0x20,0x10,0x20,0x10,0x2b,0x10,0x26,0x30,0x30,0x80,0x18,0x20,0x18,0x20,0x26,0x20,
0x20,0x20,0x20,0x40,0x26,0x20,0x2b,0x20,0x30,0x20,0x30,0x20,0x1c,0x20,0x20,0x20,
0x20,0x80,0x1c,0x20,0x1c,0x20,0x1c,0x20,0x30,0x20,0x30,0x60,0x39,0x10,0x30,0x10,
0x20,0x20,0x2b,0x10,0x26,0x10,0x2b,0x10,0x26,0x10,0x26,0x10,0x2b,0x10,0x2b,0x80,
0x18,0x20,0x18,0x20,0x26,0x20,0x20,0x20,0x20,0x60,0x26,0x10,0x2b,0x20,0x30,0x20,
0x30,0x20,0x1c,0x20,0x20,0x20,0x20,0x80,0x26,0x20,0x30,0x10,0x30,0x10,0x30,0x20,
0x39,0x20,0x26,0x10,0x2b,0x10,0x2b,0x20,0x2b,0x40,0x40,0x10,0x40,0x10,0x20,0x10,
0x20,0x10,0x2b,0x10,0x26,0x30,0x30,0x80,0xff,
};
ucharcodetable4[]={
0x30,0x1C,0x10,0x20,0x40,0x1C,0x10,0x18,0x10,0x20,0x10,0x1C,0x10,0x18,0x40,0x1C,
0x20,0x20,0x20,0x1C,0x20,0x18,0x20,0x20,0x80,0xFF,0x20,0x30,0x1C,0x10,0x18,0x20,
0x15,0x20,0x1C,0x20,0x20,0x20,0x26,0x40,0x20,0x20,0x2B,0x20,0x26,0x20,0x20,0x20,
0x30,0x80,0xFF,0x20,0x20,0x1C,0x10,0x18,0x10,0x20,0x20,0x26,0x20,0x2B,0x20,0x30,
0x20,0x2B,0x40,0x20,0x20,0x1C,0x10,0x18,0x10,0x20,0x20,0x26,0x20,0x2B,0x20,0x30,
0x20,0x2B,0x40,0x20,0x30,0x1C,0x10,0x18,0x20,0x15,0x20,0x1C,0x20,0x20,0x20,0x26,
0x40,0x20,0x20,0x2B,0x20,0x26,0x20,0x20,0x20,0x30,0x80,0x20,0x30,0x1C,0x10,0x20,
0x10,0x1C,0x10,0x20,0x20,0x26,0x20,0x2B,0x20,0x30,0x20,0x2B,0x40,0x20,0x15,0x1F,
0x05,0x20,0x10,0x1C,0x10,0x20,0x20,0x26,0x20,0x2B,0x20,0x30,0x20,0x2B,0x40,0x20,
0x30,0x1C,0x10,0x18,0x20,0x15,0x20,0x1C,0x20,0x20,0x20,0x26,0x40,0x20,0x20,0x2B,
0x20,0x26,0x20,0x20,0x20,0x30,0x30,0x20,0x30,0x1C,0x10,0x18,0x40,0x1C,0x20,0x20,
0x20,0x26,0x40,0x13,0x60,0x18,0x20,0x15,0x40,0x13,0x40,0x18,0x80,0xff,
};
//简谱音调对应的定时器初值
//适合12的晶振
ucharcodecuzhi[]={
0xff,0xff,//占位
0xFC,0x8E,//中央C调1-7
0xFC,0xED,
0xFD,0x43,
0xFD,0x6A,
0xFD,0xB3,
0xFD,0xF3,
0xFE,0x2D,
0xFE,0x47,//高八度1-7
0xFE,0x76,
0xFE,0xA1,
0xFE,0xC7,
0xFE,0xD9,
0xFE,0xF9,
0xFF,0x16
};
ucharcodeyinyue[]={0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f,0x00,0x00};
//将音调转化为对应的LED样式
//延时165MS,即十六分音符子函数
voiddelay1（uintz）
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=19000;y>0;y--）;
}
//延时1MS子函数
voiddelay2（uintz）
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
//LCD1602液晶写命令子函数
voidwrite_（uchar）
{
RS=0;//选择写指令
RW=0;
E=0;
P0=;
E=1;
delay2（5）;//无延时不能正常工作
E=0;
}
//LCD1602液晶写数据子函数
voidwrite_date（uchardate）
{
RS=1;//选择写数据
RW=0;
E=0;
P0=date;
E=1;
delay2（5）;//无延时不能正常工作
E=0;
}
//LCD1602液晶初始化子函数
voidLCD1602_init（）//初始化
{
delay2（15）;
//主函数
voidmain（）
{
TMOD=0x11;//定时器0工作在方式1
TH1=0;
TL1=0;
ET1=1;
TH0=0;
TL0=0;
ET0=1;
TR0=1;
EA=1;//开总中断
EX1=1;//开外部中断1
IT1=1;//下降沿时触发中断
EX0=1;//开外部中断0
IT0=1;//下降沿时触发中断
count2=0;//唱第一首歌
LCD1602_init（）;
while
（1）//大循环
{
song（）;
}
}
//定时器0中断子函数
voidt0（）interrupt1
{
num2++;
if（num2==5）
{
num2=0;
key（）;
}
}
//定时器1中断子函数
voidt1（）interrupt3//用于产生各种音调
{
TH1=a;
TL1=b;
BEEP=~BEEP;
}
voidwb0（）interrupt0
{
TR1=0;
if（k1==0）
{
delay2（10）;
if（k1==0）
{
count2++;
c=0;//从头开始唱
if（count2==1）
{
write_（0x01）;
delay2（10）;
write_（0x80+0）;
write_date（''）;
write_（0x80+1）;
write_date（''）;
write_（0x80+2）;
write_date（''）;
write_（0x80+3）;
write_（0xc0+8）;
write_date（''）;
write_（0xc0+9）;
write_date（'f'）;
write_（0xc0+10）;
write_date（'l'）;
write_（0xc0+11）;
write_date（'o'）;
write_（0xc0+12）;
write_date（'w'）;
write_（0xc0+13）;
write_date（'e'）;
write_（0xc0+14）;
write_date（'r'）;
write_（0xc0+15）;
write_date（'s'）;
}
if（count2>4）
{
count2=1;
c=0;//从头开始唱
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