音乐提示定时器课程设计Word文档格式.docx

1、任务书下达日期 2013年 5 月20 日设计完成日期 2013年 5 月 31日设计内容与设计要求设计内容： 以单片机为核心器件，设计一个音乐提示定时器。要求音乐提示定时器具备倒数计时、时间设置、音乐演奏等功能。设计60分钟、20分钟、10分钟、5分钟的设置开关或按键，例如20分钟，显示为“20 .00”。内定倒数计时时间为5分钟，显示为05.00（开机状态）。一旦按键后则开始倒计时，当计时为00.00则演奏一曲音乐。设计要求：1、 设计方案要合理、正确；2、 系统硬件设计及焊接制作；3、 系统软件设计及调试；4、 系统联调；5、 写出设计报告。主 要 设 计 条 件1、 MCS-51单片机

2、实验操作台1台；2、 PC机及单片机调试软件；3、 单片机应用系统板1套；4、 制作工具1套；5、 系统设计所需的元器件。说 明 书 格 式1. 封面2. 课程设计任务书3. 目录4. 系统总体方案设计5. 系统硬件设计6. 软件设计（包括流程图）7. 系统的安装调试说明8、 总结 9、参考文献10、附录11、课程设计成绩评分表。进 度 安 排第一周星期一、上午：布置课题任务，讲课及课题介绍 下午：借阅有关资料，总体方案讨论星期二、确定总体设计方案星期三、硬件模块方案设计星期四、软件模块方案设计星期五、设计及调试第二周星期一、设计及调试星期二、设计及调试星期三、总调星期四、写说明书 星期五、上

3、午：写说明书，整理资料下午：交设计资料，答辩参 考 文 献1、微型计算机原理及应用许立梓编 机械工业出版社 20022、微型计算机接口技术及应用刘乐善编 华中理工大学出版社 2000 3、计算机硬件技术基础试验教程邹逢兴编 高等教育出版社 20004、16位微型计算机原理接口及其应用周佩玲编 中国科学技术大学出版社2000 5、微型计算机原理与接口技术吴秀清编 中国科学技术出版社 20016、微型计算机接口技术邓亚平编 清华大学出版社 20017、单片机原理及及应用王迎旭编 机械工业出版社 20018、单片机应用程序设计技术 周航慈 著 北京航空航天大学出版社 20029、单片机实用技术问答

4、谢宜仁 主编 人民邮电出版社 2002第1章 绪论现在各种各样的音乐播放器呈现在我们面前，外观越来越精美，功能越来越多，体积越来越小，重量也越来越小、价格越来越便宜。同时，随着当代手机行业的快速发展，许多手机厂商为了能够吸引广大的客户受到消费者的青睐，致此他们开始研究在手机上实现音乐和视频的播放，因此现在的手机都能够轻松的播放音乐了。这样人们就更很容易携带，随时随地都可以听，以便来缓解人们的疲劳、压抑、愉快人们的心情等，甚至有时还可以借着音乐来抒发自己的感情，传达我们对朋友的祝福。因此，在不知不觉中它成为了人们生活的一样必需品，无论到哪里、无论什么时候都可以听到我们想听的音乐。通过控制单片机定

5、时器的定时时间产生不同频率的音频脉冲，经放大后驱动蜂鸣器发出不同音节的声音。用软件延时来控制发音时间的长短，控制节拍。把乐谱中的音符和相应的节拍变换为定时常数和延时常数，作为数据表格存放在存储器中，由程序查表得到定时常数和延时常数，分别用来控制定时器产生的脉冲频率和发出该音频脉冲的持续时间。在实际中参照单片机相关资料，就可容易的利用单片机设计出一个音乐发生器。在设计过程中人们还可考虑用多种方法进行实现，这样不但很好的发挥了人们的创新精神，还提高了动手能力、综合分析能力及专业知识运用能力。第2章 音乐基础知识2.1 音乐基础音作为一种物理现象，是由于物体振动而产生的，振动产生的声波作用于人耳，听

6、觉系统将神经冲动传达给大脑，进而产生听觉。人耳能听到的声音频率大约在1120000Hz，而音乐使用的音一般在274100Hz。乐音体系中各音级的名称叫做音名，被广泛采用的是C D E F G A B （do re mi fa so la si则多用于歌唱，称为唱名）。乐音体系中音高关系的最小计量单位叫做半音，两个半音构成一个全音。乐音中有几十个高低不同的音，但是最基本只有这七个音，其他高、低音名都是在这个基础上变化出来的。乐谱表上用来表示正在进行的音的长短的符号，叫做音符。不同的音符代表不同的长度。音符有以下几种：全音符、二分音符、四分音符、八分音符、十六分音符、三十二分音符、六十四分音符。此

7、外，还有附点音符，它就是指带附点的音符，所谓附点就是记在音符右边的小圆点，表示增加前面音符时值的一半。音持续的长短即时值,一般用拍数表示,休止符表示暂停发音。一首音乐就是由许多不同的音符组成的，而每一个音符对应着不同的频率，这样就可以利用不同的频率的组合，加以拍数对应的延时来构成不同的音乐。2.2 音频脉冲和音乐节拍的实现2.2.1 音频脉冲的产生音乐的产生需要不同频率的音频脉冲，对于单片机而言，可以利用它的定时/计数器产生这样的方波频率信号。在本设计中，单片机工作在12MHz时钟频率下，其时钟周期为1us，因此可以利用AT89C52的内部定时/计数器T0，使其工作模式为1，根据对应音符的不同

8、频率求出计数器的初值T（即是TH0和TL0的值），则TH0=T/256，TL0=T%256。C调各音符频率与计数值T的对照如下表2-1所示。音符频率（Hz）简谱码（T）低1D026263628#4FA#74064860#1D0#27763731中5SO74864898低2RE29463835#5S0#83164934#2RE#31163928中6LA88064968低3M33064021#6LA#93264994低4FA34964103中7S19886503037064185高1DO104665058低5SO39264260#DO#11096508541564331高2RE117565110低

9、6LA4406440012456513446664463高3M131865157低7S149464524高4FA139765178中1DO5236458014806519855464633高5SO156865217中2RE57864684#5SO#16616523562264723高6LA176065252中3M65964777186565268中4FA69864820高7SI1967652832.2.2 音乐节拍的产生节拍是指音乐持续的长短，是除音符之外音乐的另一关键组成部分，在单片机系统中可以通过延时来实现。如果1/4拍的延时设为0.2s，则1拍的时间为0.8s，依次类推，可以求出其余节拍

10、的值，节拍的延时时间与音乐的曲调值有相对应的关系，下面为不同曲调下的1/4和1/8节拍的时间设定，如下表2-2所示。表2-2 不同曲调下1/4和1/8节拍的延时表曲调值（1/8节拍）delay（ms）曲调值（1/4节拍）调4/462125调3/494187调2/42502.2.3 “天空之城”曲谱67|1. 7 1 3 |7 - - 3 |6. 5 6 1 |5 - - 33| 4. 3 41. |3 - 3111|7. #4 4 7|7 - - 67| 1. 7 1 3 |7 - - 3 |6. 5 6 1 |5 - - 33| 4 17. 1 |2 31 1- |1766 7 #5 |6-

11、 - 12|3. 2 3 5 |2 - - 5 |1. 7 1 3 |3 - - 0 | 671171 2 |1. 55 - |4 3 2. 1 |3 - - 3 | 6 - 5 - |321 - - |2. 1 2 5 |3 - - 3 | 6 - 5 - |321 - - |2. 1 2 7 |6 - - 67|1. 7 1 3 |7 - - 3 |6. 5 6 1 |5 - - 33| 4 17. 1 |2 31 1- |1766 7 #5 |6- - |第3章 总体方案设计3.1设计任务与要求3.1.1设计任务设计一定时音乐发生器：（1）用单片机作为开发工具，能自定义倒计时时间、能储存

12、乐曲；（2）能按键选择倒计时时间，每按一次加1键乐倒计时时间按照5min10min、20min、30min、60min依次倒计时；（3）用LED数码管显示倒计时时间；（4）能进行仿真音乐发生器。3.1.2 设计要求（1）方案合理、正确，系统稳定、可靠。（2）软件设计要求尽可能精练、简短和运行可靠。（3）硬件电路要求简单明了，以节约成本。3.2总体系统框图本系统的设计是以80C51单片机为核心，配以一定的外围电路和软件，实现比赛计分器的功能。利用了8个8段共阴级数码管显示器.其中甲乙两个分值各用3个数码管显示分值，另外两个显示分隔符。采用动态显示输出倒计时时间，本系统中使用的是独立的键盘。状态切

13、换时候用不同的发光二极管的对应显示切换到了不同的分值。系统设计方案的硬件电路设计框图如图2-1所示。图2-1 硬件电路设计3.3 系统组成系统由硬件部分和软件部分组成。硬件电路由复位按键、80C51单片机、独立键盘，8个数码管等组成。软件部分主程序主要由键盘识别、键值处理、8位8段共阴极LED显示器扫描显示子程序组成。软件设计主要有四个部分：信息输入、信息处理、显示输出。信息输入时采用键盘来实现，所以需要检测键盘有无按键的子程序；信息处理需要对用户通过键盘输入的不同信息进行辨别并执行相应的处理；显示输出采用动态输出，从而达到设计的目的。第4章 系统硬件设计4.1控制电路设计 4.1.1 控制电路设置如图3-1所示，按钮与单片机的RST引脚相连，当每次按下该按钮后，系统将通过软件实现对计分实现清零功能。这里我选择的是使用电平复位。跳冒是插在1、2端口。复位电路图如下图3-1所示。图3-1 复位硬件电路图4.1.2 工作原理利用单片机AT89C52直接来产生音频脉冲来驱动喇叭来完成音乐的播放