音乐盒课程设计Word格式文档下载.docx

1、4.掌握整个单片机系统设计流程中关键知识点和技能；5.掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现。1.3方案选择方案：音乐盒总体设计由四个模块构成：晶振电路,89S51单片机，数码管显示模块，发声模块，三个模块连接在89S51单片机上构成一个完整的系统。有两个按键，一个用来实现暂停和播放功能，另一个实现选择下一曲的功能。原理框图如图1所示：图1 音乐盒原理框图二、硬件电路2.1 硬件电路图本设计中用到89S51单片机，喇叭，显示数码管LED、按键。（硬件电路原理图如图2所示） 图2 音乐盒电路原理图2.2 电路模块介绍 2.2.1晶振电路（图2）为12MHZ晶振频率工作，起振电路中C2,C

2、3均为20pf。它们分别接在晶振的两个脚上和对地的电容，会影响到晶振的谐振频率和输出幅度。晶体旁边的两个电容接地, 实际上就是电容三点式电路的分压电容, 接地点就是分压点. 以接地点即分压点为参考点, 振荡引脚的输入和输出是反相的, 但从并联谐振回路即石英晶体两端来看, 形成一个正反馈以保证电路持续振荡。图3 晶振电路2.2.2：按键电路（如图4）设有两个按键，按键S1接外部中断0，控制音乐盒的选曲，每按一下系统将播放下一首歌曲，全部歌曲播放完会重新回到第一首歌曲；按键S2接外部中断1，控制音乐盒的暂停与播放，两个按键均设为高电平有效。图4 按键电路2.2.3：显示电路（如图1）使用单片机P0

3、端口做显示电路，要在P0口加上拉电阻（1k）。P0.0P0.7分别接a b c d e f g，采用共阳极数码显示管。2.2.4：发生电路（如图1）P1.0接喇叭。三.音频发声知识3.1基本知识1.要生产音频脉冲,只要算出某一音频的周期（1/频率）,然后将此周期除以2,即为半周期的时间.利用定时器计时这个半周期时间,每当计时到后就将输出脉冲的I/O反相,然后重复计时此半周期时间再对I/O反相,就可在I/O脚上得到此频率的脉冲.2. 利用8051的内部定时器使用其工作在计数器模式MODE1下,改变计数值THO及TLO以产生不同频率的方法.3. 例如频率为523Hz,其周期T1/5231912us

4、,因此只要令计数器计时956us/1us956,在每次计数956次时将I/O反相,就可得到中音DO （523Hz）.计数脉冲值与频率的关系公式如下:NFi2Fr N: 计算值; Fi: 内部计时一次为1us, 故其频率为1MHz;4. 其计数值的求法如下:T65536-N65536-FiFr例如: 设K65536, F1000000Fi1MHz, 求低音DO（261Hz）.中音DO （523Hz）. 高音的DO （1046Hz）的计算值.Fr65536-1000000Fr65536-500000/Fr低音DO的 T65536-500000/26263627中音DO的 T65536-500000

5、/52364580高音DO的 T65536-500000/1047650595. C调各音符频率与计数值T的对照表如表1所示.表1 C 调各音符频率与计数值T的对照表音符频率（HZ）简谱码（T值）低 1 DO26263628# 4 FA#74064860# 1 DO#27763731中 5 SO78464898低 2 RE29463853# 5 SO#83164934# 2 RE#31163928中 6 LA88064968低 3 M33064021# 693264994低 4 FA34964103中 7 SI9886503037064185高 1 DO104665058低 5 SO39264

6、26011096508541564331高 2 RE117565110低 6 LA4406440012456513446664463高 3 M131865157低 7 SI49464524高 4 FA139765178中1 DO5236458014806519855464633高 5 SO156865217中 2 RE5876468416616523562264732高 6 LA176065252中 3 M65964777186565268中 4 FA69864820高 7 SI19673.2节拍1相关知识每个音符使用1个字节,字节的高4位代表音符的高低,低4位代表音符的节拍,表2为节拍与节拍

7、码的对照.如果1拍为0.4秒,1/4拍是0.1秒,只要设定延迟时间就可求得节拍的时间.假设1/4拍为1DELAY,则1拍应为4DELAY,以此类推.所以只要求得1/4拍的DELAY时间,其余的节拍就是它的倍数,如表3为1/4和1/8节拍的时间设定.表2 节拍与节拍码对照节 拍 码节 拍 数11/4 拍1/8 拍22/4 拍33/4 拍3/8 拍41 拍1/2 拍51又1/4 拍5/8 拍61又1/2 拍82 拍A2又1/2 拍C3 拍F3又3/4 拍表3 各调1/4节拍的时间设定 各调1/8节拍的时间设定曲 调 值DELAY调 4/4125 毫秒62 毫秒调 3/4187 毫秒94 毫秒调 2

8、/4250 毫秒125毫秒3.3编码 建立音乐的步骤1.先把乐谱的音符找出,然后由表63建立T值表的顺序.2. 把T值勤表建立在TABLE1,构成发音符的计数值放在TABLE.3. 简谱码（音符）为高位,节拍为（节拍数）为低4位,音符节拍码放在程序的处.表4 简谱对应的简谱码.T值. 节拍数简 谱发 音简 谱 码T 值低音 SO低音 LA7低音 TI中音 DO中音 RE中音 MI中音 FA中音 SO中音 LA9中音 TI高音 DOB高音 RE高音 MID高音 FAE高音 SO不发音四、软件设计软件设计思路汇编程序： ORG 0000H JMP START ORG 0003H AJMP INT0

9、_INT ORG 000BH JMP T0INT ORG 0013H JMP INT1_INT ORG 0040H START: MOV SP, #60H MOV TMOD,#01H SETB IT0 MOV IE, #82H SETB EX0 SETB EX1 SETB PX0 SETB PX1 SETB TR0 MOV 27H, #01H MOV DPTR, #TABLE MOV 28H, DPH MOV 29H, DPL START0:LCALL LED MOV 30H, #00H NEXT: MOV A, 30H MOV DPH, 28H MOV DPL, 29H MOVC A, A+

10、DPTR MOV R2, A JZ END0 ANL A, #0FH MOV R5, A MOV A,R2 SWAP A JNZ SING CLR TR0 LJMP D1 SING: DEC A RL A MOV 22H, A MOV DPTR, #TABLE1 MOV TH0, A MOV 21H, A MOV A, 22H INC A MOV TL0, A MOV 20H, A D1: ACALL DELAY INC 30H LJMP NEXT END0: JMP START0 RET T0INT: PUSH ACC PUSH PSW MOV TL0, 20H MOV TH0, 21H C

11、PL P1.0 POP PSW POP ACC RETI INT0_INT: INC 27H LCALL LED MOV A, 27H CJNE A, #01, Z1 MOV DPTR, #TABLE JMP Z4 Z1: CJNE A, #02, Z2 MOV DPTR, #TABLE2 Z2: CJNE A, #03, Z3 MOV DPTR, #TABLE3 Z3: CJNE A, #04, Z4 MOV DPTR, #TABLE4 MOV 27H, #00H Z4:INT1_INT:PUSH ACC CLR P1 LED:MOV DPTR,#XIANSHI MOV A,27H MOVC

12、 A,A+DPTR MOV 50H,A MOV P0,ADELAY: MOV R7,#02H ;125MSD2: MOV R4,#248D3: MOV R3,#248 DJNZ R3,$ DJNZ R4,D3 DJNZ R7,D2 DJNZ R5,DELAYTABLE1: DW 64021,64103,64260,64400 DW 64524,64580,64684,64777 DW 64820,64898,64968,65030TABLE: ; DB 42H,82H,82H,82H,84H,02H,72H DB 62H,72H,62H,52H,48H DB 0B2H,0B2H,0B2H,0B

13、2H,0B4H,02H,0A2H DB 12H,0A2H,0D2H,92H,88H DB 82H,0B2H,0B2H,0A2H,84H,02H,72H DB 62H,72H,62H,52H,44H,02H,12H DB 12H,62H,62H,52H,44H,02H,82H DB 72H,62H,52H,32H,48H DB 14H,42H,62H,98H ;歌曲送别 DB 74H,92H,72H,68H DB 64H,22H,32H,44H,32H,22H DB 3CH DB 64H,42H,62H,94H,04H,82H DB 74H,94H,68H DB 64H,32H,42H,54H,

14、04H,12H DB 2CH DB 74H,94H,98H DB 84H,72H,82H,98H DB 72H,82H,92H,72H,72H,62H,42H,22H DB 00H TABLE2: DB 42H,62H,72H,41H,61H,41H,31H,22H,0B2H;歌曲三个和尚 DB 62H,61H,61H,71H,61H,41H,64H DB 0B2H,0B2H,62H,61H,61H,71H,61H,41H,64H DB 42H,62H,72H,41H,61H,41H,31H,22H,0B2H DB 22H,31H,41H,31H,21H,0A2H,0B4H DB 0A2H,2

15、1H,32H,42H,62H,61H,41H,62H,71H DB 42H,41H,61H,42H,32H,22H,31H,21H,0A2H DB 62H,61H,42H,62H,71H,61H,72H,62H,71H DB 62H,61H,71H,32H,42H,64HTABLE3: DB 0d4H,84H,94H,82H,92H ;看我七十二变DB 12H,22H,82H,92H,02H,92H,82H,0d2HDB 82H,92H,14H,84H,02H,0d1H,0d1HDB 0c2H,0d2H,84H,0d2H,0d2H,82H,82HDB 84H,82H,82H,94H,82H,0

16、d2HDB 82H,82H,82H,92H,02H,82H,82H,0d2HDB 0c4H,84H,0d4H,92H,0d2HDB 82H,0d2H,82H,92H,98HDB 04H,94H,88HDB 04H,94H,88H,04HDB 32H,32H,22H,12H,02H,92H,12H,92HDB 32H,32H,22H,12H,02H,92H,12H,22HDB 54H,44H,34H,12H,22HDB 34H,22H,12H,02H,92H,12H,92HDB 54H,44H,32H,22H,12H,92HDB 00TABLE4:DB 02H,82H ;月亮代表我的心DB 16

17、H,32H,54H,02H,52HDB 0A6H,32H,54H,02H,52HDB 64H,74H,0B6H,64HDB 52H,5CH,32H,22HDB 16H,12H,14H,32H,22HDB 16H,12H,14H,22H,32HDB 26H,12H,94H,22H,32HDB 2CHDB 32H,52HDB 36H,22H,14H,54HDB 0ACH,92H,0A2HDB 96H,0A2H,96H,82HDB 3CH,54HDB 2CH,02H,82HDB 16H,32H,56H,12HDB 0A6H,32H,56H,52HDB 66H,72H,0B6H,62HDB 62H,5

18、2H,58H,32H,22HDB 26H,92H,0A4H,12H,22HDB 1CHXIANSHI: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82HEND五、系统调试调试采用Protues软件仿真。首先设计电子音乐盒的源程序，源程序经过汇编后，生成的目标文件经过仿真调试。 六、总结经过两周的课程设计,我们学到了许多书本上没有的知识,从方案的论证、课题的选择、电路原理、PCB图，到电路的调试、程序的编写、调试下载，一步步，我们收获很大。在设计中，我们力求硬件电路简单，充分发挥软件灵活方面的特点，满足系统设计要求。这中间，我们也遇到了许多困难，在老师的帮助下，一个个也都战胜了。七、参考文献1.蔡美琴MCS-51系列单片机系统及其应用。高等教育出版社。2.阎石数字电子技术基础。附录：原理图：