音乐盒设计单片机课程设计.docx

1、音乐盒设计单片机课程设计基于89c52单片机音乐播放的设计安庆师范学院物理与电气工程学院 音乐盒设计1、设计任务和要求(1)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，从而演乐曲。(2直接当前播放的歌曲。(3)可通过功能键选择播放上一首、下一首和暂停播放歌曲。2、总体设计(1)要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期(1/音频),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口反相,就可在I/O脚上得到此频率的脉冲(2)利用8052的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下,改变记数值

2、TH0及TL0以产生不同频率的方法。例如频率为523HZ,其周期T=1/523=1912微秒,因此只要令计数器定时956/1=956在每记数9次时将I/O口反相,就可得到中音D0(523HZ)。记数脉冲值与频率的关系公式如下：N=Fi/2/Fr N：记数值Fi：内部计时一次为1微秒故其频率为1MHZ Fr；要产生的频率(3)：起记数值的求法如下：T65536N65536Fi2Fr例如：设K65536，F1000000Fi1MHZ，求低音D0（523HZ），高音的D0（1046HZ）的记数值。T65536N65536Fi2Fr6553610000002Fr65536500000Fr低音D0的T6

3、553650000026263627中音D0的T6553650000052364580高音D0的T655365000001047650593、硬件设计3.1 硬件电路本设计中用到89C52单片机，扬声器、键盘、连接线。1最小系统单片机：本次设计使用单片机芯片AT89C52AT89C52的工作特性：内含8KB的FLASH存储器檫写次数1000次； 256x8bit内部RAM；具有32根可编程I/O线；具有3个16位编程定时器 AT89C52 共有6 个中断向量：两个外中断（INT0 和INT1），3 个定时器中断（定时器0、1、2）和串行口中断具有1个全双工的可编程串行通信接口；具有可编程3级程

4、序锁定位；AT89C52的工作电源为5（10.2）V且典型值为5V；AT89C52最高工作频率为24MHZ；AT89C52的编程频率为324MHZ，编程启动电流和启动电压 分别为1mA、5或12V。 3.2 原理说明当键盘有键按下时，判断键值，启动计数器T1，产生一定频率的脉冲，驱动蜂鸣器，放出乐曲。同时启动定时器T0,显示歌曲号。（1） 硬件电路中用、分别接k1、k2作为上、下一曲的功能键（2） 用P0控制七段码a,b,c,d,e,f。（3）用P1.2口控制喇叭。（4） 电路为12MHZ晶振频率工作，起振电路中C1,C2均为30pf。4、软件设计本程序可以实现课程设计的基本要求，并可以通过按

5、键播放三首歌曲，程序流程图如下：总体框图： 主程序框图：子程序框图：5、仿真、安装和调试按照上面设计的电路在proteus软件内画图, 打开单片机软件开发系统Keil,选择89C52单片机,在其中编写程序,运行生成一个后缀名为hex的文件,然后将该文件下载到proteus中的AT89C52单片机中进行仿真,观察实验现象。仿真能实现播放音乐，按键选择曲目，暂停，播放功能。仿真成功后，安装好实验板,然后将音乐程序下载到电路板内 ,观察结果。能实现播放音乐，按键换曲等功能。程序调试中出现的问题及解决的办法：（1） 有时会出现程序一点错误也没有，但就是不能正常运行的现象，最后我们发现是因为程序中有的指

6、令书写得不规范导致的，例如有的RET返回指令一定要按正确格式书写或在两行指令间最好不要留空行。（2） 程序中的跳转指令的运用很重要，为保险起见，都用LJMP,我们就遇到过跳转指令用错程序无法正常运行的现象。当用JNZ指令时，跳转范围比较少，这时要用一个标号中转。（3） 编程时要注意，在程序开始时，要写入各定时器中断的入口地址。（4） 编程过程中要注意加注释或分割线，否则，在程序过长时容易变得很乱，不便于查找或更改。（5） 编程前要加流程图，这样会使思路清晰，例如数字音乐盒的设计思路完全可以按着MP3的工作方式列写流程图。（6） LCD计时正常显示的解决办法：a. 两个定时器同时工作，存在中断时

7、序问题，刚开始时我们把定时器1设定在方式3，计250us，由于定时中断过于频繁，使CPU负载过大，导致音乐不能正常播放，时间不能正常显示。解决办法：将定时器1设定在工作方式1，16位计数，计50ms,效果有很大改观。但还有问题。b. 当音乐为全4拍起始时，此时音乐节奏与定时器T1中断频率错开，LCD显示和音乐播放都会好一些。c. 另外，在歌曲中，当遇到一个音符发音为4拍，在编曲中为*CH，因时间较长，当定时器T1此时来中断时，就会对歌曲播放产生影响，若改为发音一拍，中断对歌曲播放影响减弱，但音乐效果变差。改进方案：若采用可以定时时间更长的单片机，可以避免所有问题。6、收获与体会(1) 上学期学

8、习单片机的课时不多，对单片机的硬件设计，软件设计掌握的深度不够，但通过此次课程设计，明显的改善了，首先对于硬件电路的工作原理有了进一步的学习，同时有了一个提升；软件方面，在程序的设计，程序的调试方面都有了很大的进步。(2) 在一个好的氛围里才能踏下心来做东西，在这一段时间里，寝室成员都认真对待这次课程设计，除了自己做好自己的课题外，在遇到不懂的地方互相讨论，查阅资料，互助解决问题。另外在编程中出现问题时，一定要戒骄戒躁，脚踏实地，认真看书，仔细分析，仔细调试，就一定会发现错误。我们也是这么做的，这一点在这次的课程设计中十分重要。(3) 通过这次课程设计，我体会到了成功的喜悦，听着自己设计的程序

9、下载到单片机中播放出音乐,心理非常自豪。这次的课程设计在一定程度上改变了我学习单片机这门课程的态度，从最初的认为学它没有什么实际意义，到如今爱上单片机学习，并希望能将理论运用到实践，设计出更好更完整的系统。我明白了一个人要想做好一件事，就必须具备自信心，耐心，还要有毅力，要胆大心细，要勇于尝试，要手脑并用，最后才能交出一份令人满意的答卷。附件1：元件清单名称数量（个）型号备注电阻6排阻RX8(1个)10k(3个),500(3个)数码管17SEG-DIGITAL开关4BUTTON单片机1AT89C52扬声器1SPEAKER电源25V电容330pf(2个),10uf(1个)晶振1CRYSTAL附件

10、2:总仿真电路图附件3：音乐程序 shuzhi EQU 3fh ;选曲目的地址 song EQU p1.2 ;扬声器播放 play EQU p3.0 ;播放停止键 addone EQU p3.1 ;曲目加一键 subone EQU p3.2 ;曲目减一键 dul EQU P1 ；段选 wel EQU P2 ；位选 ORG 0000H LJMP START ORG 000BH ;定时器0溢出中断入口地址 AJMP cont ORG 0013H ;外部中断一入口地址 AJMP pause ;指向外部中断程序 ORG 0100HSTART: MOV SP,#50H MOV TH0,#0DBH ;定时

11、器赋初值 MOV TL0,#0FFH MOV TMOD,#01H ；设定T1工作于方式2 MOV IE,#86H ;开中断 MOV TCON,#00H MOV R0,#00H MOV shuzhi,#00H(是否顺序播放音乐)MAIN: JNB play,first ;判断P3.0键是否按下 SJMP MAINfirst: ACALL del20 JNB play,first MOV shuzhi,#00H MOV dul,#06H ;共阴数码管显示1 MOV wel,#80H MOV DPTR,#dat1 ；dat1首地址赋给DPTR ACALL music0 ACALL next RETn

12、ext: INC shuzhi MOV A,shuzhi CJNE A,#01,LOOP3 ;A是否=1,不等就跳转到LOOP3 MOV DPTR,#dat2 ;表2首地址送DPTR MOV dul,#5BH ;显示数值2 MOV wel,#80H ACALL music0 INC ALOOP3: CJNE A,#02,LOOP4 ;A是否=2,不等就跳转到LOOP4 MOV DPTR,#dat3 ;表3首地址送DPTR MOV dul,#4FH ;显示数值3 MOV wel,#80H ACALL music0 INC ALOOP4: CJNE A,#03,next ACALL first R

13、ET（按键播放上一首音乐）last: DEC shuzhi MOV a,shuzhi CJNE a,#02,last1 MOV dptr,#dat3 MOV dul,#4Fh MOV wel,#80h ACALL music0last1: cjne a,#01,last2 MOV dptr,#dat2 MOV dul,#5Bh MOV wel,#80h ACALL music0last2: cjne a,#00,last MOV dptr,#dat1 MOV dul,#06h MOV wel,#80h ACALL music0 RET music0: MOV 20h,#00h ;中断计数单元清

14、0music1: clr a MOVC a,a+dptr ;查表取音阶常数 JZ end0 ;累加器判0看是否是结束符 CJNE a,#0ffh,music5 ;是休止符? LJMP music3 ;产生100ms停顿 music5: NOPkey: JNB play,k0 ;判断P3.0键是否按下 JNB addone,k1 ;判断P3.2键是否按下 JNB subone,k2 ;判断P3.1键是否按下 MOV r6,a ;音阶常数送R6 INC dptr ;DPTR+1 MOV a,#0 MOVC a,a+dptr ;取常数送R7 MOV r7,a SETB tr0 ;启动定时器T0 mu

15、sic2: nop CJNE r0,#0,$ CPL song ;输出电平取反 MOV a, r6 MOV r3,a ;音阶常数送R3 LCALL del20 MOV a, r7 ;节拍常数送A CJNE a,20h,music2 ;节拍时间到否 MOV 20h,#00h ;为取下一音阶作准备 INC DPTR LJMP music1music3: NOP ;休止100ms CLR tr0 ;关闭定时器 MOV r2, #14h music4: NOP MOV r3, #250 ;R3=250 LCALL del20 DJNZ r2, music4 INC dptr ;为取下一音阶作准备 LJ

16、MP music1end0: MOV r2, #200 ;歌曲结束后,延时1s后继续music6: MOV r3, #250 LCALL del20 DJNZ r2,music6（按键选择）k1: ACALL del20 ;调用延时子程序 JNB addone,k1 ;判断P3.2键是否释放 ACALL nextk2: ACALL del20 JNB subone,k2 ;判断P3.1键是否释放 ACALL lastk0: ACALL del20 JNB play,k0 ；判断3.0键是否释放 LJMP start RETdel20: MOV r4,#05h ；延时子程序del4: NOP D

17、JNZ r4,del4 DJNZ r3,del20 RETcont: INC 20h ;计数单元+1 MOV th0,#0dbh ;重新10ms定时初值 MOV tl0,#0ffh RETI ;跳出中断 （停止播放）pause: ACALL del20 JNB p3.0,pause ;判断P3.0键是否有释放 MOV a,r0 ;把R0的值给A CPL a ;A值取反 MOV r0,a RETIdat1:db 3bh,20h,3bh,20h,30h,20h,33h,20h,3bh,80h,0ffhdb 3bh,20h,3bh,20h,26h,20h,2bh,20h,26h,80h,0ffhdb

18、 26h,20h,26h,20h,20h,20h,26h,20h,2bh,20h,2bh,20h,30h,20h,33h,10h,33h,10hdb 3bh,60h,40h,20h,4ch,80h,0ffhdb 3bh,20h,3bh,20h,30h,20h,33h,20h,3bh,80h,0ffhdb 3bh,20h,3bh,20h,26h,20h,2bh,20h,26h,80h,0ffhdb 26h,20h,26h,20h,20h,20h,26h,20h,2bh,20h,2bh,20h,2bh,20h,30h,20hdb 33h,20h,3bh,20h,3bh,20h,40h,2bh,3b

19、h,80h,0ffhdb 19h,20h,1ch,40h,26h,20h,19h,20h,1ch,40h,26h,20h,0ffhdb 20h,20h,1ch,20h,1ch,20h,20h,20h,26h,80h,0ffhdb 19h,20h,1ch,40h,26h,20h,19h,20h,1ch,40h,26h,20h,0ffhdb 20h,20h,1ch,20h,1ch,20h,20h,20h,26h,80h,0ffhdb 2bh,20h,2bh,40h,3bh,20h,2bh,20h,2bh,40h,2bh,20h,0ffhdb 26h,20h,2bh,20h,2bh,20h,30h,

20、20h,2bh,80h,0ffhdb 2bh,20h,2bh,40h,3bh,20h,30h,20h,30h,40h,2bh,20h,0ffhdb 33h,20h,3bh,20h,3bh,20h,40h,20h,3bh,80h,0ffh,0ffhdat2:db 18h,30h,1ch,10h,20h,40h,1ch,10hdb 18h,10h,20h,10h,1ch,10h,18h,40hdb 1ch,20h,20h,20h,1ch,20h,18h,20hdb 20h,80h,0ffh,20h,30h,1ch,10h,18hdb 20h,15h,20h,1ch,20h,20h,20h,26hd

21、b 40h,20h,20h,2bh,20h,26h,20h,20hdb 20h,30h,80h,0ffh,20h,20h,1ch,10hdb 18h,10h,20h,20h,26h,20h,2bh,20hdb 30h,20h,2bh,40h,20h,20h,1ch,10hdb 18h,10h,20h,20h,26h,20h,2bh,20hdb 30h,20h,2bh,40h,20h,30h,1ch,10hdb 18h,20h,15h,20h,1ch,20h,20h,20hdb 26h,40h,20h,20h,2bh,20h,26h,20hdb 20h,20h,30h,80h,20h,30h,1

22、ch,10hdb 20h,10h,1ch,10h,20h,20h,26h,20hdb 2bh,20h,30h,20h,2bh,40h,20h,15hdb 1fh,05h,20h,10h,1ch,10h,20h,20hdb 26h,20h,2bh,20h,30h,20h,2bh,40h db 20h,30h,1ch,10h,18h,20h,15h,20hdb 1ch,20h,20h,20h,26h,40h,20h,20hdb 2bh,20h,26h,20h,20h,20h,30h,30hdb 20h,30h,1ch,10h,18h,40h,1ch,20hdb 20h,20h,26h,40h,13

23、h,60h,18h,20hdb 15h,40h,13h,40h,18h,80h,00hdat3:db 26h,20h,20h,20h,20h,20h,26h,10h,20h,10h,20h,80h,26h,20h,30h,20h db 30h,20h,39h,10h,30h,10h,30h,80h,26h,20h,20h,20h,20h,20h,1ch,20h db 20h,80h,2bh,20h,26h,20h,20h,20h,2bh,10h,26h,10h,2bh,80h,26h,20h db 30h,20h,30h,20h,39h,10h,26h,10h,26h,60h,40h,10h,

24、39h,10h,26h,20h db 30h,20h,30h,20h,39h,10h,26h,10h,26h,80h,26h,20h,2bh,10h,2bh,10h db 2bh,20h,30h,10h,39h,10h,26h,10h,2bh,10h,2bh,20h,2bh,40h,40h,20hdb 20h,10h,20h,10h,2bh,10h,26h,30h,30h,80h,18h,20h,18h,20h,26h,20hdb 20h,20h,20h,40h,26h,20h,2bh,20h,30h,20h,30h,20h,1ch,20h,20h,20hdb 20h,80h,1ch,20h,

25、1ch,20h,1ch,20h,30h,20h,30h,60h,39h,10h,30h,10hdb 20h,20h,2bh,10h,26h,10h,2bh,10h,26h,10h,26h,10h,2bh,10h,2bh,80hdb 18h,20h,18h,20h,26h,20h,20h,20h,20h,60h,26h,10h,2bh,20h,30h,20hdb 30h,20h,1ch,20h,20h,20h,20h,80h,26h,20h,30h,10h,30h,10h,30h,20hdb 39h,20h,26h,10h,2bh,10h,2bh,20h,2bh,40h,40h,10h,40h,10h,20h,10hdb 20h,10h,2bh,10h,26h,30h,30h,80h,00hEND