音乐盒课程设计.docx

1、音乐盒课程设计单片机课程设计课程设计编 号： 0802A03 题 目： 音乐盒 学生姓名： 同组学生： 指导教师： 2011年 12月8日目录摘要 3一、系统方案选择与论证 31.1选题论证 31.2课程设计要求 31.3方案选择 3二、硬件电路 42.1 硬件电路图 42.2 电路模块介绍 52.2.1 52.2.2 52.2.3 52.2.4 6三.音频发声知识 63.1基本知识 63.2节拍 73.3编码 8四、软件设计 9五、系统调试 14六、总结 15七、参考文献 15摘要：音乐盒系统采用AT89C51单片机为控制核心，按键为输入设备，外加歌曲数目显示、歌曲播放。本系统设计简单、性能

2、优良。 关键词：按键、AT89C51、音乐播放、显示曲目。一、系统方案选择与论证1.1选题论证日常的生活和工作中,我们需要休闲娱乐，电子音乐盒基于以上思路，设计的一款简单实用的电子音乐盒。1.2课程设计要求1.熟悉51系列单片机的使用；2.熟悉汇编语言及C语言编程；3.掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、片内外存储器、I/O口、串行通讯等；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

3、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,C3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

4、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(

5、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,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

6、计数值的求法如下:T65536-N65536-Fi2Fr例如: 设K65536, F1000000Fi1MHz, 求低音DO(261Hz).中音DO (523Hz). 高音的DO (1046Hz)的计算值.T65536-N65536-Fi2Fr65536-10000002Fr65536-500000/Fr低音DO的 T65536-500000/26263627中音DO的 T65536-500000/52364580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)音符

7、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 SI98865030# 4 FA#37064185高 1 DO104665058低 5 SO39264260# 1 DO#110965085# 5 SO#41564331高 2 RE117565110低 6 LA44064400# 2 RE#12456513

8、4# 646664463高 3 M131865157低 7 SI49464524高 4 FA139765178中1 DO52364580# 4 FA#148065198# 1 DO#55464633高 5 SO156865217中 2 RE58764684# 5 SO#166165235# 2 RE#62264732高 6 LA176065252中 3 M65964777# 6186565268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为节拍与节拍码的对照.如果1拍为0.4秒,1/4拍是0.1

9、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 数节 拍 码节 拍 数11/4 拍11/8 拍22/4 拍21/4 拍33/4 拍33/8 拍41 拍41/2 拍51又1/4 拍55/8 拍61又1/2 拍63/4 拍82 拍81 拍A2又1/2 拍A1又1/4 拍C3 拍C1又1/2 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曲 调 值DELAY调

10、4/4125 毫秒调 4/462 毫秒调 3/4187 毫秒调 3/494 毫秒调 2/4250 毫秒调 2/4125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TABLE处.表4 简谱对应的简谱码.T值. 节拍数简 谱发 音简 谱 码T 值节 拍 码节 拍 数5低音 SO16426011/4 拍6低音 LA26440022/4 拍7低音 TI36452433/4 拍1中音 DO46458041 拍2中音 RE5

11、6468451又1/4 拍3中音 MI66477761又1/2 拍4中音 FA76482082 拍5中音 SO864898A2又1/2 拍6中音 LA964968C3 拍7中音 TIA65030F3又3/4 拍1高音 DOB650582高音 REC651103高音 MID651574高音 FAE651785高音 SOF65217不发音0四、软件设计软件设计思路汇编程序： ORG 0000H JMP START ORG 0003H AJMP INT0_INT ORG 000BH JMP T0INT ORG 0013H JMP INT1_INT ORG 0040H START: MOV SP, #

12、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+DPTR MOV R2, A JZ END0 ANL A, #0FH MOV R5, A MOV A,R2 SWAP A ANL A, #0FH J

13、NZ SING CLR TR0 LJMP D1 SING: DEC A RL A MOV 22H, A MOV DPTR, #TABLE1 MOVC A, A+DPTR MOV TH0, A MOV 21H, A MOV A, 22H INC A MOVC A, A+DPTR MOV TL0, A MOV 20H, A SETB TR0 D1: ACALL DELAY INC 30H LJMP NEXT END0: CLR TR0 JMP START0 RET T0INT: PUSH ACC PUSH PSW MOV TL0, 20H MOV TH0, 21H CPL P1.0 POP PSW

14、 POP ACC RETI INT0_INT: PUSH ACC PUSH PSW INC 27H LCALL LED MOV A, 27H CJNE A, #01, Z1 MOV DPTR, #TABLE MOV 28H, DPH MOV 29H, DPL MOV 30H, #00H JMP Z4 Z1: MOV A, 27H CJNE A, #02, Z2 MOV DPTR, #TABLE2 MOV 28H, DPH MOV 29H, DPL MOV 30H, #00H JMP Z4 Z2: MOV A, 27H CJNE A, #03, Z3 MOV DPTR, #TABLE3 MOV

15、28H, DPH MOV 29H, DPL MOV 30H, #00H JMP Z4 Z3: MOV A, 27H CJNE A, #04, Z4 MOV DPTR, #TABLE4 MOV 28H, DPH MOV 29H, DPL MOV 30H, #00H MOV 27H, #00H JMP Z4 Z4: POP PSW POP ACC RETIINT1_INT:PUSH ACC PUSH PSW CLR P1 POP PSW POP ACC RETI LED:MOV DPTR,#XIANSHI MOV A,27H MOVC A,A+DPTR MOV 50H,A MOV P0,A RET

16、DELAY: MOV R7,#02H ;125MSD2: MOV R4,#248D3: MOV R3,#248 DJNZ R3,$ DJNZ R4,D3 DJNZ R7,D2 DJNZ R5,DELAY RETTABLE1: DW 64021,64103,64260,64400 DW 64524,64580,64684,64777 DW 64820,64898,64968,65030TABLE: ;1 DB 42H,82H,82H,82H,84H,02H,72H DB 62H,72H,62H,52H,48H DB 0B2H,0B2H,0B2H,0B2H,0B4H,02H,0A2H ;2 DB

17、12H,0A2H,0D2H,92H,88H DB 82H,0B2H,0B2H,0A2H,84H,02H,72H DB 62H,72H,62H,52H,44H,02H,12H ;3 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,04H,12H DB 2CH DB

18、 74H,94H,98H DB 84H,72H,82H,98H DB 72H,82H,92H,72H,72H,62H,42H,22H DB 3CH DB 64H,42H,62H,94H,04H,82H DB 74H,94H,68H DB 64H,32H,42H,54H,04H,12H DB 2CH 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 0B2H,0B2H,62H

19、,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 22H,31H,41H,31H,21H,0A2H,0B4H DB 22H,31H,41H,31H,21H,0A2H,0B4H DB 0A2H,21H,32H,42H,62H,61H,41H,62H,71H DB 42H,41H,61H,42H,32H,22H,31H,21H,0A2H DB 42H,41H,61H,42H,32H,22H,31H,21H,0A2H DB 42H,41H,61H,4

20、2H,32H,22H,31H,21H,0A2H DB 62H,61H,42H,62H,71H,61H,72H,62H,71H DB 62H,61H,71H,32H,42H,64H DB 00HTABLE3: 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,0d2HDB 82H,82H,82H,92H,02H,82H,82H,0d2HDB

21、 0c4H,84H,0d4H,92H,0d2HDB 82H,0d2H,82H,92H,98HDB 04H,94H,88HDB 04H,94H,88HDB 04H,94H,88HDB 04H,94H,88H,04HDB 32H,32H,22H,12H,02H,92H,12H,92HDB 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 32H,32H,22H,12H,02H,92H,12H,92HDB 32H

22、,32H,22H,12H,02H,92H,12H,22HDB 54H,44H,32H,22H,12H,92HDB 00TABLE4:DB 02H,82H ;月亮代表我的心DB 16H,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,8

23、2HDB 3CH,54HDB 36H,22H,14H,54HDB 0ACH,92H,0A2HDB 16H,12H,14H,22H,32HDB 2CH,02H,82HDB 16H,32H,56H,12HDB 0A6H,32H,56H,52HDB 66H,72H,0B6H,62HDB 62H,52H,58H,32H,22HDB 16H,12H,14H,32H,22HDB 16H,12H,14H,22H,32HDB 26H,92H,0A4H,12H,22HDB 1CHDB 00XIANSHI: 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。高等教育出版社。附录：原理图：