数字音乐盒的设计.docx

1、数字音乐盒的设计 单片机原理与接口技术 课 程 设 计成绩评定表设计课题 ： 数字音乐盒的设计 学院名称 ： 电气工程学院 专业班级 ： _学生姓名 ： _学 号 ： 指导教师 ： 王黎、臧海河、周刚 设计地点 ： 31-630 设计时间 ： 2012-12-172012-12-28 指导教师意见：成绩: 签名： 年 月 单片机原理与接口技术 课 程 设 计课程设计名称： 数字音乐盒的设计 专 业 班 级 ： 学 生 姓 名 ： 学 号 ： 指 导 教 师 ： 王黎、 臧海河、周刚 课程设计地点： 31-630 课程设计时间： 2012-12-172012-12-28 单片机原理与接口技术 课

2、程设计任务书学生姓名专业班级学号题 目数字音乐盒的设计课题性质工程设计课题来源自拟指导教师 王黎、臧海河、周刚主要内容（参数）89c51数字音乐盒：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，从而演奏乐曲(最少三首乐曲,每首不少于30秒)。2采用LCD显示信息,显示乐曲编号,播放时间或剩余时间,开机时有英文欢迎提示字符。3. 可通过功能键选择乐曲,暂停,播放。任务要求（进度）第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。第5-6天：软件设计，

3、编写程序。第7-8天：实验室调试。第9-10天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅合理。主要参考资料1 吴亦峰,陈德伟，单片机原理与接口技术，北京：电子工业出版社，2010年11月 2 黄智伟 全国大学生电子设计竞赛系统设计M，北京：北京航空航天大学出版社，2006.6. 3 黄智伟 凌阳单片机课程设计指导M，北京：北京航空航天大学出版社，2006.11. 4 李广弟，朱月秀，王秀山.单片机基础M，北京：北京航空航天大学出版社，2001.7.审查意见系（教研室）主任签字 月 日1. 概述 本设计是以AT89C51芯片的电路为基础，外部加上放音

4、设备，以此来实现音乐演奏控制器的硬件电路，通过软件程序来控制单片机内部的定时器使其演奏出优美动听的音乐。1.1 设计任务设计一个基于单片机的音乐盒，利用按键切换演奏出不同的乐曲。蜂鸣器发出某个音调，使用两个按键，一个用来选择上一首歌曲，另一个切换下一首歌曲。1.2 设计内容用单片机设计一个音乐盒。功能如下：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，从而演奏乐曲(最少三首乐曲,每首不少于30秒)。2采用LCD显示信息,显示乐曲编号,播放时间或剩余时间,开机时有英文欢迎提示字符。3. 可通过功能键选择乐曲,暂停,播放。2. 系统总体方案介绍2.1 系统组成系统组成框图如图2.1

5、所示图 2.1 系统组成框图2.1.1控制器选择AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。引脚如图2.1所示主要特性：与MCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定128*8位内部RAM32可编程I/O线两个

6、16位定时器/计数器5个中断源 图2.2 89c51引脚图可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路 音频输出部分整个输出部分由一个蜂鸣器/喇叭组成，原理图如右图所示：用P3.0口控制蜂鸣器。输出显示电路如图2.3所示：图图2.3输出显示电路 3. 硬件设计当键盘有键按下时，判断键值，启动计数器T0，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T1，显示乐曲播放的时间，并驱动LCD,显示歌曲号及播放时间。也可在LED显示歌曲号。 3.1 按键电路设计按键电路如图3.1所示：P1.0-P1.5控制按键，其中P1.0-P1.1扫描行，P1.4-P1.5扫描列。图3.1

7、按键电路 3.2 LCD显示电路设计与原理LCD显示电路如图3.2所示,文字型LCD(162)的D0-D07端口与AT89C51端口P0.0-P0.7相连接VSS与VEE两端接地。P2.0-P2.2作为LCD的RS,R/W,E的控制信号。用P0.0-P0.7作为LCD的D0-D7的控制信号。图3.2 LCD显示电路 3.3 时钟振荡电路AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或者陶瓷谐振器一起构成自然振荡器。外接石英晶体及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。振荡

8、器电路入图3.3所示：图3.3 单片机内部时钟电路4.软件设计4.1 主程序流程图主程序流程图如图4.1所示。 4.1主程序流程图LCD显示流程图如图4.2所示图4.2 LCD显示流程图5 调试5.1 检查硬件连接在PROTUES检查各硬件管脚是否连接正确，线路逻辑是否正确，例如：晶振电路的连接，复位电路是否设计正确。5.2 检查软件系统1根据系统的原理结构检查各流程图是否正确，再根据流程图来检查程序是否也正确。2将所有程序组织起来，在软件环境下运行，检查程序是否正确。通过对硬件和软件系统的认真检查，反复测试，如果没有出现问题即可把源程序编译成HEX文件装载到单片机中，对硬件进行仿真。5.3

9、测试结果5.3.1总体运行图图5.1 系统总体运行图6. 课程设计体会这学期学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。 在一个好的氛围里才能踏下心来做东西，在这一段时间里，同学们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

10、要。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。对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这

11、次课程设计必将成为为我人生旅途上一个非常美好的回忆在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！参考文献 1 吴亦峰,陈德伟，单片机原理与接口技术，北京：电子工业出版社，2010年11月 2 黄智伟 全国大学生电子设计竞赛系统设计M，北京：北京航空航天大学出版社，2006.6. 3 黄智伟 凌阳单片机课程设计指导M，北京：北京航空航天大学出版社，2006.11. 4 李广弟，朱月秀，王秀山.单片机基础M，北京：北京航空航天大学出版社，2001.7. 5 赵曙光，郭万有，杨颂华.可编程逻辑器件原理开发

12、与应用M,西安：西安电子科技大学， 2000. 6 候伯亨.VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计M, 西安：西安电子科技大学出版社， 1999. 7 康华光. 模拟电子技术基础(第四版)M, 武汉：华中理工大学出版社，1999。附录A 系统原理图系统原理图附录B 程序源代码及注释RS BIT P2.0 ;定义液晶显示端口标号RW BIT P2.1E BIT P2.2;*L50MS EQU 60H L1MS EQU 61HL250MS EQU 62HSEC EQU 65HMIN EQU 64HHOU EQU 63HORG 0000H ;*LJMP MAINORG 000BHLJMP TT0OR

13、G 001BHLJMP T1INTORG 1000HMAIN: ;-;液晶初始化MOV SP,#70H ;设置堆栈指针MOV P0,#01H ;清屏CALL ENABLE ;调用延时程序MOV P0,#38H ;8位，2行显示LCALL ENABLEMOV P0,#0FH ;屏显ON，光标ON,闪烁ONLCALL ENABLEMOV P0,#06H ;计数地址加1，显示幕ONLCALL ENABLE;-内存初始化LCALL INITIL ;-KEY1:LCALL KEYLCALL MODD LJMP KEY1;-键盘扫描KEY:NOPNOPLCALL KSJNZ K1 ;有按键转到K1LCAL

14、L KAIJILCALL SOPXN:LJMP KEYK1:LCALL MODDLCALL MODDLCALL KSJNZ K2LJMP KEYK2:MOV R2,#0FEH ;读键盘MOV R4,#00HK3:MOV A,R2MOV P1,AMOV A,P1JB ACC.4,L1 ;为1跳转，第一行无按键MOV A,#00HLJMP LKL1:JB ACC.5,NEXT1MOV A,#0CH;-LK:ADD A,R4PUSH ACCK4:LCALL DELAY1 ;若同时有其他按键，则等待LCALL KSJNZ K4;-MOV R3,#07H CLR AMOV R0,#30HMOV R1,#

15、31HMM1:MOV A,R1MOV R0,AINC R0INC R1DJNZ R3,MM1POP ACCMOV R0,A RET;-NEXT1:INC R4 ;-列扫描MOV A,R2JNB ACC.3,N2LJMP N1N2:LJMP KEYN1:RL AMOV R2,ALJMP K3;-KS:MOV A,#0F0H ;判断P1口MOV P1,ANOPNOPMOV A,P1CPL AANL A,#0F0HRET;-DELAY1:SETB RS0DL:MOV R5,#0AHDL2:MOV R6,#63DL3:NOP NOPDJNZ R6,DL3DJNZ R5,DL2 CLR RS0 RET;

16、- ;30H-37H初值为零;-INITIL: MOV R3,#08HMOV R0,#30HM1:MOV R0,#00HINC R0DJNZ R3,M1 RET;-;显示 ;-MODD: MOV P0,#8EHLCALL ENABLE MOV A,37HMOV DPTR,#TABLE3 MOVC A,A+DPTRLCALL WRITE2 RET;-;开机提示字;-KAIJI:MOV A,37HCJNE A,#0FH,DFFMOV P0,#80H ;设光标地址 LCALL ENABLEMOV DPTR,#TABLE1;写数据LCALL WRITE1 DFF:RET;-;按键值播放歌曲;-SOP:

17、MOV A,37HCJNE A,#01H,A11LCALL MODDMOV 52H,#HIGH TABLE10MOV 53H,#LOW TABLE10LCALL INITILE2LCALL MAIN0A11:CJNE A,#02H,A22LCALL MODDMOV 52H,#HIGH TABLE20MOV 53H,#LOW TABLE20 LCALL INITILE2 LCALL MAIN0A22:CJNE A,#03H,AAALCALL MODDMOV 52H,#HIGH TABLE30MOV 53H,#LOW TABLE30 LCALL INITILE2 LCALL MAIN0 AAA:R

18、ET ;*INITILE2:MOV L50MS,#20MOV L1MS,#00HMOV L250MS,#00HMOV SEC,#00HMOV MIN,#00HMOV HOU,#00HMOV A,HOUMOV B,#10DIV ABADD A,#30H ;将BCD吗转化为ASIIC码MOV P0,#0C8H ;显示小时十位CALL ENABLECALL WRITE2MOV A,BADD A,#30HMOV P0,#0C9H ;显示小时个位CALL ENABLECALL WRITE2MOV A,#3AHMOV P0,#0DH ;显示冒号CALL ENABLECALL WRITE2MOV A,MIN

19、MOV B,#10DIV ABADD A,#30HMOV P0,#0CBH ;显示分十位CALL ENABLECALL WRITE2MOV A,BADD A,#30HMOV P0,#0CCH ;显示分个位CALL ENABLECALL WRITE2MOV A,#3AHMOV P0,#0CDH ;显示冒号CALL ENABLECALL WRITE2MOV A,SECMOV B,#10DIV ABADD A,#30H MOV P0,#0CEH ;显示秒十位CALL ENABLECALL WRITE2MOV A,BADD A,#30HMOV P0,#0CFH ;显示秒个位CALL ENABLECAL

20、L WRITE2MOV P0,#0C0H ;设光标地址 CALL ENABLEMOV DPTR,#TABLE2;写数据CALL WRITE1 RET;*写指令ENABLE: CLR RSCLR RWCLR ELCALL DELAY SETB ERET;*写数据WRITE1:MOV R1,#00HA1:MOV A,R1MOVC A,A+DPTRCALL WRITE2INC R1CJNE A,#0FEH,A1 ;未到字符串末尾继续RETWRITE2:MOV P0,ASETB RSCLR RWCLR ECALL DELAYSETB ERET;*延时DELAY:MOV R4,#05D1:MOV R5,

21、#0FFHDJNZ R5,$DJNZ R4,D1RET ;-显示开机，查表TAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8HDB 80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EHTAB1:DB 89H,86H,0C7H,0C7H,0C0HTAB2:DB 0C6H,88H,0C0HTABLE1:DB WELCOME! ,0FEHTABLE2:DBDFF WB ,0FEHTABLE4:DB CAU,0FEHTABLE3:DB 30H,31H,32H,33H DB 34H,35H,36H,37H ;-;播放歌曲程序;-MAIN0:MOV TMOD

22、,#11HMOV IE,#8AH MOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0H LCALL KSJNZ TTM12 MOV 40H,#00H;-NEXT20:MOV A,40HMOV DPH,52HMOV DPL,53HMOVC A,A+DPTRMOV R2,AJZ STOPANL A,#0FHMOV R1,AMOV A,R2SWAP AANL A,#0FHJNZ SINGCLR TR0JMP W1;-SING:DEC AMOV 22H,ARL AMOV DPTR,#TABLE00MOVC A,A+DPTRMOV TH0,AMOV 21H,AMOV A,22HRL AINC AMOVC

23、A,A+DPTRMOV TL0,AMOV 20H,ASETB TR0SETB TR1W1:LCALL DELAY30INC 40HLCALL KS ;-有键跳出JNZ STOPLJMP NEXT20;-STOP:CLR TR0CLR TR1LJMP MAIN0 ;-TTM12:LCALL K2MOV A,37HCJNE A,#0EH,TTM13CLR TR1LCALL DELAY1TTM120:LCALL KSLCALL DELAY1JZ TTM120LCALL K2MOV A,37HCJNE A,#0EH,TTM120SETB TR1LJMP NEXT20TTM13:CJNE A,#0CH,TTM14MOV A,52HINC AMOV 52H,AMOV A,53HINC AMOV 53H,AMOV A,36HINC AMOV 37H,ALJMP TTM2TTM14:CJNE A,#0DH,TTM2MOV A,52HDEC AMOV 52H,AMOV A,53HDEC AMOV 53H,AMOV A,36HDEC AMOV 37H,A;- TTM2:RET;*;定时器中断子程序0;*TT0:PUSH ACCPUSH PSWMOV TL0,20HMOV TH0,21HCPL P3.0POP PSWPOP ACCRETI;*