单片机的音乐盒设计(C程序)[推荐]

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单片机音乐盒

1概述

本设计是以AT89C51芯片的电路为基础,外部加上放音设备,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。用户可以按照自己的喜好选择音乐并将其转化成机器码存入单片机的存储器中。对于不同型号的单片机只需要相应的改变一下地址即可。该软、硬件系统具有很好的通用性,很高的实际使用价值,为广大的单片机和音乐爱好者提供了很好的借鉴。

1.1 课题意义

音乐盒的起源,可追溯至中世纪欧洲文艺复兴时期。当时为使教会的钟塔报时,而将大小的钟表装上机械装置,被称为“可发出声音的组钟”。音乐盒有着300多年的发展历史,是人类文明发展的历史见证。

传统的音乐盒多是机械音乐盒,其工作原理是通过齿轮带动一个带有铁钉的铁桶转动,铁桶上的铁钉撞击铁片制成的琴键,从而发出声音。但是,机械式的音乐盒体积比较大,比较笨重,且发音单调。水、灰尘等外在因素,容易使内部金属发音条变形,从而造成发音跑调。另外,机械音乐盒放音时为了让音色稳定,必须放平不能动摇,而且价格昂贵,不能实现大批量生产。

本文设计的音乐盒,是基于单片机设计制作的电子式音乐盒。与传统的机械式音乐盒相比更小巧,音质更优美且能演奏和弦音乐。电子式音乐盒动力来源是电池,制作工艺简单,可进行批量生产,所以价格便宜。基于单片机制作的电子式音乐盒,控制功能强大,可根据需要选歌,使用方便。根据存储容量的大小,可以尽可能多的存储歌曲。另外,可以设计彩灯外观效果,使音乐盒的功能更加丰富。

1.2设计方案

设计一个基于AT89C51系列单片机的音乐盒,利用按键切换演奏出不同的乐曲。蜂鸣器发出某个音调,与之相对应的LED亮起。使用两个按键,一个用来切换歌曲,另一个切换八路LED的变化花样。

1.3研究内容

1)电路有两种工作模式:演奏音乐模式和花样灯模式。

演奏音乐模式:演奏完整的一首的歌曲,八路LED随着音乐变化。

花样灯模式:八路LED变化出各种花样,蜂鸣器随着发出“嘀嘀”声

2)按下按键1进入演奏音乐模式,再按切换歌曲,共两首歌曲。

3)按下按键2进入花样灯模式,再按切换LED花样,共三种花样。

此电路的程序只占用了1K左右,可编制更多的音乐和LED花样,使系统的功能更加强大。

2 系统总体方案介绍

2.1 系统组成框图

音乐盒的系统结构以A T89C51单片机位控制核心,加上2个按键、时钟复位电路、蜂鸣器、LED 模块组成。单片机负责接收按键的输入,根据输入控制音乐播放曲目和音乐花样灯的显示样式以及蜂鸣器发音。系统组成框图如图2.1所示。

图2.1 系统组成框图

2.2 音乐盒的功能结构图

音乐盒的功能结构如图2.2所示。Key1负责切换播放歌曲,播放歌曲共2首,分别是挥着翅膀的女孩和寂寞沙洲冷。Key2负责切换LED显示花样,显示花样共3种,第一种顺序显示,第二种由两边向中间移动然后向两边移动,第三种循环显示。

图2.2 音乐盒功能结构图

3硬件设计

3.1总体设计框图

图3.1总体设计框图

3.2各部分硬件设计及其原理

3.3 硬件电路图及功能

总体硬件电路实现功能如下,如图3.4所示

1)电路中用P3.2、P3.3控制按键。

2)P1.0~P1.7控制LED。

3)P2.3控制蜂鸣器。

4)电路为12MHZ晶振频率工作,起振电路中C1、C2均为30PF。

图3.4 硬件电路图

4软件设计

在本程序中设置了两个标志——count1和count2,分别初始化为1和0。按键1使得count1在1和2之间切换,按键2使得count2在1~4之间切换。程序检测count1的值,count1等于1时播放第一首歌曲,等于2时播放第二首。另一方面根据count2的值来切换LED的花样。count1和count2的值是互斥的,设置count1等于1、2时,count2同时设置为0;设置count2等于1~4时,count1也同时设置为0。

4.1 音调、节拍以及编码的确定方法

一般说来,单片机演奏音乐基本都是单音频率,它不包含相应幅度的谐波频率,也就是说不能像电子琴那样能奏出多种音色的声音。因此单片机奏乐只需弄清楚两个概念即可,也就是“音调”和节拍表示一个音符唱多长的时间。

4.1.1 音调的确定

不同音高的乐音是用C、D、E、F、G、A、B来表示,这7个字母就是音乐的音名,它们一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI,即唱成简谱的1、2、3、4、5、6、7,相当于汉字“多来米发梭拉西”的读音,这是唱曲时乐音的发音,所以叫“音调”,即Tone。把C、D、E、F、G、A、B这一组音的距离分成12个等份,每一个等份叫一个“半音”。两个音之间的距离有两个“半音”,就叫“全音”。在钢琴等键盘乐器上,C–D、D–E、F–G、G–A、A–B两音之间隔着一个黑键,他们之间的距离就是全音;E–F、B–C两音之间没有黑键相隔,它们之间的距离就是半音。通常唱成1、2、3、4、5、6、7的音叫自然音,那些在它们的左上角加上﹟号或者b号的叫变化音。﹟叫升记号,表示把音在原来的基础上升高半音,b叫降记音,表示在原来的基础上降低半音。例如高音DO的频率(1046Hz)刚好是中音DO的频率(523Hz)的一倍,中音DO的频率(523Hz)刚好是低音DO频率(266 Hz)的一倍;同样的,高音RE的频率(1175Hz)刚好是中音RE的频率(587Hz)的一倍,中音RE的频率(587Hz)刚好是低音RE频率(294 Hz)的一倍。

1)要产生音频脉冲,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。利用定时器计时这半个周期时间,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AT89C51的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下,改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法。

此外结束符和休止符可以分别用代码00H和FFH来表示,若查表结果为00H,则表示曲子终了;若查表结果为FFH,则产生相应的停顿效果。

3)例如频率为523Hz,其周期T=1/523=1912us,因此只要令计数器计时956us/1us=956,在每次技术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:

N=Fi÷2÷Fr

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:

T=65536-N=65536-Fi÷2÷Fr

例如:设K=65536,F=1000000=Fi=1MHz,球低音DO(261Hz)。中音DO(523Hz)。高音的DO(1046Hz)的计算值

T=65536-N=65536-Fi÷2÷Fr=65536-1000000÷2÷Fr=65536-500000/Fr

低音DO的T=65536-500000/262=63627

低音DO的T=65536-500000/523=64580

低音DO的T=65536-500000/1047=65059

5)C调各音符频率与计数值T的对照表如表4.1所示。

表4.1 C调各音符频率与计数值T的对照表

低音频率T 参数中音频率T 参数高音频率T 参数

Do 262 1908 229 Do 523 956 115 Do 1046 57 57

Do﹟277 1805 217 Do﹟554 903 108 Do﹟1109 54 54

Re 294 1701 204 Re 587 852 102 Re 1175 51 51

Re﹟311 1608 193 Re﹟622 804 97 Re﹟1245 48 48

Mi 330 1515 182 Mi 659 759 91 Mi 1318 45 45

Fa 349 1433 172 Fa 698 716 86 Fa 1397 43 43

Fa﹟370 1351 162 Fa﹟740 676 81 Fa﹟1480 41 41

So 392 1276 153 So 784 638 77 So 1568 38 38

So﹟415 1205 145 So﹟831 602 72 So﹟1661 36 36

La 440 1136 136 La 880 568 68 La 1760 34 34

La﹟464 1078 129 La﹟932 536 64 La﹟1865 32 32

Si 494 1012 121 Si 988 506 61 Si 1976 30 30

4.1.2 节拍的确定

若要构成音乐,光有音调是不够的,还需要节拍,让音乐具有旋律(固定的律动),而且可以调节各个音的快慢度。“节拍”,即Beat,简单说就是打拍子,就像我们听音乐不自主的随之拍手或跺脚。若1拍实0.5s,则1/4 拍为0.125s。至于1拍多少s,并没有严格规定,就像人的心跳一样,大部分人的心跳是每分钟72下,有些人快一点,有些人慢一点,只要听的悦耳就好。音持续时间的长短即时值,一般用拍数表示。休止符表示暂停发音。

一首音乐是由许多不同的音符组成的,而每个音符对应着不同频率,这样就可以利用不同的频率的组合,加以与拍数对应的延时,构成音乐。了解音乐的一些基础知识,我们可知产生不同频率的音频脉冲即能产生音乐。对于单片机来说,产生不同频率的脉冲是非常方便的,利用单片机的定时/计数器来产生这样的方波频率信号。因此,需要弄清楚音乐中的音符和对应的频率,以及单片机定时计数的关系。

表4.2节拍与节拍码对照

节拍码节拍数节拍码节拍数

1 1/4拍 1 1/8拍

2 2/4拍 2 1/4拍

3 3/4拍 3 3/8拍

4 1拍 4 2/1拍

5 1又1/4拍 5 5/8拍

6 1又1/2拍 6 3/4拍

8 2拍8 1拍

A 2又1/2拍 A 1又1/4拍

C 3拍 C 1又1/2拍

F 3又3/4拍

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,图5.2为节拍码的对照。如果1拍为0.4秒,1/4拍实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,如图5.3为1/4和1/8节拍的时间设定。

表4.3 1/4和1/8节拍的时间设定

曲调值DELAY 曲调值DELAY

调4/4 125毫秒调4/4 62毫秒

调3/4 187毫秒调3/4 94毫秒

调2/4 250毫秒调2/4 125毫秒

4.1.3 编码

do re mi fa so la si分别编码为1~7,重音do编为8,重音re编为9,停顿编为0。播放长度以十六分音符为单位(在本程序中为165ms),一拍即四分音符等于4个十六分音符,编为4,其它的播放时间以此类推。音调作为编码的高4位,而播放时间作为低4位,如此音调和节拍就构成了一个编码。以0xff作为曲谱的结束标志。

举例1:音调do,发音长度为两拍,即二分音符,将其编码为0x18。

举例2:音调re,发音长度为半拍,即八分音符,将其编码为0x22

歌曲播放的设计。先将歌曲的简谱进行编码,储存在一个数据类型为unsigned char的数组中。程序从数组中取出一个数,然后分离出高4位得到音调,接着找出相应的值赋给定时器0,使之定时操作蜂鸣器,得出相应的音调;接着分离出该数的低4位,得到延时时间,接着调用软件延时。

表4.4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SO 1 64260 1 1/4拍

6 低音LA 2 64400 2 2/4拍

7 低音TI 3 64524 3 3/4拍

1 中音DO 4 64580 4 1拍

2 中音RE 5 64684 5 1又1/4拍

3 中音MI 6 64777 6 1又1/2拍

4 中音FA 7 64820 8 2拍

5 中音SO 8 64898 A 2又1/2拍

6 中音LA 9 64968 C 3拍

7 中音TI A 65030 F 3又3/4拍

1 高音DO B 65058

2 高音RE C 65110

3 高音MI D 65157

4 高音FA E 65178

5 高音SO F 65217

4.2 软件程序设计

4.2.1 程序流程图及相应代码块

主程序流程图

图4.1 主程序流程图主程序代码:

main()

{ uchar x;

count1=0;//流水灯无花样

count2=1;//唱第一首歌

P34=0;//选取矩阵键盘的一列

EA=1;//开总中断

EX0=1;//开外部中断0

IT0=1;//外部中断0下降沿触发方式

EX1=1;//开外部中断1

IT1=1;//外部中断1下降沿触发方式

TMOD=0x01;//定时器0工作在方式1

TH0=0;

TL0=0;

ET0=1;

while(1)

{

if(count1!=0) //音乐停止,花样灯开始按照花样闪烁{

switch(count1)

{

case 1:

for(x=0;x<14;x++)

{

duan=1;

P1=huayang1[x];

beep();

delay1(300);

duan=0;

if(count1!=1)

break;

}

break;

case 2:

for(x=0;x<14;x++)

{

duan=1;

P1=huayang2[x];

beep();

delay1(300);

duan=0;

if(count1!=2)

break;

}

break;

case 3:

for(x=0;x<16;x++)

{

duan=1;

P1=huayang3[x];

beep();

delay1(300);

duan=0;

if(count1!=3)

break;

}

break;

}

}

else

{

song();

delay1(1000);

}

}

}

播放音乐子程序流程图

图4.2 播放音乐子程序流程图

播放音乐子程序代码:

void song()

{

uint temp;

uchar jp;//jp是简谱

i=0;

while(1)

{ if(count2==0)

{

break;

}

if(count2==1) //选曲

temp=qnzl[i]; // 播放千年之恋if(count2==2)

temp=jmszl[i]; // 播放寂寞沙洲冷if(temp==0xff) //结束标志

break;

jp=temp/16; //取数的高4位

duan=1;

P1=yinyue[jp];

duan=0;

if(jp!=0)

{

timeh=cuzhi[jp*2];

timel=cuzhi[jp*2+1];

}

else

{

TR0=0;

fm=1;//关蜂鸣器

}

delay(temp%16); //取数的低4位

TR0=0; //唱完一个音停10MS

fm=1;

delay1(10);

TR0=1;

i++;

}

TR0=0;

fm=1;

}

延时程序代码:

void delay(uint z) //延时165MS,即十六分音符

{ uint x,y;

for(x=z;x>0;x--)

for(y=19000;y>0;y--);

}

void delay1(uint z) //延时1MS { uint x,y;

for(x=z;x>0;x--)

for(y=112;y>0;y--);

}

4.2.2 程序源代码(见附录A)

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 测试结果

5.3.1.总体运行图

图5.1 系统总体运行图

5.3.2.花样灯3种花样图

由于截图只能看到静态图,不能看到整体图样,下面画图说明:

图5.2 花样灯

(1)第一种花样灯显示方式为:从D1移向D2,然后D1熄灭,再从D2移向D3,然后D2熄灭,以此类推,往复循环。

图5.2 第一种花样

(2)第二种花样灯显示方式为:从两边向中间移动,首先从D1移向D8,再从D8移向D2,以此类推,往复循环。具体如图5.3。

图5.3 第2种花样

(3)第三种花样灯显示方式为:从D1移向D2,然后D1熄灭,再从D2移向D3,然后D2熄灭,以此往复循环。与第一种方式的不同之处为:当D1移向D2时,D1不熄灭,再从D2移向D3时,D2也不熄灭,以此类推。

图5.4 第3中花样

附录A程序源代码及注释

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit duan=P2^6;

sbit key1=P3^2;//按key1可切换花样

sbit key2=P3^3;//按key2可切换歌曲

sbit fm=P3^7;//蜂鸣器连续的IO口

sbit P34=P3^4;//矩阵键盘的一列

uchar code huayang1[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,

0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf};//花样1

uchar code huayang2[]={0x7f,0xfe,0xbf,0xfd,0xdf,0xfb,0xef,0xf7,

0xef,0xfb,0xdf,0xfd,0xbf,0xfe};//花样2

uchar code huayang3[]={0x7f,0x3f,0x1f,0x0f,0x07,0x03,0x01,0x0,

0x80,0xc0,0xe0,0xf0,0xf8,0xfc,0xfe,0xff};

char code huayang4[]={ 0x55,0xaa,0xcc,0x33,0x99,0x66,0x0f,0xf0};

uchar count1;//花样标志

uchar count2;//歌曲标志

uchar timeh,timel,i;

//---------------------------简谱---------------------------------------

//编程规则:字节高位是简谱,低位是持续时间,

//代表多少个十六分音符

//1-7代表中央C调,8-E代表高八度,0代表停顿

//最后的0是结束标志

uchar code qnzl[]={ //千年之恋

0x12,0x22,0x34,0x84,0x74,0x54,0x38,0x42,0x32,0x22,0x42,0x34,0x84,0x72,0x82,0x94,0xA8,0x08, //前奏

0x32,0x31,0x21,0x32,0x52,0x32,0x31,0x21,0x32,0x62,

//竹林的灯火到过的沙漠

0x32,0x31,0x21,0x32,0x82,0x71,0x81,0x71,0x51,0x32,0x22,

//七色的国度不断飘逸风中

0x32,0x31,0x21,0x32,0x52,0x32,0x31,0x21,0x32,0x62,

//有一种神秘灰色的旋涡

0x32,0x31,0x21,0x32,0x83,0x82,0x71,0x72,0x02,

//将我卷入了迷雾中

0x63,0xA1,0xA2,0x62,0x92,0x82,0x52,

//看不清的双手

0x31,0x51,0x63,0x51,0x63,0x51,0x63,0x51,0x62,0x82,0x7C,0x02,

//一朵花传来谁经过的温柔

0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0xA2,0x71,0x76,

//穿越千年的伤痛

0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0x52,0x31,0x36,

//只为求一个结果

0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0xA3,0x73,0x62,0x53,

//你留下的轮廓指引我

0x42,0x63,0x83,0x83,0x91,0x91,

//黑夜中不寂寞

0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0x0A2,0x71,0x76,

//穿越千年的哀愁

0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0x52,0x31,0x36,

//是你在尽头等我

0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0xA3,0x73,0x62,0x53,

//最美丽的感动会值得

0x42,0x82,0x88,0x02,0x74,0x93,0x89,0xff//结束标志

//用一生守候

};

uchar code jmszl[]={ //寂寞沙洲冷

0x12,0x12,0x22,0x32,0x31,0x22,0x21,0x22,

//自你走后心憔悴

0x21,0x31,0x51,0x52,0x31,0x52,0x61,0x15,0x14,

//白色油桐风中纷飞

0x51,0x52,0x31,0x52,0x62,0x13,0x11,0x13,0x32,0x28,0x08,0x28,

//落花似人有情这个季节

0x31,0x32,0x31,0x32,0x11,0x21,0x51,0x52,0x51,0x52,

//河畔的风放肆拼命地吹

0x51,0x51,0x31,0x32,0x31,0x32,0x81,0x72,0x63,

//不断拨弄离人的眼泪

0x62,0x71,0x81,0x72,0x61,0x61,0x52,0x31,0x21,0x32,0x51,0x54,

//那样浓烈的爱再也无法给

0x22,0x12,0x11,0x12,0x11,0x12,0x12,0x14,0x26,0x32,0x26,

//伤感一夜一夜

0x32,0x61,0x51,0x51,0x31,0x31,0x21,0x31,0x51,0x61,0x51,0x31,0x51,

//当记忆的线缠绕过往支离破碎

0x02,0x32,0x81,0x81,0x81,0x81,0x62,0x52,0x34,

//是慌乱占据了心扉

0x31,0x81,0x81,0x81,0x61,0x91,0x82,

//有花儿伴着蝴蝶

0x51,0x51,0x51,0x51,0x31,0x61,0x53,

//孤雁可以双飞

0x21,0x11,0x21,0x11,0x22,0x11,0x21,0x26,

//夜深人静独徘徊

0x32,0x61,0x51,0x51,0x31,0x31,0x21,0x31,0x51,0x61,0x51,0x31,0x51,0x52,

//当幸福恋人寄来红色分享喜悦

0x31,0x31,0x81,0x81,0x81,0x61,0x91,0x81,0x61,0x31,0x56,

//闭上双眼难过头也不敢回

0x32,0x32,0x81,0x81,0x81,0x81,0x91,0x81,0x61,0x81,0x61,0x51,0x31,0x51,0x34, //仍然捡尽寒枝不肯安歇微带着后悔

0x21,0x31,0x51,0x31,0x21,0x11,0x61,0x21,0x16,

//寂寞沙洲我该思念谁

0xff};

//----------------------------简谱音调对应的定时器初值--------------------------- //适合11.0592M的晶振

uchar code cuzhi[]={

0xff,0xff,//占位

0xFC,0x8E,//中央C调1-7

0xFC,0xED,

0xFD,0x43,

0xFD,0x6A,

0xFD,0xB3,

0xFD,0xF3,

0xFE,0x2D,

0xFE,0x47, //高八度1-7

0xFE,0x76,

0xFE,0xA1,

0xFE,0xC7,

0xFE,0xD9,

0xFE,0xF9,

0xFF,0x16

};

uchar yinyue[]={0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f,0x0,0x0};

//将音调转化为对应的LED样式

void delay1(uint z); //延时1MS

void delay(uint z); //延时165MS,即十六分音符

void song();

void beep();//蜂鸣器叫一声

main()

{ uchar x;

count1=0;//流水灯无花样

count2=1;//唱第一首歌

P34=0;//选取矩阵键盘的一列

EA=1;//开总中断

EX0=1;//开外部中断0

IT0=1;//外部中断0下降沿触发方式

EX1=1;//开外部中断1

IT1=1;//外部中断1下降沿触发方式

TMOD=0x01;//定时器0工作在方式1

TH0=0;

TL0=0;

ET0=1;

while(1)

{

if(count1!=0)

{

switch(count1)

{

case 1:

for(x=0;x<14;x++)

{

duan=1;

P1=huayang1[x];

beep();

delay1(300);

duan=0;

if(count1!=1)

break;

}

break;

case 2:

for(x=0;x<14;x++)

{

duan=1;

P1=huayang2[x];

beep();

delay1(300);

duan=0;

if(count1!=2)

break;

}

break;

case 3:

for(x=0;x<16;x++)

{

duan=1;

P1=huayang3[x];

beep();

delay1(300);

duan=0;

if(count1!=3)

break;

}

break;

case 4:

for(x=0;x<8;x++)

{

duan=1;

P1=huayang4[x];

beep();

delay1(300);

duan=0;

if(count1!=4)

break;

}

break;

}

}

else

{

song();

delay1(1000);

}

}

}

void int0() interrupt 0

{

EA=0;//关总中断

delay1(1);//去抖

if(key1==0)

{

count2=0;//不让蜂鸣器唱歌

TR0=0;

count1++;

if(count1==5)

count1=1;

}

EA=1;//开总中断

}

void int1() interrupt 2

{

EA=0;//关总中断

delay1(1);//去抖

if(key2==0)

{

count1=0;//流水灯无花样

TR0=1;

i=0;//从头开始唱

count2++;

if(count2==3)

count2=1;

}

EA=1;//开总中断

}

void timer0() interrupt 1 //用于产生各种音调{

TH0=timeh;

TL0=timel;

fm=~fm;

}

void song()

{

uint temp;

uchar jp;//jp是简谱

i=0;

while(1)

{ if(count2==0)

{

break;

}

if(count2==1) //选曲

temp=qnzl[i];

if(count2==2)

temp=jmszl[i];

if(temp==0xff)

break;

jp=temp/16; //取数的高4位

duan=1;

P1=yinyue[jp];

duan=0;

if(jp!=0)

{

timeh=cuzhi[jp*2];

timel=cuzhi[jp*2+1];

}

else

{

TR0=0;

fm=1;//关蜂鸣器

}

delay(temp%16); //取数的低4位

TR0=0; //唱完一个音停10MS

fm=1;

delay1(10);

TR0=1;

i++;

}

TR0=0;

fm=1;

}

基于51单片机数字音乐盒的设计

单片机实物设计 题目: 单片机音乐盒设计 班级: K0312416-17 姓名:湛俊朱斌杨裕庆 学号:K031241705 K031241632 K031241737

摘要 本设计是一个基于STC89C51RC系列单片机的音乐盒,依据单片机技术原理,通过硬件电路制作以及软件编译,设计制作出一个多功能多功能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。本音乐盒共有四首歌曲,用4个按键控制。播放歌曲时,蜂鸣器发出某个音调。本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试,配合PROTEUS 仿真软件对硬件进行仿真调试,节约了设计时间。 【关键词】STC89C51RC 按键蜂鸣器 LCD1602液晶

目录 前言 ................................................................................................................................. 第一章工作原理 .............................................................................................................. 1.1设计目标 ............................................................................................................... 第二章软件设计与分析................................................................................................... 2.1 软件设计的组成................................................................................................... 2.2 各部分软件分析 ................................................................................................. 2.2.1 延时165MS,即十六分音符子函数 .......................................................... 2.2.2 延时1MS子函数...................................................................................... 2.2.3 定时器0中断子函数 .............................................................................. 2.2.4 播放音乐子函数...................................................................................... 2.5 定时器1中断子函数.................................................................................. 2.6 按键扫描子函数 ......................................................................................... 2.2.7 主函数..................................................................................................... 2.3 总源程序 ............................................................................................................ 第三章软件仿真 .............................................................................................................. 3.仿真图...................................................................................................................... 3.1 元件清单 ............................................................................................................... 总结 ..................................................................................................................................... 参考文献..............................................................................................................................

(完整版)基于51单片机的电子八音盒详细设计步骤

一、设计目的 利用8052单片机结合内部定时器设计一个八音盒,按下单键可以演奏预先设置的歌曲旋律。 二、设计要求 其基本功能为:1,使用LED显示器来显示目前演奏的歌曲编号;2,具有8个按键操作来选择演奏哪一首歌曲;3,内建8首歌曲旋律,按下单键可以演奏歌曲。 三、设计器材 T89C52单片机、晶振、八个按键、二位一体共阳极数码管、电阻电容若干、导线。 四、设计方案及分析 设计思路: (1)选择8052单片机,通过T0定时中断,并配合P2.0引脚输出音频频率。 (2)P2.0引脚输出接蜂鸣器。 (3)通过P0口接LED。 (4)P1口接键盘,输入歌曲号。 音符产生方法: 不同的音调有不同的频率。频率不同,音调也就不同。 利用定时器,使其工作在模式1,定时中断,然后控制P2.0引脚的输出每次取反,就可以在P2.0的引脚输出相应的方波频率。改变计数初值,就改变了频率。定时器的定时时间等于半个周期,定时时间到就输出脉冲取反,重复此过程,就可在P2.0引脚得到一音频的脉冲。 如:中音1的频率=523HZ,周期T=1/523=1912us; 定时器的定时时间为:T/2=1912/2us=956us; 计算得TH0,TL0的计数初值THTL=64580 下面是个音符计数初值

节拍产生方法: 音乐中的节拍用延时时间产生。假设1/4拍执行一次延时程序,这1/2拍就执行两次延时程序,所以只要求出1/4延时时间,其余的节拍就是他的倍数。为方便记谱,将节拍数也进行编码,如下: 建立曲谱编码表: 编谱用8位编码,高4位代表音符,低4位代表节拍。如5 6中音5,中音6,都是1/2拍,则编码为:82H 92H 程序清单: #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define ulong unsigned long sbit SPEAK = P2^0;//接蜂鸣器管脚 uchar th0_f; uchar tl0_f;

课程设计-数字音乐盒

单片机课程设计-数字音乐盒 课程设计要求: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,从而演奏乐曲(最少三首乐曲,每首不少于30秒)2.采用LCD显示信息 3.开机时有英文欢迎提示字符,播放时显示歌曲序号(或名称) 4.可通过功能键选择乐曲,暂停,播放。 5.选作内容:显示乐曲播放时间或剩余时间 硬件电路:本设计中用到了89C51单片机,4*4键盘,蜂鸣器,16*2 LCD,七段 显示数码管LED。 原理说明: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,并动LCD,显示歌曲号及播放时间。也可在LED显示歌曲号。 (1)硬件电路中用P1.0~P1.7控制按键,其中P1.0~P1.3扫描行,P1.4~P1.7扫描列。 (2)用P0.0~P0.7,P2.0~P2.7控制LED,其中P0.0~P0.7控制七段码a,b,c,d,e,f,g,用P2.0~P2.7为数码管位选信号。 (3)用,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。 (4)用P3.7口控制蜂鸣器。 (5)电路为12MHZ晶振频率工作,起振电路中C1,C2均为30pf。

电路图: 【试验时请仔细阅读后文说明!此图仅为我站制作,并不代表原作者意愿;若您制作成功,望在网络推广。】实验控制流程图如下:

S BIT P2.0 ;定义液晶显示端口标号 RW BIT P2.1 E BIT P2.2 ;******************************************** L50MS EQU 60H L1MS EQU 61H L250MS EQU 62H SEC EQU 65H MIN EQU 64H HOU EQU 63H ;******************************************* org 0000h ljmp main ORG 000BH LJMP TT0 ORG 001BH LJMP T1INT org 1000h main: ;-----------------------;液晶初始化 MOV SP,#70H MOV P0,#01H ;清屏 CALL ENABLE MOV P0,#38H ;8位,2行显示

基于单片机STC89C52的数字音乐盒设计.doc

基于单片机STC89C52的数字音乐盒设计 一、引言 1.1设计的目的 通过课程设计,让学生熟悉单片机微机应用系统开发、研制的过程,软硬件设计的工作方法、工作内容、工作步骤。对学生进行基本技能训练,例如:组成系统、编程、调试、查阅资料、焊接电路板等。使学生理论联系实际,提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。 1.2 设计的基本要求 (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,从而演奏不同的乐曲(至少3首歌曲); (2)采用七段数码管显示当前播放的歌曲序号; (3)可通过功能键选择乐曲,暂停,播放,上一首,下一首; 扩展功能:利用一个循环跟每一个音调同步,每改变一个音调就变换一下彩灯,从而实现音乐控制彩灯的功能。 二、总体设计 2.1基本工作原理 1、播放音乐的原理 发音原理:播放一段音乐需要的是两个元素,一个是音调,另一个是音符。首先要了解对应的音调,音调主要由声音的频率决定,同时也与声音强度有关。对一定强度的纯音,音调随频率的升降而升降;对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降,高频纯音的音调却随强度增加而上升。另外,音符的频率有所不同。基于上面的内容,这样就对发音的原理有了一些初步的了解。 音符的发音主要靠不同的音频脉冲。利用单片机的内部定时器/计数器0,使其工作在模式1,定时中断,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、音符频率的产生 音符及定时器的初值: 例如:中音1(DO )的音频=523HZ,周期T=1/523s=1912s μ 定时器/计数器0的定时时间为:T/2=1912/2s μ=956s μ 定时器956s μ的计数值=定时时间/机器周期=956s μ/1s μ=956(时钟频率=12MHZ) 计算得到定时器0的初值为65536-956=64580,将初值装入T0的寄存器里,启动T0后,每计数956次后就溢出中断,进入中断服务程序后,只要将I/O 口的输出值取反,就可以得到中音1(DO )的音符音频。只要改变计数初值,就能得到不同频率的音符。表(1)是C 调各音符频率与计数初值的对照表:

基于单片机的音乐盒设计_毕业设计

毕业设计 基于单片机的音乐盒设计 【摘要】本设计是一个基于A T89C51系列单片机的音乐盒,依据单片机技术原理,通过硬件电路制作以及软件编译,设计制作出一个多功能多功能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。使用两个按键控制音乐盒,一个用来切换歌曲,另一个用来切换8路LED的变化花样,本音乐盒共有两首歌曲,花样灯花样共计3种。播放歌曲时,蜂鸣器发出某个音调,与之对应的LED亮起。本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试,配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试,节约了设计时间。 【关键字】音乐盒;A T89C51单片机;KEIL;PROTEUS;音调

Design Of Music Box Based On SCM Li Kun (Grade06,Class1, Major Computer Science and Technology, Computer Science and Technology Dept,Shaanxi University Of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi) Tutor: FENG Yong-Zheng Abstract:This design is a series based on A T89C51 microcontroller Music Box, based on principles of SCM technology, through the production of hardware and software compilation, designed a multi-function music box. Mainly by the keys of the music box circuit, reset circuit, clock circuit and the buzzer composition. Using two buttons control music box, one to switch songs, and the other is used to switch the 8 LED pattern changes, the music box has two songs, a total of three kinds of pattern light pattern. Play a song, the buzzer sounded a tone, corresponding LED lights up. This design using KEIL programming software to program the music box and debug source code, with the PROTEUS simulation software to simulate hardware, debugging, saving design time. Key Words: Music Box ;A T89C51 SCM; KEIL; PROTEUS; TONE

基于51单片机的音乐播放器设计

题目:音乐播放器 课程设计(论文)任务书

摘要 随着电子技术的发展和计算机越来越普遍的使用,单片机作为这两项技术的有机结合也得到了广泛的应用,在某些领域具有不可替代的作用。音乐播放功能随处都会用到,如,在开发儿童智力的玩具中,等等。目前,基于单片机实现音乐播放,其体积小、价格低、编程灵活等特点在这一领域独领风骚。 单片机的英文名称为single chip microcomputer,最早出现在20世纪70年代,国际上现在已逐渐被微控制器(Microcontroller Unit 或MCU)一词所取代。它体积小,集成度高,运算速度快,运行可靠,功耗低,价格廉,因此在数据采集、智能化仪表、通讯设备等方面得到了广泛应用。而8051单片机在小到中型应用场合很常见,已成为单片机领域的实际标准。随着硬件的发展,8051单片机系列的软件工具也有了C级编译器和实时多任务操作系统RTOS,为单片机编程使用C语言提供了便利的条件;并针对单片机常用的接口芯片编制通用的驱动函数,可针对常用的功能模块,算法等编制相应的函数;C语言模块化程序结构特点,可以使程序模块大家共享,不断丰富,这样就使得单片机的的程序设计更简单可靠,实时性强,效率高。作为测控技术与仪器的学生,掌握8051单片机硬件基础及其相关软件操作,将其应用于现代电子产品中是必要而且重要的,这次课程设计我们的题目是用单片机实验箱系统制作音乐播放器。 本次课程设计主要内容是通过单片机C51语言进行编程,以产生乐曲音符和节拍,把乐谱翻译成计算机语言(音符转换诚成相对应的方波频率即定时器装载初值,节拍转换成相对应的延长时间),并将其预先存储到单片机里,然后根据按键调用再由单片机进行信息处理,在经过信号放大,由喇叭放出乐曲声,实现音乐播放的功能。其主要表现在可以播放十首歌曲,可以用十个数字键控制播放的歌曲,并且能在LCD液晶屏显

STC89C51单片机的数字音乐盒设计(含代码)

HEFEI UNIVERSITY FPGA综述报告 系别电子信息与电气工程系任课教师汪济洲 班级 姓名 成绩 日期

数字音乐盒设计 摘要:本设计是一个基于STC89C51系列单片机的音乐盒,依据单片机技术原理,通过硬件电路制作以及软件编译,设计制作出一个多功能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。使用两个按键控制音乐盒,一个用来切换歌曲,另一个用来切换8路LED的变化花样,本音乐盒共有两首歌曲,花样灯花样共计4种。播放歌曲时,蜂鸣器发出某个音调,与之对应的LED亮起。本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试,配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试,节约了设计时间。 关键字:音乐盒 STC89C51单片机 KEIL PROTEUS 音调

目录 1概述 (3) 1.1设计方案 (3) 1.2研究内容 (3) 1.3音乐盒的功能结构图 (3) 2硬件设计 (4) 2.1总体设计框图 (4) 2.2各部分硬件设计及其原理 (4) 2.2.1 STC89C51简介 (4) 2.2.2 LED显示电路设计与原理 (5) 2.2.3 时钟振荡电路 (5) 2.3硬件电路图及功能 (6) 3软件设计 (7) 3.1音调、节拍以及编码的确定方法 (7) 4.1.1 音调的确定 (7) 4.1.2 节拍的确定 (8) 4.1.3 编码 (9) 4.2软件程序设计 (10) 4.2.1 程序流程图及相应代码块 (10) 4.2.2 程序源代码(见附录A) (14) 5调试 (14) 5.1检查硬件连接 (14) 5.2检查软件系统 (14) 5.3测试结果 (14) 5.3.1.总体运行图 (14) 5.3.2.花样灯4种花样图 (15) 参考文献 (16) 附录A 程序源代码及注释 (16)

基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计

基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计

基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计 摘要 随着人类社会的发展,人们对视觉、听觉方面的享受提出了越来越高的要求。小小的音乐盒可以给人们带来美好的回忆,提高人们的精神文化享受。传统音乐盒多是机械型的,体积笨重,发音单调,不能实现批量生产。本文设计的音乐盒是以AT89C51单片机为核心元件的电子式音乐盒,体积小,重量轻,能演奏音乐,功能多,外观效果多彩,配有彩灯,使用方便,本音乐盒有三个按键,key1控制彩灯,key2控制音乐,key3为总开关,可同时关闭音乐与彩灯。具有一定的商业价值。 关键字:AT89C51;音乐盒;按键;彩灯

Abstract Along with the development of human society, people of vision, hearing things put forward higher request. Small music box can bring good memories and improve people's spiritual culture. Traditional music box is heavy mechanical type, size, pronunciation and drab, cannot achieve batch production. Music box designed in this paper based on AT89C51 microcontroller as the core element of electronic music box, small size, light weight, can play music, multi-function, appearance and colorful, with a lantern,easy to use. The music box with three buttons , The key1 control Lantern, key2 control music, key3 total switch can turn off the music and lanterns. Have some commercial value. Keywords: AT89C51, music boxes, buttons, Lantern

单片机数字音乐盒设计

单片机数字音乐盒设计 摘要:本设计是采用单片机为核心设计的数字音乐播放器。它可以实现音乐的播放,可以通过功能键来选择乐曲,播放或暂停,上一曲或下一曲,并可以通过LCD屏幕显示正在播放的歌曲的序号,以及播放时间。开机时有英文欢迎提示字符。本音乐播放器可以播放十首歌曲。 主控芯片采用AT89C51,采用汇编语言进行编程,编程后利用KEIl C51进行编译,用Proteus软件来仿真。 关键词:数字音乐盒;单片机;智能化 Digital Music Box Design CHENYING Instructor:HUKEYONG Abstract:This design is using microcontroller as the core design of the digital music player . It can play music. It can function keys to select a song, play or pause on one or the next one. and the serial number of the song that is playing, as well as play time can be displayed through the LCD screen. English boot welcome prompt characters. The music player can play ten songs. The master chip is AT89C51, assembly language is programming, programming by KEIl C51 compile,then using Proteus software to simulate. Key words:Digital Music Box, SCM, Intelligent

基于AT89C51单片机的音乐盒的设计

1 前 言 乐曲演奏广泛用于自动答录装置、手机铃声、集团电话、及智 能仪器仪表设备。实现方法有许多种,在众多的实现方法中,以纯硬件完成乐曲演奏,随着FPGA 集成度的提高,价格下降,EDA 设计工具更新换代,功能日益普及与流行,使这种方案的应用越来越多。如今的数字逻辑设计者面临日益缩短的上市时间的压力,不得不进行上万门的设计,同时设计者不允许以牺牲硅的效率达到保持结构的独特性。使用现今的EDA 软件工具来应付这些问题,并不是一件简单的事情。FPGA 预装了很多已构造好的参数化库单元LPM 器件。通过EDA 软件工具,设计者可以设计出结构独立而且硅片的使用效率非常高的产品。 本文介绍在EDA 开发平台上利用单片机及汇编语言设计音乐硬件演奏电路,并定制单片机存储音乐数据,以十首乐曲为例,将音乐数据存储到单片机,就达到了以纯硬件的手段来实现乐曲的演奏效果。只要修改单片机所存储的音乐数据,将其换成其他乐曲的音乐数据,再重新连接到程序中就可以实现其它乐曲的演奏。

目录 摘要 (4) 第1章概述 (5) 第2章音乐盒的发音原理 (6) 2.1 播放音乐的原理 (6) 2.2 音符频率的产生 (6) 2.3 节拍频率的产生 (8) 第3章硬件电路设计 (9) 3.1 硬件电路 (9) 3.2 整体硬件电路 (10) 3.3 原理说明 (11) 2 2.4 键盘按键 (11) 第4章软件设计 (12) 4.1 程序设计流程 (12) 4.2 设计源程序代码 (12)

第5章仿真及调试 (13) 5.1 调试 (13) 5.2 仿真 (13) 5.3 程序调试中出现的问题及解决的办法 (15) 第6章设计小结及建议 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19) 附录一元器件清单 (20) 附录二部分源程序代码 (21) 3

基于单片机的数字音乐盒

山东建筑大学 课程设计说明书 题目:基于单片机的数字音乐盒 课程:单片机原理及应用B课程设计院(部):信息与电气工程学院 专业:电子信息工程 班级: 学生姓名: 学号: 指导教师:高焕兵张君捧 完成日期: 2013年6月

目录 摘要 .................................................................... I 1 设计目的 (2) 2 设计要求 (2) 3 设计内容 (3) 3.1 设计原理 (3) 3.2 方案设计 (3) 3.3 电路各模块说明 (4) 3.4 器件选择 (6) 3.5.系统设计 (8) 3.6 软件设计 (8) 3.7 仿真调试及操作说明 (9) 总结与致谢 (10) 参考文献 (11) 附录 (12) 附录一:基于单片机的数字音乐盒总电路图 (12) 附录二:音乐程序 (12)

山东建筑大学信息与电气工程学院学院课程设计说明书 摘要 20世纪末,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,基于单片机制作的电子式音乐盒,控制功能强大,可根据需要选歌,使用方便。所放歌曲的节奏可以根据需要进行设置,根据存储容量的大小,可以尽可能多的存储歌曲。 本设计由由单片机AT80C51芯片和LCD显示器为核心,辅以必要的电路,构成的一个单片机电子数字音乐盒。本设计采用4*4键盘,用Protel99来画系统硬件图,采用C语言进行编程,编程后利用KEIL C51来进行编译,再生成的HEX文件装入芯片中,采用proteus软件来仿真,检验功能得以正常实现。 关键词:单片机;音乐盒;电路;播放

基于单片机的音乐盒设计-毕业设计

基于单片机的音乐盒设计 学生:XXX指导老师:XXX 内容摘要:本设计是一个基于AT89C51系列单片机的音乐盒,依据单片机技术原理,通过硬件电路制作以及软件编译,设计制作出一个多功能数字音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。使用两个按键控制音乐盒,一个用来切换歌曲,另一个用来切换8路LED的变化花样,本音乐盒共有两首歌曲,花样灯花样共计3种。播放歌曲时,蜂鸣器发出某个音调,与之对应的LED亮起。本设计利用KEIL 编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试,配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试,节约了设计时间。 关键词:音乐盒 AT89C51 KEIL PROTEUS 音调

Design for AT89C51 digit music box Abstract:The digest this text has introduced the basic AT89C51 digit music box,According to AT89C51 principle,take it by hardware circuit and software compile to made a multifunction digit music box.this box main form button circuit rest circuit clock circuit and https://www.360docs.net/doc/8a2743199.html,e two button to control it,the one use to change music ,and the other one made the LED change the kind of light.this box had two songs,and LED had three kind of light.then the music has playing,the buzzer will take among of tone,meanwhile LED will give out light.the design on the basic of KEIL to compile and debugging this music box,at the same times match up PROTEUS to hardware going to simulation debugging,So save a lot of times. Keywords:music box AT89C51 KEIL PROTEUS Tone

电子音乐盒(单片机课程设计)

^ 电子音乐盒 1、设计任务和要求 (1) 2、总体设计 (1) 3、硬件设计 (2) 硬件电路 (2) 原理说明 (2) 4、软件设计 (3) 5、仿真、安装和调试 (3) 【 6、收获与体会 (4) 参考文献 (5) 附件1:元件清单 (6) 附件2: 总电路图 (7) 附件3:音乐程序 (8) ,

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(内存两首乐曲)。 (2)采用七段数码管显示当前播放的歌曲序号。 (3)可通过功能键选择乐曲,暂停,播放,上一曲,下一曲。 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8051的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下,改变记数值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: T=65536-N=65536-Fi/2/Fr 例如:设K=65536,F=1000000=Fi=1MHZ,求低音D0(523HZ),高音的D0(1046HZ)的记数值。 T=65536-N=65536-Fi/2/Fr=65536-1000000/2/Fr=65536-500000/Fr

基于单片机STC89C52的数字音乐盒设计

目录 1 引言 (2) 2 设计目的与要求 (2) 2.1设计的目的 (2) 2.2 设计的基本要求 (2) 3 总体设计 (2) 3.1 基本工作原理 (2) 3.1.1播放音乐的原理 (2) 3.1.2音符频率的产生 (2) 3.1.3节拍频率的产生 (4) 3.2硬件总体设计 (5) 3.3软件总体设计 (5) 4 硬件设计 (6) 4.1单片机芯片的引脚及部分功能 (6) 4.2 各个模块的硬件电路设计 (7) 4.2.1时钟复位电路 (7) 4.2.2按键输入电路 (7) 4.2.3显示电路 (8) 4.2.4音频输出电路 (8) 4.2.5彩灯控制电路 (9) 5 软件设计 (9) 6 仿真、调试电路 (10) 存在问题和解决方法 (10) 总结与体会 (10) 致谢 (10) 参考文献 (11)

实物图: (11) 附录: (11) 1 引言 乐曲演奏广泛用于自动答录装置、手机铃声、集团电话、及智能仪器仪表设备。实现方法有许多种,在众多的实现方法中,以纯硬件完成乐曲演奏,随着FPGA集成度的提高,价格下降,EDA设计工具更新换代,功能日益普及与流行,使这种方案的应用越来越多。 2 设计目的与要求 2.1设计的目的 通过课程设计,让自己熟悉单片机微机应用系统开发、研制的过程,软硬件设计的工作方法、工作内容、工.作步骤。对自己进行基本技能训练,例如:组成系统、编程、调试、查阅资料、焊接电路板等。使理论联系实际,提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。 2.2 设计的基本要求 (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,从而演奏不同的乐曲(至少3首歌曲); (2)采用七段数码管显示当前播放的歌曲序号; (3)可通过功能键选择乐曲,暂停,播放,上一首,下一首; 扩展功能:利用一个循环跟每一个音调同步,每改变一个音调就变换一下彩灯,从而实现音乐控制彩灯的功能。 3 总体设计 3.1 基本工作原理 3.1.1播放音乐的原理 发音原理:播放一段音乐需要的是两个元素,一个是音调,另一个是音符。首先要了解对应的音调,音调主要由声音的频率决定,同时也与声音强度有关。对一定强度的纯音,音调随频率的升降而升降;对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降,高频纯音的音调却随强度增加而上升。另外,音符的频率有所不同。基于上面的内容,这样就对发音的原理有了一些初步的了解。 音符的发音主要靠不同的音频脉冲。利用单片机的内部定时器/计数器0,使其工作在模式1,定时中断,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。 3.1.2音符频率的产生 音符及定时器的初值: 例如:中音1(DO)的音频=523HZ,周期T=1/523s=1912 定时器/计数器0的定时时间为:T/2=1912/2=956 定时器956的计数值=定时时间/机器周期=956/1=956(时钟频率=12MHZ)

基于51单片机数字音乐盒的设计毕业设计

单片机实物设计题目: 单片机音乐盒设计

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

基于单片机的电子音乐盒的设计与实现

课程设计报告设计名称基于单片机的电子音乐盒的设计与实现 学校陕西电子科技职业学院 学院电子工程学院 学生姓名滕一帆 班级1507 学号 2013062040311 指导教师聂弘颖 时间2017年09月22日

基于单片机的电子音乐盒的设计与实现 一、设计目的 为证明单片机可以通过软件程序控制硬件电路实现简单音乐播放器的功能,以此证明单片机的功能强大。 二、设计概述 本课题是一个基于51单片机的电子音乐盒,依据单片机控制技术原理,设计出一个可以播放多首音乐的数字音乐盒,通过数码管显示当前是第几首音乐,系统设计了三个按键,具体功能:S1:暂停/播放;S2:加一首(下一首);S3:减一首(上一首)。通过硬件电路制作以及以及软件编程,设计制作出一个多功能的电子音乐盒。 三、设计方案 在这个系统的设计中,单片机采用51兼容系列的STC89C52RC。有以下几部分构成:电源电路、单片机最小系统、发声系统、键盘控制电路、显示电路。经过论证后我确定的系统框图,如下图所示: 四、设计原理 1、原理 本系统由单片机系统,独立按键、数码管组成。利用I/O口产生一定频率的方波,驱动扬声器,发生不同的音调,从而实现乐曲的演奏。系统能通过功能键完成选择乐曲、播放、暂停、和复位的基本功能。在播放乐曲的同时LCD上显示所播放的歌曲序号,可以通过复位键使音乐盒从第一首歌曲重新播放,本系统成本低廉,功能强大

实用。 2、音乐基础简介 <1>音乐频率表 <2>音调表建立 由于单片机输出为方波输入信号,波形图如下: 高低电平各占1/2,根据单片机定时器工作原理。 定时时间=(满值-初值)X机器周期 初值=满值-定时时间/机器周期 =216-(1/f)X(1/2)X106 以低音11为例,初值为=216-(1/262)X(1/2)X106 =63627.6 =63628 同理得其他音调值,具体如下: Unsigned int code table[]={0,63628,63835,64021,64103,64260,64399,64523,64579,64684,64777,64 819,64898,64968,65030,65058,65110,65157,65178,65217,65252,65282}; <3>音乐表的建立 我们以两只老虎音乐为例子,然后我们就会得到该音乐表 Ucharcode music1[]={8,4,9,4,10,4,8,4,9,4,10,4,8,4,10,4,11,4,12,8,10,4,11,4,12,8,12,3,13,1,12, 3,11,1,10,4,8,4,12,3,13,1,12,3,11,1,10,4,8,4,9,4,5,4,8,8,9,4,5,4,8,8,0,0xff};

基于89C51的数字音乐盒设计方案

基于89C51的数字音乐盒 设计方案 1 概述 本音乐盒的设计是以AT89C52芯片的电路为基础,外部以蜂鸣器作为发音器件,共同组成了音乐演奏控制器的硬件电路,通过软件程序来控制单片机部的定时器使单片机I/O口发出相应频率的脉冲来驱动蜂鸣器发出某个音调,与之相对应的LED亮起,从而演奏出优美动听的音乐。利用按键切换演奏出不同的乐曲,并可以在LCD上显示当前曲目序号和时间。用户可以按照自己的喜好选择音乐并将其转化成机器码存入单片机的存储器中。对于不同型号的单片机只需要相应的改变一下地址和I/O管脚即可。该软、硬件系统具有很好的通用性,很高的实际使用价值,为单片机DIY制作者和音乐爱好者具有一定的借鉴作用。 2 系统总体方案设计 2.1硬件组成 按照数字是音乐盒对控制系统的技术要求,控制系统的硬件应包括以下几部分: (1)控制器。作为控制系统的核心,可以采用主流的51单片机,MSP430,或处理性能更为优越的ARM来合理控制各个器件有条不紊的运行。 (2)乐曲选择器。可以采用按键或者触摸屏来切换相应的曲目。 (3)音频输出器件。做为音乐盒的发声设备,可以用蜂鸣器通过它可以将音乐代码转变为音频信号发出来。 (4)人机交互界面。可以运用LED或LCD在歌曲播放过程中用来对歌曲信息进行监控显示,反馈给使用者相应的信息。

硬件方框图 图2-1-1 2.2.方案论证。 本次设计以低成本,灵活方便为原则,所以控制器选用主流的51系列单片机,考虑到51部储存空间的限制,故选用容量为51两倍的AT89C52单片机作为总控制器,共有以下两套方案可供选择: 方案一:以AT89C52单片机作为总控制器,以机械键盘作为乐曲选择器,以蜂鸣器作为音频输出设备,以LCD1602液晶作为人机交互界面。 方案二:以AT89C52单片机作为总控制器,以机械键盘作为乐曲选择器,以蜂鸣器作为音频输出设备,以LED数码管作为人机交互界面。 由于数码管显示容的单一,操作较为繁琐且难以满足大众对主流时尚的需要,所以选用较为流行的显示效果良好的1620液晶作为人机交互界面,最终确定方案一作为制作方案。 总体方案图:

单片机的音乐盒研究与设计正文

1.2发展与现状及市场价格 (2) 二.设计方案论证 (3) 三音乐盒的发音原理 (4) 四硬件电路设计 (5) 4.1.1.......................................................................................................................... 管脚说明 5 4.2时钟复位电路 (6) 4.2.1.......................................................................................................................... 时钟电路 6 4.2.2.......................................................................................................................... 复位电路7 4.3按键输入电路 (7) 4.4输出显示电路 (8) 4.5整体硬件电路 (9) 4.6原理说明 (10) 4.7选歌按键的设计 (10) 五软件设计 (10) 5.1主程序的设计 (10) 5.2子程序的设计 (11) 总结 (12) 致谢 (12) 参考文献 (12) 附录 (14) 附录一元器件清单 (14)

绪论

1.1 课题意义 音乐盒的起源,可追溯至中世纪欧洲文艺复兴时期。当时为使教会的钟塔报时,而将大小的钟表装上机械装置,被称为“可发出声音的组钟”。音乐盒有着300 多年的发展历史,是人类文明发展的历史见证。 传统的音乐盒多是机械音乐盒,其工作原理是通过齿轮带动一个带有铁钉的铁桶转动,铁桶上的铁钉撞击铁片制成的琴键,从而发出声音。但是,机械式的音乐盒体积比较大,比较笨重,且发音单调。水、灰尘等外在因素,容易使内部金属发音条变形,从而造成发音跑调。另外,机械音乐盒放音时为了让音色稳定,必须放平不能动摇,而且价格昂贵,不能实现大批量生产。 本文设计的音乐盒,是基于单片机设计制作的电子式音乐盒。与传统的机械式音乐盒相比更小巧,音质更优美且能演奏和弦音乐。电子式音乐盒动力来源是电池,制作工艺简单,可进行批量生产,所以价格便宜。基于单片机制作的电子式音乐盒,控制功能强大,可根据需要选歌,使用方便。所放歌曲的节奏可以根据需要进行设置,根据存储容量的大小,可以尽可能多的存储歌曲。另外,可以设计彩灯外观效果,增设放歌时间、序号显示灯功能,使音乐盒的功能更加丰富。 在本设计中,首先提出了发音盒的整体设计方案;然后对音乐盒所播放的音乐进行了程序设计;其次设计了音频驱动电路,以驱动播放扬声器;最后设计了直流稳压电源,用于为单片机和音频部分、显示部分提供稳定的+5V 电压。 1.2发展与现状及市场价格 音乐盒悠扬的乐声,经常勾起人们对美好往事的回忆,甚至魂牵梦萦,坠入时光岁月的追忆中。300 多年来席卷全球市场的机械音乐盒的最大魅力,也许就在于它能将抽象的音乐,凝固成具象的艺术品。音乐盒机械音乐盒的发展史,可追溯至14 世纪初期,所发明挂在教堂钟楼上的排钟,这种用发条装置来演奏的乐器,能发出清脆如水晶般的乐声,一度风靡荷兰,比利时和法国北部。1811 年以来,瑞士曾经是这项技艺的中心,它和瑞士钟表工业一样,两者相辅相成,一段时间名领风骚,称霸全球。二战以后,美国的大兵将精致的音乐盒带至日本,给这个正处在战争之后,阵痛呻吟中的民族以很大的抚慰,日本的技术人员借鉴了瑞士的制造技术,并作了进一步的更新,使得音乐盒的造价在当时降低了很多,并提高了产量,打败了位于瑞士侏罗山区的众多厂商,并且逐渐形成以瑞士的Regue 和日本的Sankyo ,称霸全球音乐盒市场二足鼎立的格局。调查显示,目前音乐盒市场上的主要品牌包括:巧匠屋、伊泰莲娜、尚礼、WSA 精品、清凉音、雷曼士、 sunly 、瑞士REUGE 、日本Sankyo 和国内第一家专业品牌音乐盒缔造者—清凉音。而主要采用的机芯上大致有:日本SANKYO 机芯、韵升机芯、Regue 机芯还有纸带谱曲式的等等。现在全球音乐盒市场占据较大份额的是瑞士的Regue 和日本的Sankyo,形成了 两分天下的格局,其余品牌占据了剩余的较少的市场份额。音乐盒市场随着近年来送礼热潮的兴起

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