本科毕业设计(基于单片机的音乐盒的设计)
基于单片机的音乐盒设计
基于单片机的音乐盒设计音乐盒是一种小型的自动播放音乐的装置，它以其独特的装饰性和音乐的美妙而备受欢迎。
随着电子技术的发展，基于单片机的音乐盒也逐渐出现并成为主流。
本文将从硬件设计和软件设计两个方面介绍基于单片机的音乐盒设计。
一、硬件设计1.单片机选择单片机是音乐盒的核心控制器，其选择应根据功能需求和成本考虑。
常用的单片机有PIC、AVR和ARM等。
PIC系列单片机成本较低，易于上手，适合初学者使用。
AVR系列单片机性能较好，适合需要复杂功能的设计。
ARM系列单片机功能强大，适合需求较高的应用。
2.电源电路音乐盒的电源电路需要保证供电稳定，并根据电源需求选择适当的电池或适配器。
一般情况下，音乐盒可以采用锂电池供电，以方便携带和使用。
3.音乐模块音乐模块是音乐盒的关键组成部分，用于播放音乐。
音乐模块通常由音源芯片和音响组成。
音源芯片可以选择解码芯片或音频模块，用于解码和播放音乐文件。
音响部分可以选择扬声器或耳机输出，以提供清晰的音乐效果。
4.控制按钮和指示灯音乐盒需要设计控制按钮和指示灯，以便用户操作和状态显示。
控制按钮用于启动、暂停和切换音乐等操作，指示灯用于显示音乐播放状态和电源状态。
5.外部接口音乐盒可以设计外部接口，以便扩展功能。
常见的外部接口包括USB 接口、SD卡接口和蓝牙接口等。
二、软件设计1.系统框架音乐盒的软件设计可以采用简单的状态机或多任务系统。
简单的状态机可以实现音乐的播放、暂停和停止等基本功能。
多任务系统可以实现多个功能的并发运行，提高系统的灵活性。
2.音乐播放控制音乐盒的主要功能是播放音乐，因此需要设计音乐播放控制模块。
该模块可以提供音乐的选择、播放和暂停等功能。
可以通过中断或轮询方式检测按钮的状态，以实现用户的控制。
3.音量控制音乐盒通常需要设计音量控制功能，以满足用户的需求。
可以通过PWM方式控制音量大小，调节音量输出。
4.音乐存储和读取音乐盒需要设计音乐存储和读取模块，以方便用户选择和加载音乐。
基于单片机音乐盒的设计
1 绪论1.1 概述随着信息技术革命的深入和计算机技术的飞速发展，单片机的应用越来越广泛，并逐渐发展成为一门关键的技术学科。
单片机具有一些突出优点：体积小、重量轻、耗电少、电源单一、功能强、价格低、运行速度快、抗干扰能力强、可用性高，所以在通信、家电、工业控制、仪器仪表、汽车等产品中都可以看到单片机的身影。
目前国内单片机的应用仍以MCS-51系列为主。
本案是以AT89C51芯片的电路为基础，外部加上功率放大器、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，为广大单片机和音乐爱好者提供了很好的借鉴。
1.2 单片机的特点及应用1.2.1 单片机的特点一块单片机芯片就是一台计算机。
由于单片机的这种特殊的结构形式，在某些应用领域中，它承担了大中型计算机和通用的微型计算机无法完成的一些工作。
使其具有很多显著的优点和特点，因此在各个领域中都得到了迅猛的发展。
单片机的特点可以归纳为以下几个方面：1) 具有优异的性能价格比单片机的这种高性能、低价格是它最显著的一个特点。
单片机尽可能把应用所需要的储存器，各种功能的I/O口都集成在一块芯片内，使之成为名副其实的单片机。
有的单片机为了提高速度和执行效率，开始采用了RISC流水线和DSP的设计技术。
使单片机的性能明显优于同类型的微处理器，有的单片机的ROM可达64KB（式中‘B’表示字节），片内RAM可达2KB，单片机的寻址已突破64KB的限制，八位和十六位单片机寻址可达1MB和16MB。
单片机另一个显著特点是量大面广，因此世界上各大公司在提高单片机性能的同时，进一步降低价格，性能/价格之比是各公司竞争的主要策略。
2) 集成度高、体积小、可靠性高单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连续，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。
本科课程设计音乐盒的设计
基于单片机的数字音乐盒设计摘要随着社会科技的发展，人们对视觉、听觉方面的享受提出了越来越高的要求。
小小的音乐盒不仅可以给人们带来更加优质的听觉享受，还可以为人们欣赏优美动听的音乐提供更加便捷的途径。
近些年，音乐盒在提高了人们的精神文化的同时也逐渐的成为了人们甜蜜美好回忆的代名词。
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，配有LCD显示器，4*2键盘，蜂鸣器和直流可调稳压电源等电子式音乐盒，具有体积小，重量轻，功能多，外观效果多彩，使用方便等优点，并具有一定的商业价值。
本文分析并记录了基于51单片机的音乐播放器的硬件电路和相应软件的具体设计过程，包括音乐子程序的设计、显示子程序和按键子程序的设计，并且在最后详细的介绍了系统的调试和仿真的具体过程，以及一些注意事项。
关键词：AT89C51；数字音乐盒；单片机1 设计的目的随着人们的生活越来越多姿多彩，音乐也逐渐的成为人们生活中重要的一部分,闲暇时光，听一听音乐，可以使我们的精神得到很好的放松。
所以，听音乐已经是人们生活中不可或缺的一部分，尤其是现在的年轻人。
正因为如此，人们对于视听方面的享受提出了更高的要求。
而传统的音乐盒多是机械型的，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。
它们体积庞大沉重，发音单调不悦耳，播放时不可随意移动，价格昂贵，并不能实现大批量生产。
另外水、灰尘等外在因素，很容易使内部金属发音条变形，从而造成发音跑调。
但是基于单片机的数字音乐盒，与传统的机械式音乐盒相比具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化、使用方便和外观绚丽多彩等优点。
而近些年来，因为单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性, 单片机的应用也越来越广泛，它已经溶入现代人们的生活中,成为不可或缺的一部分。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在设计过程中，要根据具体的硬件结构，再加以与之相匹配的软件相结合，才可设计出预想的成果。
基于单片机的音乐盒设计毕业论文
2014届本科毕业论文基于单片机的音乐盒设计姓名：张静伟系别：物理与电气信息学院专业：通信工程学号：100313037指导教师：吕广申2014年4月20日目录摘要与关键词 (II)0 引言.............................................................................................................................. 错误!未定义书签。
1 整体设计方案.............................................................................................................. 错误!未定义书签。
1.1 系统总体结构框图........................................................................................... 错误!未定义书签。
1.2 对音乐盒基本功能介绍................................................................................... 错误!未定义书签。
1.3 系统相关软件介绍........................................................................................... 错误!未定义书签。
2 系统整体硬件介绍...................................................................................................... 错误!未定义书签。
单片机的音乐盒设计报告
单片机的音乐盒设计报告一、引言音乐盒作为一种能够带来美妙旋律的装置，一直以来都深受人们的喜爱。
随着科技的不断发展，单片机技术的应用使得音乐盒的设计更加多样化和智能化。
本报告将详细介绍基于单片机的音乐盒的设计过程，包括硬件设计、软件编程以及最终的实现效果。
二、设计目标与需求本次设计的目标是制作一个基于单片机的音乐盒，能够播放多首预存的音乐曲目，并且可以通过按键进行曲目选择和控制播放暂停等功能。
具体需求如下：1、能够存储至少三首不同的音乐曲目。
2、具备简单直观的操作界面，通过按键实现曲目切换、播放暂停等功能。
3、具有良好的音质输出，能够清晰地播放音乐。
4、设计成本低，易于实现和维护。
三、硬件设计1、单片机选择选用 STC89C52 单片机作为核心控制器，其具有丰富的 I/O 端口和较高的性价比，能够满足本设计的需求。
2、存储模块使用 EEPROM 芯片（如 AT24C02）来存储音乐曲目数据，以便在掉电情况下仍能保存曲目信息。
3、音频输出模块采用无源蜂鸣器作为音频输出设备，通过单片机的 I/O 端口输出不同频率的方波信号来驱动蜂鸣器发声。
4、按键模块设置四个独立按键，分别用于曲目选择、播放、暂停和停止功能。
5、电源模块采用 5V 直流电源为整个系统供电。
四、软件设计1、编程语言选择使用 C 语言进行编程，具有较高的可读性和可移植性。
2、主程序流程系统初始化，包括单片机端口设置、EEPROM 读取等。
进入按键扫描循环，检测按键操作并执行相应的功能。
根据当前曲目播放状态，输出相应的音频信号。
3、音乐数据存储与读取将音乐曲目数据以特定的格式存储在 EEPROM 中，通过读取相应地址的数据来获取曲目信息。
4、音频信号产生根据不同的音符频率，计算出对应的方波周期，并通过定时器中断来产生相应频率的方波信号，驱动蜂鸣器发声。
五、系统实现与调试1、硬件焊接与组装按照设计原理图，将各个硬件模块焊接在电路板上，并进行组装和连接。
单片机课程设计-简易音乐盒
-5-
音调 1 2 3 4 5 6 7
音调 1 2 3 4 5 6 7
音调 1 2 3 4 5 6 7
河南理工大学本科课程设计报告
表 1：低音区音调频谱
频率（hz）
延时（us）
220
2270
247
2024
277
1805
294
1701
330
1515
370
1351
415
1205
表 2：中音区音调频谱
sbit K1=P1^0; sbit SPK=P2^7;
uchar Song_Index=0; uchar Tone_Index=0;
uchar code DSY_CODE[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; uchar code HI_LIST[]={0,226,229,232,233,236,238,240,241,242,244,245,246,247,248}; uchar code LO_LIST[]={0,4,13,10,20,3,8,6,2,23,5,26,1,4,3}; uchar code SONG[][50]={{1,2,3,1,1,2,3,1,3,4,5,3,4,5,5,6,5,3,5,6,5,3,5,3,2,1,2,1,-1},
delayMS(300*LEN[Song_Index][Tone_Index]); Tone_Index++; } TR0=0; while(K1==0); } }
-8-
河南理工大学本科课程设计报告
4 Proteus 仿真
点击运行模拟器，按键没有按下时 P2^7 显示低电平 点击按下按钮，P2^7 端口高低电平变换
基于51单片机数字音乐盒的设计毕业设计
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。
b. 可通过功能键选择乐曲、暂停、播放。
第二章
2.1
该系统由延时165MS,即十六分音符子函数、延时1MS子函数、按键扫描子函数、播放音乐子函数、定时器1中断子函数、定时器0中断子函数、主函数和数据定义这几部分组成。
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
建议成绩：□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师：（签名）单位：（盖章）
年 月 日
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。
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。
基于51单片机的音乐盒的设计与实现
沈阳航空航天大学课程设计报告课程设计名称：单片机系统综合课程设计课程设计题目：基于51单片机的音乐盒的设计与实现目录第1章总体设计方案 (1)1.1设计原理 (1)1.2设计思路 (1)1.3实验环境 (2)第2章详细设计方案 (3)2.1硬件电路设计 (3)2.2主程序设计 (6)2.3功能模块的设计与实现 (7)第3章结果测试及分析 (10)3.1结果测试 (10)3.2结果分析 (10)参考文献 (11)附录1：元件清单 (12)附录2:总电路图 (13)附录3：程序代码 (14)第1章总体设计方案1.1设计原理电子音乐已广泛地应用于社会生活的各个领域。
其类型从音乐卡片到CD、MP3 等多种多样，制作原理也各不相同。
声音是通过振动产生的。
单片机对某一I/O 引脚以一定的频率循环置1和清0，这一引脚便产生一定频率的方波，该方波通过放大后作用于扬声器便产生一定频率的声音。
若改变输出方波的频率，产生的声音也就改变了。
通过控制输出方波的时间长短,声音的长短也就得到控制。
因此，根据乐谱，单片机就可产生电子音乐。
音乐中最关键的两个要素是音符和节拍。
单片机控制的音乐发生器系统由硬件电路和软件两部分构成。
利用单片机控制的电子音乐发生器软硬件上具有独特的优点，系统的开发周期短，成本低，电路制作容易。
更换歌曲时，硬件电路无需作任何修改，只需修改软件即可实现。
软件编程时，可用51系列单片机的汇编语言。
同时还可根据个人的习好通过软件改变节拍的延时时间，增加电子音乐的趣味性。
1.2 设计思路采用汇编语言程序设计的方法结合硬件电路设计方法，利用Lab6000实验箱上已有芯片来实现音乐盒的各项功能。
1)提出方案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。
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。
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本科毕业设计（论文）基于单片机的音乐盒的设计学院名称：专业：班级：学号：姓名：指导教师姓名：指导教师职称：二〇一四年六月江苏理工学院毕业设计说明书（论文）基于单片机的音乐盒的设计摘要：本次设计根据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编程，制作出一个基于AT89C52单片机的简易音乐播放器，该系统以单片机作为电路的主控核心，硬件电路主要由按键电路、复位电路、显示电路等模块组成。
系统软件采用C语言进行编写，采用了模块化编程，其移植性较好。
系统程序主要包括主程序、播放子程序、按键子程序、延时子程序等。
该系统有歌曲播放、电子琴两种模式，可通过按键进行模式选择。
本论文包括系统方案的建立、硬件电路的具体设计及软件的程序实现等过程。
并通过软硬件的联合调试，验证了设计方案的可行性。
该系统最终实现了模式的选择、歌曲的选择及播放等功能，实验证明，该系统具有一定的实用性。
关键词：AT89C52单片机；软件编程；音乐盒I江苏理工学院毕业设计说明书（论文）The Design of Music Box of the Single Chip MicrocomputerAbstract:This design according to principle of single chip microcomputer technology,through the hardware circuits and software programming,make a simple music player based on AT89C52 single chip microcomputer,the system with single chip microcomputer as control core of the circuit,the hardware circuit is mainly composed of keypad circuit,reset circuit,display circuit module .System software using C language to write,using the modular programming.the portablility is good.System program mainly includes the main program subroutine,played subroutines,buttons,delay subroutine.The system has a song play,keyboard two modes,can through the button to choose.This paper includes the establishment of the system,detailed design of hardware circuit and software program implementation process.And through the software and hardware joint debugging,verify the feasibility of design scheme.The system finally realize the pattern selection,selection of songs and play function,such as experiments show that the system has a certain practicality.Keywords: AT89C52 microcontroller,；Software programming；the music boxII江苏理工学院毕业设计说明书（论文）目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景及研究意义 (1)1.2 课题设计目的及主要工作 (2)第2章课题任务分析与方案选择 (3)2.1课题任务分析 (3)2.2硬件电路的组成 (3)2.3 设计功能要求 (3)2.4 总体设计原理 (4)2.5 总体设计框图 (4)2.6 选用的方案 (5)第3章系统硬件设计 (6)3.1 单片机最小系统 (6)3.1.1 AT89C52单片机介绍 (6)3.2.2 复位电路介绍 (8)3.2.3晶振电路介绍 (9)3.3 显示电路 (10)3.4 4*4矩阵键盘识别电路 (11)3.5 声音电路 (12)第4章软件设计 (14)4.1 Proteus仿真软件与Keil编译介绍 (14)4.2 音调与节拍 (15)4.2.1 发声原理 (15)4.2.2 音调的确定 (16)江苏理工学院毕业设计说明书（论文）4.2.3 节拍的确定 (17)4.2.4 音乐编码 (18)4.3 系统软件总体设计流程图 (18)4.3.1 主程序流程图 (18)4.3.2 歌曲播放流程图 (20)4.3.3 按键扫描流程图 (20)4.3.4 延时子程序流程图 (21)第5章总结 (23)致谢 (24)江苏理工学院毕业设计说明书（论文）参考文献 (25)附录1：电路原理图 (27)附录2：元器件清单 (28)附录3：源程序 (29)江苏理工学院毕业设计说明书（论文）第1章绪论1.1课题背景及研究意义单片机应用到当前社会的各个领域中，既提高了社会的信息化水平又大力的发展了社会的生产力，同时也使目前电子产品的性能有了更高的提升，从而使产品更新换代的周期也逐渐变短。
如今，单片机不仅有着高性能与多品种性能的发展趋势，并且还向着其他优良方向发展，比如向着CMOS化、低耗能、小巧、大容量、高性能、廉价和外围电路内装化等。
单片机从本质上转变了传统控制系统中的设计思想与设计方式，这在其应用中具有很重要的价值[1]。
以前的状态是，只能通过模拟电路或者是数字电路的应用，才可以将大部分的功能实现，而目前的状态可以直接使用软件编程的方式来实现单片机的功能。
这种被称为微控制技术的方法是对传统控制技术的一次革命，就是使用软件的方式取代使用硬件的方式来实现功能的控制技术[2]。
单片机可以很成功的应用到嵌入式系统当中，因此它获得了更多应用的机会，相比与专用处理器来说，这是超越其应用的优势。
换个方式讲单片机是世界上个数最多的计算机。
集成单片机已经应用到到的大部分电子和机械产品中，是目前人类的生产生活的主流。
大多数电子产品中都会配有1到2部单片机，比如正常生活中人们通讯时用到的手机、电话，生产生活中用到的计算器、家用电器，以及娱乐项目中的电子玩具、掌上电脑，另外还包括一些电脑配件键盘鼠标之类的。
而台式机，笔记本电脑等个人电脑中也都有许多单片机在工作。
其他的一些大一点的产品中通常会配有40部以上的单片机，比如汽车等，而特殊的一些大型机械上的单片机会有更多，甚至能达到上百台，并且可以同时工作，在庞大的工业控制系统上就是如此。
由此可见就算PC机和其他控制系统的合在一起，他们的总数也远远不及单片机的数目，甚至比人的数量还要多[3]。
因此单片机地研究前景有非常广阔的空间。
所以现实生活中单片机的影响已经融入到大多数的研究领域,例如军事中装配的导弹导航系统，装在飞机上的各种仪器的控制系统，计算机之间的网络通讯和数据传输，包括运用在工业自动化过程的实时控制和数据处理，还有人们在生活中用到的各类智能IC卡，在民用轿车中应用到的安全保障系统，包括一些普通生活的一些控制系统中也有应用，比如录像机、摄像机、全自动洗衣机，包括其他的一些电子玩具、电子宠物等娱乐产品，这些都离不开单片机的应用[4]。
我们所接触的信息在随着科学技术的提高和人类社会的进步发展中会不断扩大并且越来越复杂。
面对如此多如牛毛的信息，人们已经可以利用第1页共 54 页江苏理工学院毕业设计说明书（论文）计算机等工具准确高效地对其进行处理，但是想要将处理成功的信息能及时，清晰地传递给别人，还必须利用更加高效的显示技术来实现相应的功能。
其中能成熟的结合单片机技术和液晶显示技术，使得智能可视化技术成为信息传输交流技术发展的主流方向[5]。
说到音乐盒的历史发展，可以上溯到欧洲文艺复兴的年代，也就是中世纪时期。
那个时候其主要的作用只是为教会的钟塔提供时间提醒用的，这种装置构成单一，就是把各种不一样的钟表装在一个机器上，所以也叫做“可发出声音的组钟”。
所以音乐盒的成长历史有将近300多年，同时也见证了人类历史文化的发展[6]。
机械音乐盒在最初的音乐盒中是占据主流的，他是利用齿轮来让铁桶滚动,铁桶上装有铁棒，通过铁棒与铁片相互碰撞从而制成琴键，从而发出声音的原理。
但是，机械音乐盒的缺点很多，比如外形大，个体沉重，且发声单一。
而且有着一些容易让内部铁条变形的外在因素在影响，比如水，粉尘等，都会造成音准失调，时间一长就会让音乐盒的发音跑调。
另外，机械音乐盒放音时必须放平不可动摇，才能发出好的音质。
而且机械音乐盒价格昂贵，不允许大批量生产，商业价值不高[7]。
而如今随着科技的进步，人们能将现代电子科技和音乐相结合，并产生一个新的产物，被称为电子琴，这种全新的乐器通过键盘来实现弹奏，俨然已成为现代音乐发展中的不可或缺的角色。
由此可见单片机也凭借着其控制功能的强大与软件编程的灵便的特征，成功渗透到当今人们生活的各个领域，是人类正常生产生活中必须要用到的存在。
1.2课题设计目的及主要工作本文的主要设计内容中，电路的核心控制元件就是AT89C52单片机，即主控核心为单片机，硬件电路设计中还包括键盘、扬声器、4*4矩阵键盘、液晶显示器等模块。
通常来讲一部好听的音乐由不少各不一样的音阶所构成的，但是许多音符又是由各不相同的频率相互对照，这样在使用该系统时就能够通过操纵不一样的频率的相连，就能变为所需的音乐，在单片机工作中发出不一样的频率是十分容易的，它能够通过单片机的定时/计数器T0来发出不同方波频率的信号，所以，只需直接将一部歌曲的音符与频率之间的对应关系根据音符与频率关系对照表弄清楚就行了。
本系统中电子音乐盒有着外形小巧，播放的音质优美，另外其演奏的音乐也有非常方便的优势，而这些都是传统的机械式音乐盒无法达到的。
通过电池来供电使得电子音乐盒更加方便，并且它的制作过程也非常简单，而且非常廉价，厂商能成批的进行制造。
基于单片机制作的音乐盒，控制功能强大，可根据不同需求进行选歌，且使用方便。
第2页共 54 页江苏理工学院毕业设计说明书（论文）第2章课题任务分析与方案选择2.1课题任务分析本次设计中硬件电路的主要核心就是AT89C52芯片，用扬声器作为外部放音电路，这样就能够实现音乐播放控制器的功能。
设计中运用软件程序通过在单片机内部控制定时器，从而达到能够实现演奏出幽美悦耳的音乐的功能。