基于单片机控制八音盒的设计课程设计 精品
基于51单片机音乐盒课程设计
4.4按键与蜂鸣器接口端程序设计- 16 -
4.5外部中断程序设计- 16 -
4.6定时程序设计- 17 -
4.7延时程序编写- 18 -
4.8主程序的编写- 18 -
五、系统仿真与调试- 20 -
5.1仿真平台- 20 -
5.2仿真调试- 20 -
5.3测试总结- 21 -
上拉电阻就是将电源通过电阻接到输出端。如果输出端是OC(集电极开路，TTL)或OD(漏极开路，CMOS)输出，不接上拉电阻则输出端无驱动能力。对于P1、P2、P3口内部就以及有上拉电阻，如果其端口电流较大，电平就会降低（电阻大，相应压降也太大），就可以通过外接上拉电阻（就是并一个电阻在IC内部的上拉电阻上，这时总电阻减小，总电流增大）提供电流分量，将电平“拉高”。
本设计中的晶振振荡电路（如图2）是在一个反相放大器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应该等于电路的负载电容。同时，晶振可以等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。其中端点1接STC89C52RC芯片的19引脚，端点2接芯片的18引脚。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄所以即使其他元件的参数变化很大这个振荡器的频率也不会有很大的变化。本实验中使用的是22PF的电容，如果再考虑元件引脚的等效输入电容，则两个22PF的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择，但本设计简易，所以对于等效输入电容带来的误差不予讨论。
1.2
完成该模块的硬件和软件的设计，在Proteus软件上仿真通过后，用Altium_Designer软件进行PCB单面板的绘制，修改合理后制成单面覆铜板。随后将程序下载到单片机进行硬件验证。最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明文档。
八音盒设计[实用版]..
![八音盒设计[实用版]..](https://img.taocdn.com/s3/m/53922cf5172ded630b1cb671.png)
《单片机原理及应用》课程设计—八音盒设计完成日期：2013年06月11日目录一、单片机设计课程的目的和基本要求 (2)二、八音盒的设计要求 (3)三、关于AT89C51 (3)3.1、对于AT89C51的性能介绍 (3)3.2、AT89C51的管脚介绍 (4)四、总体设计 (5)五、硬件原理及设计说明 (7)六、软件设计流程图 (7)七、程序输入窗口、编码及音乐程序 (7)7.1程序输入窗口 (8)7.2编码 (8)7.3音乐程序 (9)八、仿真和调试 (9)九、元器件清单 (10)十、电路总图 (10)十一、实验总结 (11)参考文献： (12)一、单片机设计课程的目的和基本要求大学本科生动手能力的培养和提高时大学本科的一个重要内容。
本次课程的设计目的，是让我们通过课程设计建立起单片机应用系统的概念，根据系统设计要求，掌握初步的单片机系统设计方法，让学生的动手能力和对单片机系统从硬件系统和软件系统设计两个方面都得到实际的提高。
为今后的毕业设计打下良好的基础。
课程设计的基本要求有：（1）在课程设计过程中，学会使用89S51单片机及相应绘图软件，根据设计要求设计，编程，运行，调试最后提供课程设计报告；（2）课程设计应由学生本人独立完成，严禁抄袭；（3）认真编写课程设计报告。
二、八音盒的设计要求8051八音盒本设计利用8051单片机结合内部定时器LCD设计一个八音盒，按下单键可以演奏预先设置的歌曲旋律。
本设计可以学习8051定时器程序设计，按键扫描及歌曲旋律简单直觉式输入法的设计方法。
其基本功能为：1使用LCD显示器来显示目前演奏的歌曲编号；2具有16个按键操作来选择演奏哪一首歌曲；3内建10首歌曲旋律，按下单键可以演奏歌曲；4演奏时可以按键中断。
程序执行后工作指示LED闪动，表示程序开始执行，按下单键0~9便可以演奏歌曲，歌曲演奏中，可以按键中断。
三、关于AT89C513.1、对于AT89C51的性能介绍AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
单片机原理及运用八音盒设计
摘要为了实现单片机控制音乐播放，此次毕业设计做出了尝试，即电子音乐盒的设计。
本设计采用了蜂鸣器发声来实现歌曲的播放，能保持基本音调不变，流畅播放出歌曲。
现选用AT89C51单片机。
主要设计模块包括数码管显示部分，功能键盘部分，蜂鸣器发声部分，彩灯部分。
数码管采用共阳极数码管，通过单片机P1口控制，实现歌曲序号的显示；功能键盘采用按键开关，通过单片机P3口控制，实现歌曲播放顺序的调换和暂停播放功能；蜂鸣器由单片机的P2口控制，实现歌曲播放；彩灯是由普通发光二极管代替，能实现单色长亮和闪烁效果。
主要工作过程是通过按下功能键实现上一首和下一首及暂停播放，同时有数码管显示当前播放歌曲的序号，蜂鸣器播放出音乐，当播放最后一首夜曲时还伴有彩灯闪烁。
此次设计要利用单片机及KeilC51编程软件编程和PROTEUS单片机仿真软件和电子电工等方面知识,用KeilC51编程软件编程，用PROTEUS单片机仿真软件仿真。
最后制作实物，将程序下载到单片机中，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。
关键词:AT89C51单片机，蜂鸣器，七段显示数码管LED。
in order to achieve the single-chip microcomputer control, the graduation design music playback made try, namely the design of electronic music box. This design USES a voice to realize the buzzer songs, can maintain basic tones broadcast changeless, fluent plays songs. Now choose AT89C51 microcontroller. Main design module includes digital pipe display, keyboard parts, part function, the lantern buzzer voice part part. Digital tube is altogether anode digital tube, through the single-chip microcomputer control, fulfilling the P1 mouth serial number display; songs Function by button switches, keyboard by single-chip microcomputer control, fulfilling the P3 mouth songs played order of exchange and suspend play function; The buzzer by single-chip microcomputer control, fulfilling the P2 mouth songs played; Lantern is by ordinary leds instead of, can realize monochromatic long bright and flickering effect. The main work process is realized by pressing the function keys on a and stop the next song and and also to have digital tube display the current song playlists, serial Numbers, music, buzzer plays when playing one of his last when accompanied by lights flashing nocturnes. This design USES singlechip and to KeilC51 programming software programming and PROTEUS single-chip microcomputer simulation software and electronic electrician, etc, with KeilC51 programming knowledge with PROTEUS single-chip microcomputer software programming, simulation software simulation. Finally making things, will program downloaded to a single-chip microcomputer, the use of I/O mouth produce certain frequencies of square wave, driving, making different tones buzzer, thus playing music.Keywords:AT89C51 buzzer, seven segment display, digital tube LED.目录一、单片机设计课程的目的和基本要求 (6)二、八音盒的设计要求 (4)三、课程设计任务书 (4)四、关于AT89C51 (4)五、设计项目简介 (6)六、总体设计 (7)七、硬件原理及设计说明 (10)八、软件设计流程图 (11)九、电路原理图 (10)十一、程序清单 (14)十二、程序输入窗口、编码及音乐程序 (21)十三、仿真和调试 (27)十四、元器件清单 (27)十五、电路总图 (29)十六、实验总结 (29)致谢 (29)参考文献： (29)一、单片机毕业设计的目的和基本要求毕业设计的基本要求有：（1）在毕业设计过程中，学会使用AT89C51单片机及相应绘图软件，根据设计要求设计，编程，运行，调试最后提供毕业设计报告；（2）毕业设计应由学生本人结合学习到的和了解的知识去完成；（3）认真编写毕业设计报告；二、八音盒的设计要求单片机八音盒的设计基本要求是设计一个八音盒，并且编写相应的软件，完成八音盒的任务，该控制任务应完成下列功能：（1）使用七段数码管显示目前演奏的歌曲编号；（2）用按键操作来选择演奏哪一首歌曲（3）演奏时可以按键中断。
单片机音乐盒课程设计
单片机音乐盒课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单片机的基本原理和编程方法，掌握音乐盒制作的硬件和软件需求。
2. 使学生掌握音乐盒音符的组合和编排，能运用单片机制作个性化的音乐作品。
3. 帮助学生了解声音的产生、传播和接收过程，提高对声学知识的理解和应用能力。
技能目标：1. 培养学生动手实践能力，能独立完成单片机音乐盒的组装和编程。
2. 培养学生创新思维和问题解决能力，能针对实际问题提出解决方案并优化改进。
3. 提高学生团队协作能力，能在小组合作中发挥个人优势，共同完成项目任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机编程和电子制作的兴趣，激发学习热情和积极性。
2. 培养学生勇于尝试、不断探索的精神，增强克服困难的信心和毅力。
3. 培养学生关注社会、关爱他人的责任感，通过音乐盒的制作，传递美好情感，传播正能量。
课程性质：本课程为实践性强的课程，旨在通过单片机音乐盒的制作，将理论知识与实际应用相结合，提高学生的综合素养。
学生特点：学生具备一定的电子基础知识，对单片机和编程有一定了解，喜欢动手实践，富有创新精神。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动探究，鼓励学生创新思维，关注学生个体差异，提供个性化指导。
通过课程学习，使学生达到预定的学习成果，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 理论知识：- 单片机原理与编程基础：介绍单片机的硬件结构、工作原理，C语言编程基础。
- 声音原理：讲解声音的产生、传播、接收等基本知识，以及音符、音阶和旋律的概念。
- 音频信号处理：介绍音频信号的产生、放大和输出过程，以及如何利用单片机控制音频信号。
2. 实践操作：- 硬件组装：指导学生按照电路图组装单片机音乐盒，包括单片机、扬声器、按键等元件的连接。
- 软件编程：教授学生编写程序，实现音乐盒的基本功能，如播放音符、调整音量、切换曲目等。
- 创新设计：鼓励学生发挥创意，为音乐盒增加新功能，如定时播放、录音等。
基于51单片机电子琴八音盒设计.
目录诚信声明.......................................................................................（1）基于51单片机电子琴八音盒设计......................................................（2）中文摘要.......................................................................................（2）英文摘要.......................................................................................（2） 1 引言..........................................................................................（2） 2 方案总体设计 (2)2.1 方案对比 (3)2.2系统工作原理...........................................................................（4） 3 硬件设计 (4)3.1 STC89C52芯片 (4)3.2单片机复位部分 (5)3.3单片机晶振部分 (6)3.4数码管显示部分 (6)3.5蜂鸣器部分 (8)3.6按键部分.................................................................................（8） 4 软件设计 (10)4.1 系统流程 (10)4.2延时源代码 (11)4.3 发音源代码 (11)4.4 单个按键源代码.....................................................................（11） 5 系统仿真与调试 (12)5.1 仿真软件简介 (12)5.2 硬件调试 (12)5.3 软件调试 (12)5.4 使用说明..............................................................................（15） 6 设计总结.................................................................................（15）参考文献 (16)致谢 (17)附录Ⅰ原理图...........................................................................（18）附录Ⅱ实物图...........................................................................（19）附录Ⅲ软件设计 (20)xxx学院本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
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。
单片机课程设计音乐盒设计
单片机课程设计音乐盒设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握单片机的基本原理，理解其在音乐盒设计中的应用。
2. 使学生了解并掌握音乐盒的基本组成部分，如音符、节拍等。
3. 帮助学生理解并运用编程语言，实现对音乐盒乐曲的编程与控制。
技能目标：1. 培养学生动手实践能力，能够独立完成音乐盒硬件电路的搭建。
2. 培养学生运用编程软件进行单片机程序设计的能力，实现音乐盒乐曲的播放与控制。
3. 提高学生的问题解决能力，能够针对音乐盒设计过程中遇到的问题进行调试与优化。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对单片机及电子制作的兴趣，培养其创新意识和动手能力。
2. 培养学生团队协作精神，学会与他人共同分析问题、解决问题。
3. 引导学生关注科技发展，认识到所学知识在实际应用中的价值。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为单片机课程设计，结合音乐盒设计，旨在让学生在实际操作中掌握单片机原理和应用。
学生为高年级学生，已具备一定的电子基础和编程能力。
教学要求注重实践与理论相结合，培养学生的动手能力和实际应用能力。
二、教学内容1. 理论知识：- 单片机原理及功能特点，对应教材第3章。
- 音乐盒基本构成及工作原理，对应教材第6章。
2. 实践操作：- 硬件电路搭建，包括单片机、扬声器、按键等元件的连接，对应教材第4章。
- 程序设计，使用C语言或汇编语言编写音乐盒乐曲播放程序，对应教材第5章。
3. 教学大纲：- 第一周：学习单片机原理及功能特点，了解音乐盒基本构成及工作原理。
- 第二周：进行硬件电路搭建，学习并掌握相关元件的使用方法。
- 第三周：编写音乐盒乐曲播放程序，学会编程控制单片机播放音乐。
- 第四周：调试与优化，针对音乐盒设计过程中遇到的问题进行解决。
4. 教学内容安排与进度：- 理论与实践相结合，每周安排2课时理论知识学习，2课时实践操作。
- 按照教学大纲，逐步完成音乐盒设计的相关内容。
5. 教材章节及内容列举：- 第3章：单片机原理及功能特点，重点学习单片机的内部结构、工作原理及编程方法。
单片机设计——八音盒
8051八音盒课程设计任务书8051八音盒本设计利用8051单片机结合内部定时器LCD设计一个八音盒, 按下单键可以演奏预先设置的歌曲旋律。
本设计可以学习8051定时器程序设计, 按键扫描及歌曲旋律简单直觉式输入法的设计方法。
其基本功能为：1使用LCD显示器来显示目前演奏的歌曲编号；2具有16个按键操作来选择演奏哪一首歌曲；3内建10首歌曲旋律, 按下单键可以演奏歌曲；4演奏时可以按键中断。
程序执行后工作指示LED闪动, 表示程序开始执行, 按下单键0~9便可以演奏歌曲, 歌曲演奏中, 可以按键中断。
设计项目简介(1)设计思路:(2)选择8051单片机, 通过T0定时中断, 并配合P3.0引脚输出音频频率。
(3)P3.0引脚输出接扬声器。
(4)通过P3.4引脚接入中断按键, 进行中断(5)通过P0接8155外扩端口。
(6)通过8155PA口接LCD驱动电路芯片, 再接显示器。
8155的PB,PC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P3.0引脚的输出每次取反, 就可以在P3.0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P3.0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: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电路原理图:系统功能简介:8051八音盒具有4乘4键盘, 由于选歌旋律。
有LCD显示, 显示当前正在播放的旋律。
有中断按键, 在单片机播放旋律时可以按中断暂停, 再选歌曲旋律。
单片机课程设计——八音盒
《单片机原理及应用》课程设计---八音盒设计---目录一、课程设计任务书 3二、设计项目简介 32.1 总体设计思路...................................................................... . (3)2.2 音符产生方法 ..................................................................... . (3)2.3 节拍产生方法 ..................................................................... . (4)2.4 核心器件简介 ..................................................................... . (5)2.5 任务分工 ................................................................ .. (7)三、系统功能简介 (8)四、电路原理图 84.1 硬件电路设计框图 (10)4.2 键盘控制电路 (10)4.3 LCD显示电路 (11)4.4 晶振和复位电路…………………………………………………………… ..114.5 扬声器和闪烁电路 (12)4.6 播放和停止电路 (12)五、程序框图 (13)六、程序清单 (16)6.1 主函数main.c (16)6.2 功能函数f un.c (18)6.3 数据函数data.c (27)6.4 主函数变量定义 (33)6.5 功能函数相关变量定义 (33)6.6 数据函数相关变量定义 (34)七、总结...................................................................... .. (35)参考文献： (36)摘要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入。
音乐盒设计单片机课程设计
初始化：设置系统参数，初始化硬件 设备
读取音乐文件：从存储设备中读取音 乐文件
解码音乐文件：将音乐文件解码为音 频信号
播放音频信号：将解码后的音频信号 输出到扬声器
控制音乐播放：根据用户操作控制音 乐的播放、暂停、快进、快退等功能
结束：关闭硬件设备，结束程序运行
音乐盒单片机软件功能模块设计
音乐播放模块：负责播放音乐，包括音乐文件的读取、解码和播放
实现
Part One
单击添加章节标题
Part Two
音乐盒设计概述
音乐盒的历史与文化背景
起源：音乐盒起源 于18世纪，最初 是作为贵族的奢侈 品
发展：19世纪， 音乐盒逐渐普及， 成为大众娱乐工具
音乐盒种类：包括 机械音乐盒、电子 音乐盒等
文化意义：音乐盒 不仅是一种娱乐工 具，也是一种文化 符号，代表着浪漫 、优雅和精致。
开发环境：Keil uVision 或IAR Embedded Workbench
编译工具：Keil uVision 或IAR Embedded Workbench
调试工具：J-Link或STLink
开发流程：编写代码、编 译、调试、下载到单片机
开发技巧：模块化编程、 代码优化、错误处理
音乐盒单片机软件控制流程设计
电源保护等
接口设计：包 括USB接口、 音频接口、电 源接口等，方 便用户操作和 连接外部设备
音乐盒单片机控制模块设计
单片机选择：根据音乐盒功能需求选择合适的单片机型号 控制模块设计：设计音乐盒的控制模块，包括按键、显示、音频输出等 程序编写：编写控制模块的程序，实现音乐盒的功能 调试与测试：对控制模块进行调试和测试，确保其正常运行
音乐盒单片机硬件 设计
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基于单片机控制八音盒的设计目录摘要 (2)关键词 (2)第一章基于单片机控制八音盒的设计 (3)1.1 八音盒设计功能描述 (3)1.2 八音盒设计分析 (3)1.3 单片机的设计任务和要求 (3)第二章单片机的组成及特点 (4)2.1 单片机的组成 (4)2.2 单片机的特点 (4)2.3 单片机的分类 (5)2.4 单片机的应用分类 (5)第三章八音盒的设计要求与发音原理 (6)3.1 单片机八音盒的设计基本要求 (6)3.2 八音盒的设计发音原理 (6)3.3 关于AT89C51的性能介绍 (8)3.4 AT89C51的管脚介绍 (9)第四章硬件设计 (11)4.1 Proteus功能及其特点 (11)4.2 硬件电路设计 (11)4.3 简单八音盒的设计 (12)4.4 LCD 数码显示器简介结构 (16)第五章软件设计 (17)5.1 软件流程图 (17)5.2 歌曲的编码改写实例 (17)第六章软、硬件系统联合调试 (18)6.1 调试 (18)6.2 仿真 (19)6.3 程序调试中出现的问题及解决的办法 (21)第七章PCB设计及电路制作 (21)7.1 PCB制作流程 (21)7.2 绘制PCB图注意事项 (25)总结 (25)致谢词 (26)参考文献： (27)附录 (27)摘要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。
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为了实现单片机控制音乐播放，此次毕业设计做出了尝试，即电子音乐盒的设计。
本设计采用了扬声器发声来实现歌曲的播放，能保持基本音调不变，流畅播放出歌曲，现选用AT89S51单片机。
主要工作过程是通过按下功能键实现上一首和下一首及暂停播放，同时有数码管显示当前播放歌曲的序号，扬声器播放出音乐。
此次设计要利用单片机及KeilC51编程软件编程和PROTEUS单片机仿真软件等方面知识,用KeilC51编程软件编程，用PROTEUS单片机仿真软件仿真。
最后制作实物，将程序下载到单片机中，利用I/O口产生一定频率的方波，驱动扬声器，发出不同的音调，从而演奏乐曲。
关键词单片机、八音盒、AT89C51、proteus、keil。
第一章基于单片机八音盒的设计1.1八音盒设计功能描述八音盒可以经常发出宜人的音乐旋律，能给生活增加不少的乐趣。
用51系列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，驱动扬声器，发出不同的音调，从而演奏乐曲。
2)用字符型LCD显示当前播放的歌曲序号。
3)开机时有英文欢迎提示字符。
4)可通过功能键选择乐曲，暂停，播放。
5)显示乐曲播放时间或剩余时间（至少30秒）。
1.2八音盒设计分析本次设计利用89C51单片机结合内部定时器及LCD显示器，设计一个简易的电子八音盒，按下单键可以演奏预先设置的歌曲旋律。
使用了文字型LCD(16×2)显示目前演奏的歌曲编号，由键盘（4*4）来选择演奏歌曲；具有16个按键操作来选择演奏哪一首歌曲；演奏时可以按键暂停。
内置自动定时器，若没有按键，则自动演奏歌曲。
利用单片机定时器来产生固定频率的方波信号推动压电喇叭，发出旋律。
音阶频率及定时器初值加载的关系及设计原理及方法，及按键扫描。
在歌曲旋律设计方面采直觉式输入法，由程序中直接输入方便快速设计歌曲。
1.3 单片机设计任务和要求为了实现单片机控制音乐播放，采用电子音乐盒的设计。
本设计采用了扬声器发声来实现歌曲的播放，能保持基本音调不变，流畅播放出歌曲，现选用AT89S51单片机。
主要工作过程是通过按下功能键实现上一首和下一首及暂停播放，同时有数码管显示当前播放歌曲的序号，扬声器播放出音乐。
此次设计要利用单片机及KeilC51编程软件编程和PROTEUS单片机仿真软件等方面知识,用KeilC51编程软件编程，用PROTEUS单片机仿真软件仿真。
最后制作实物，将程序下载到单片机中，利用I/O口产生一定频率的方波，驱动扬声器，发出不同的音调，从而演奏乐曲。
2.1单片机的组成单片机是微型机的一个主要分支，在结构上的最大特点是把CPU、存储器、定时器和多种输入/输出接口电路集成在一块超大规模集成电路芯片上。
就其组成和功能而言，一块单片机芯片就是一台计算。
单片机是通过内部总线把计算机的各主要部件接为一体，其内部总线包括地址总线、数据总线和控制总线。
其中，地址总线的作用是在进行数据交换时提供地址，CPU 通过它们将地址输出到存储器或I/O 接口；数据总线的作用是在CPU与存储器或I/O 接口之间，或存储器与外设之间交换数据；控制总线包括CPU发出的控制信号线和外部送入CPU 的应答信号线等。
2.2 单片机的特点由于单片机的这种结构形式及它所采取的半导体工艺，使其具有很多显著的特点，因而在各个领域都得到了迅猛的发展。
单片机主要发展如下特点：（1）有优异的性能价格比。
（2）集成度高、体积小、有很高的可靠性。
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线，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。
另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。
（3）控制功能强。
为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O 口的逻辑操作以及位处理功能。
单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。
（4）低功耗、低电压，便于生产便携式产品。
（5）外部总线增加了IC（Inter-Integrated Circuit）及SPI（Serial Peripheral Interface）等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。
（6）单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。
2.3 单片机的分类单片机作为计算机发展的一个重要领域，应用一个较科学的分类方法。
根据目前发展情况，从不同角度单片机大致可以分为通用型/专用型、总线型/非总线型及控制型/家电型。
1. 通用型/专用型这是按单片机适用范围来区分的。
例如，80C51 是通用型单片机，它不是为某种专用途设计的；专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的，例如为了满足电子体温计的要求，在片内集成ADC 接口等功能的温度测量控制电路。
2. 总线型/非总线型这是按单片机是否提供并行总线来区分的。
总线型单片机普遍设置有并行地址总线、数据总线、控制总线，这些引脚用以扩展并行外围器件都可通过串行口与单片机连接，另外，许多单片机已把所需要的外围器件及外设接口集成一片内，因此在许多情况下可以不要并行扩展总线，大大减省封装成本和芯片体积，这类单片机称为非总线型单片机。
3. 控制型/家电型这是按照单片机大致应用的领域进行区分的。
一般而言，工控型寻址范围大，运算能力强；用于家电的单片机多为专用型，通常是小封装、低价格，外围器件和外设接口集成度高。
显然，上述分类并不是惟一的和严格的。
例如，80C51 类单片机既是通用型又是总线型，还可以作工控用。
2.4单片机的应用分类由于单片机具有显著的优点，它已成为科技领域的有力工具，人类生活的得力助手。
它的应用遍及各个领域，主要表现在以下几个方面：(1) 单片机在智能仪表中的应用单片机广泛地用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，并可以提高测量的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。
(2)单片机在机电一体化中的应用机电一体化是械工业发展的方向。
机电一体化产品是指集成机械技术、微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化特征的机电产品，例如微机控制的车床、钻床等。
单片机作为产品中的控制器，能充分发挥它的体积小、可靠性高、功能强等优点，可大大提高机器的自动化、智能化程度。
(3) 单片机在实时控制中的应用单片机广泛地用于各种实时控制系统中。
例如，在工业测控、航空航天、尖端武器、机器人等各种实时控制系统中，都可以用单片机作为控制器。
单片机的实时数据处理能力和控制功能，可使系统保持在最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品质量。
综合所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。
另一方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。
从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。
这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。
第三章八音盒的设计要求与发音原理3.1 单片机八音盒的设计基本要求1. 基本要求是设计一个八音盒，并且编写相应的软件，完成八音盒的任务，该控制任务应完成下列功能：（１）使用LCD显示目前演奏的歌曲编号；（２）用按键操作来选择演奏哪一首歌曲（建几首歌曲旋律，按下单键便可以演奏歌曲）；（３）演奏时可以按键暂停。
3.2 八音盒的设计发音原理1. 八音盒的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，然后控制P3.7引脚的输出音乐。
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（1）音符及定时器初始值：μ例如：中音1（do）的音频=523HZ,周期T=1/523s=1912s定时器/计数器0的定时时间为：T/2=1912/2sμ=956sμ定时器956sμ的计数值=定时时间/机器周期=956sμ/1sμ=956(时钟频率=12MHZ)装入T0计数器初值为65536-956=64580将64580装入T0寄存器中，启动T0工作后，每计数956次时将产生溢出中断，进入中断服务时，每次对P3.0引脚的输出值进行取反，就可得到中音DO （523HZ）的音符音频。