数字音乐盒硬件设计.doc

《数字音乐盒硬件设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、CHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY设计说明书项目名称：数字音乐盒二级学院：电子信息与电气工程学院专业：电气工程及其自动化班级：11电一学生姓名：夏蕊学号：11020434指导教师：蔡纪鹤职称：讲师起止时间：2013年12月30日—2013年1月9日目录1.简介1.1课题意义1.2设计方案1.3研究内容2.总体方案设计2.1系统硬件组成图2.2主控机模块3.最小系统3.1主控芯片介绍3.2时钟电路3.3复位电路3.4电源4.输入部分4.1按键模块5.输出部分5.1显示模块5.2放声模块5.3音乐机模块5.4LM386功放

2、模块6.实物制作与仿真6.1实物制作6.2仿真7.节拍确定8.总结参考文献附录：附录一：元器件清单附录二：原理图附录三：程序清单附录四：实物图1.简介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

3、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设计方案设计一个单片机的音乐盒，利用按键切换演奏出不同的乐曲。扬

4、声器发出乐曲，数码管显示当前为第几首歌曲。使用五个按键，两个用来切换歌曲，一个为电路的复位按键。两个用来启动和停止。1.3研究内容（1）电路的工作模式：演奏歌曲，数码管显示当前的歌曲。（2）按下按键启动键进入演奏音乐模式，按上一曲下一曲来切换歌曲，共三首歌曲。（3）按下按键停止键进入播放音乐停止数码管灭显。2总体方案设计2.1单片机音乐盒系统组成框图图1单片机音乐盒硬件方案1、利用按键切换演奏出不同的乐曲。扬声器发出乐曲，使用5个按键，两个用来切换歌曲，一个用来启动，一个用来停止，另一个是复位。2、用protel99se设计电路图等。3、歌曲可

5、以自己随意的写进音乐盒中。4、由于歌曲的内存比较大，单片机内存小，将两块单片机一同使用，两者可以通讯。5、数码管显示当前播放的是哪一首歌曲。经过反复论证，最终确定了如下方案：1.主控制器：选用两片51内核的单片机作为主控制器主控机：负责显示状态，检测按键以及向下位机传输数据音乐机：在接受到上位机的引号后产生一定频率方波从而发声2.外设装置：这部分是由按键、数码管、扬声器等组成2.2系统硬件组成图图2设计原理图3.2主控机模块作为此次设计的核心硬件，主控机的作用几乎囊括了除音乐播放外的其他所有功能。功能一：控制显示模块功能二：控制按键模块功能三：

6、向下位机传输控制信号图3主控机模块3.最小系统3.1主控芯片介绍STC89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外STC89X51可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可

7、选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。图4STC89C51单片机引脚图单片机是美国STC公司最新推出的一种新型51内核的单片机。片内含有Flash程序存储器、SRAM、UART、SPI、PWM等模块。（一）STC89C51主要功能、性能参数如下：（1）内置标准51内核，机器周期：增强型为6时钟，普通型为12时钟;（2）工作频率范围：0~40MHZ，相当于普

8、通8051的0~80MHZ;（3）STC89C51RC对应Flash空间：4KB;（4）内部存储器（RAM)：512B;（5）定时器计数器：3个16