单片机课程设计报告-音乐盒的设计

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1、1绪论1.1课题背景近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。自上世纪90年代，嵌入式技术已经成为通信和消费类电子产品的共同发展方向。移动通信终端是集成移动通信功能的嵌入式系统产品，是一个软件和硬件有效综合、集成的系统。21世纪是知识经济时代。其中以电子技术的发展最为迅速，以电子产品为介质的通讯和应用更是日新月异，不短飙升。实际

2、型的应用技术越来越向着顶端发展，更新周期不断缩短。在人才竞争的当今社会，选择有着实际技术型的人才已经是用人单位首先考虑的因素。为此，学校开展了电子课程技术的设计，目的在于提高和加强学生的实践技能，为就业奠定基础。电子课程设计是配合电子技术基础的课程与实验教学的一个非常重要的教学环节。它能巩固电子技术的理论知识，提高电子电路的设计水平，加强综合分析和解决问题的能力，进一步培养学生的实验技能和动手能力，启发学生的创新意识和创新思维。这将对学生毕业以后从事电子方面的工作有很大的帮助。162音乐盒的设计2.1技术要求能

3、够产生低中高三个音调的7个标准音阶DO,RE,M,FA,SO,LA,SI；并在按下相应的数字键的时候数码管显示相应数字；自选一首歌曲，查找到相关的乐谱，确定音阶和节拍，并编写相关的源程序是蜂鸣器能够播放出该歌曲。2.2设计方案及实现2.2.1方案一任务要求：以89s51为核心，根据设计指标设计电路的框图，画出电路逻辑图和装配图，查阅资料，确定所需各元器件型号和参数，自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求。2.2.2方案设计根据任务要求,可以通过以下原理图（图2-1）来实现该音乐盒的设计.复位电路琴键电

4、路放大电路P0.0

5、P0.7P1.0时钟电路单片机80c51图2-1基本原理图本方案的琴键输入是通过独立式键盘来完成的,这样便于控制且直观，如上图设计原理所示我们可16以画出比较直观的流程图如图2-2所示。图2-2程序流程图主流程图NY等待中断，判断是否中断定时器的初始化读入P0的状态，跳转至相应的程序段判断是否抖动态读入P0状关闭定时器进行识别程序开始中断返回对P1.0求反重装计时器的值Y中断程序流程图16居于上述流程图我们可以通过proteus软件画出该实验的原理图（图2-3）：图2-3实验原理图2.2.3

6、方案实现对于音乐盒而言发出悦耳的音乐是其最主要的功能，那么对于使用单片机来制作出来的音乐盒怎么实现音符的发声呢？通过查看资料我们知道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，然后控制引脚的输出音乐（本实验采用P1.0做为输出引脚）。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。具体做法如下所示

7、（以中音DO为例）：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)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P1.0引脚的输出值进行取反，就可得到中音DO（523HZ）的音符音频。将51单片机内部定时器工作在计数器模式1下，改变计数初值TH0

8、,TL0以产生不同的频率。下表2-1是C调各音符频率与计数初值T的对照表：16频率（Hz）/初值()音符频率（Hz）/初值()低1DO262/63627中1DO523/64580高1DO1042/65056低2RE294/63835中2RE589/64687高2RE1245/65134低3M330/64021中3M661/64780高3M1318/65157低4FA350/64107中4FA700/64822高4FA1397/65178低5SO393/64264中5SO786/64900高5SO1568/652

9、17低6LA441/64402中6LA882/64969高6LA1760/65252低7SI495/64526中7SI990/65031高7SI1967/65282表2-1C调各音符频率与计数初值T的对照表2.2.3.1详细参数本实验以Intel公司的80c51为核心，配合键盘系统，放大电路，时钟电路和数码管显示电路实现音乐的演奏。80C51:高性能的静态80C51设计由先进CMOS工