单片机课程设计——八音盒

1、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32.2音符产生方法 .32.3节拍产生方法 .42.4核心器件简介 .52.5任务分工7、系统功能简介 84.1 硬件电路设计框图 .104.2 键盘控制电路 .104.3 LCD显示电路 .114.4 晶振和复位电路 .114.5 扬声器和闪烁电路 .124.6 播放和停止电路 .12五、程序框图13六、程序清单 166.1 主函数mai n.c .166.2 功能函数fun.c 186.3 数据函数.27data.c6.4 主函数变量定义336.5 功能函数相关变量定义.336.6

2、 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。当今，利 用单片机控制音乐播放举不胜举，而利用单片机存储音乐，控制播放最为广泛，它 具有功能多、价格优、外围电路简单等特点，很受音乐爱好者和音乐芯片制造商的 青睐。本设计主要是应用单片机的原理和控制理论来设计音乐播放器的硬件电路， 并利用 C 语言进行软件程序设计。通过控制单片机内部的定时器产生不同频率的方 波，驱动蜂鸣器发出不同音调的音乐，再利用延时来控制发音时间的长短。把乐谱 转化成相应的定时常数就可以从发音设备中演奏出悦耳动听的音乐。最后利用编程 软件uVision3和仿

3、真软件PROTEU对该音乐播放器进行仿真，完全实现所需功关键词89C51单片机；矩阵键盘；蜂鸣器；LCD八音盒一、课程设计任务书本设计利用89C51单片机结合内部定时器以及外接 LCD和矩阵键盘设计了一 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89C51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 09 便可以演奏歌

4、曲，歌曲演奏中，可以按键中断。二、设计项目简介1 、设计思路： 选用ATME公司89C51单片机，它具有16KB的内部ROM, 2个定时器/计 数器， 2个外部中断。 通过中断实现歌曲的播放和暂停。 通过定时实现LED闪烁和音乐频率的变化。 通过键盘实现歌曲的选择。2、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 0，定时中断，然后控制 P3.7 引脚的输出每次取反，就可以在 P3.7 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P3.7引脚得到一音频的脉冲。如：

5、C调中音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 ；则其计数初值为：TH0=(8192-C)/32 ； TL0=(8192-C)%32;下面是音符及其程序中对应的编码表2.1音符编码表音符音符编码音符音符编码音符音符编码低音1dao中音1dao高音1h dao低音2re中音Re高音2h re低音3mi中音Mi高音3h mi低音4fa中音Fa高音4h fa低音5sao中音Sao高音5h sao低音6a中音La高音6h la低音7xi中音Xi高音7h xi3、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

6、，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：表2.2 节拍编码表节拍节拍编码(基本延时次数)1/411/223/434/44建立曲谱编码表，例如:简谱编码:re,sao,mi,re,mi,sao,mi,re,dao,re,re,sao,re,mi,sao,mi,re,dao,l_la,dao,dao,mi,re,mi,l_sao,re,l_xi,l_la,l_sao,l_la.dao,re,l_xi,l_la,l_sao,l_mi,l_sao,Oxff节拍编码：4,4,2,2,4,2,222,8,4,4,4,2,2,

7、2,2,2,2,8,4,4,2,2,4,2,2,224, 6,2,2,2,2,2,164、核心器件简介(1) 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，高性能 CMOS位微 处理器，俗称单片机。该器件采用 ATMEI高密度非易失存储器制造技术制造，与工 业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8位CPU和闪烁存储器 组合在单个芯片中，ATME的 AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系 统提供了一种灵活性高且价廉的方案。它可以提供以下的功能标准：1) 4K 的字节闪烁存储器；2) 128 字节随机存取数据存储器；3) 32

8、个 I/O 口；4) 2 个 16 位定时 /计数器；5) 1 个串行通信口；6) 片内振荡器和时钟电路。(2) 蜂鸣器蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计 算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电 子产品中作发声器件。 蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。1) 压电式蜂鸣器 压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配 器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡 器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后(1.515V直流工作电压)，多谐振荡 器起振, 输出 1.52.5kHZ 的音频

9、信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化 和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。2) 电磁式蜂鸣器 电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外 壳等组成。(3) 矩阵键盘单片机系统中 , 若使用按键的数量比较多时 ,通常选用用矩阵式键盘。矩阵式 键由行线和列线构成，按键位于行、列线的交叉点上 , 键盘矩阵是由四行四列构 成，矩阵的四列和 P2 口的低四位相连，四行与 P2 口的高四位相连。其键盘识别 方法如下：1) 判断键盘中有无键按下 将全部行线置低电平，然后检测列线的状态。只 要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与 4 根行线相交叉的 4 个按键之中。若所有列线均为高电平，则键盘中无键按下。2) 判断闭合键所在的位置 在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的 过程。其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它线为 高电平。在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。若某列 为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键(4) LCD1602液晶显示器简介工业字符型液晶，能够同时显示 16X02即32个字符。(16列2行)1602液晶也叫 1602字符型液晶，它是一种专门用来显示