彩灯控制器设计报告

1、彩灯控制器设计报告摘要：本系统主要由89S51单片机模块、数码管显示模块、按键控制模块、蜂鸣音乐模块等部分组成。完成的主要功能有：LED数码管自动显示数字，并且每个数字的显示时间可调；能产生一段简单的音乐。设计要求本题要求用单片机实现一个带音乐发生功能的彩灯控制器。具体要求如下：一、 由LED数码管自动显示数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然数列），1、3、5、7、9（奇数列），0、2、4、6、8（偶数列）和0、1、2、3、4、5、6、7、0、1（音乐符号数列），然后又依次显示出自然数列、奇数列、偶数列、音乐符号数列，如此周而复始，不断打包循环。二、 打开电源时控制可自动清零，从接

2、通电源时刻起，数码管最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化。三、 每个数字的一次显示时间（从数码管显示出它之时起到它消失之时止）基本相等，这个时间在0.5S到2S范围内连续可调。四、 设计并制作该控制器所需要的直流稳压电源。电源电压5V。五、 扩展功能：设计一个音乐产生电路，自动产生一段音乐。设计方案按照本设计题目的要求，硬件可采用AT89S51单片机作为核心部件，由1个LED数码管完成数字显示功能；由一个扬声器完成音乐播放功能；采用三键控制，其中两个键控制LED数码管每个数字的一次显示时间，另一个键控制音乐的播放；通过软件设计实现全部功能。工作原理单片机在循环显示数字列的同时

3、，采用查询方式控制数字的显示时间和音乐播放的开关。音乐低频信号由定时器采用中断方式产生。软件流程开始单片机初始化显示数字按键查询1或2键按下3键按下无键按下显示时间增减播放音乐设计原理（1 LED循环数字显示；（2 音乐产生的方法；一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。本次设计中单片机晶振频率为12MHz，那么定时计数器的定时频率为1MHz，选用工作方式1，

4、那么T值便为T=2165×105/(相应的频率)，那么根据不同的频率计算出应该赋给定时器的计数值，列出不同音符与单片机计数T0相关的计数值如下表所示：音符频率（HZ）简谱码（T值）音符频率（HZ）简谱码（T值）低1DO26263628# 4 FA#74064860#1DO#27763731中 5 SO78464898低2RE29463835# 5 SO#83164934#2 RE#31163928中 6 LA88064968低 3 M33064021# 693264994低 4 FA34964103中 7 SI98865030# 4 FA#37064185高 1 DO10466505

5、8低 5 SO39264260# 1 DO#110965085# 5 SO#41564331高 2 RE117565110低 6 LA44064400# 2 RE#124565134# 646664463高 3 M131865157低 7 SI49464524高 4 FA139765178中 1 DO52364580# 4 FA#148065198# 1 DO#55464633高 5 SO156865217中 2 RE58764684# 5 SO#166165235# 2 RE#62264732高 6 LA176065252中 3 M65964777# 6186565268中 4 FA6986

6、4820高 7 SI196765283下面我们要为这个音符建立一个表格，有助于单片机通过查表的方式来获得相应的数据低音019之间，中音在2039之间，高音在4059之间TABLE:DW 0,63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524,0,0DW 0,63731,63928,0,64185,64331,64463,0,0,0DW 0,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,0,0DW 0,64633,64732,0,64860,64934,64994,0,0,0DW 0,65058,65110,65157,651

7、78,65217,65252,65283,0,0DW 0,65085,65134,0,65198,65235,65268,0,0,0DW 02、音乐的音拍，一个节拍为单位（C调）节拍值DELAY4/4125ms3/4187ms2/4250ms对于不同的曲调我们也可以用单片机的另外一个定时/计数器来完成。本次设计采用AT89S51单片机产生了一首3/4拍的“生日快乐”歌。因为歌曲是3/4拍的，所以美个音符的发音延时是187ms的整数被。在这个程序中用到了两个定时/计数器来完成的。其中T0用来产生音符频率，T1用来产生音拍。电路图调试于检测在完成电路制作和软件编程后，调试是最为重要的一环。设计制作

8、中的种种漏洞和不足都在这里被发现并解决。软件清单和注解：ORG 0000HAJMP MAINORG 0300HMAIN: CLR P1.4MOV 30H,#20MOV 40H,#0AHMOV A,#00HN1:MOV P3,#0FFHMOV R0,AMOV DPTR,#TABLE2MOVC A,A+DPTRMOV P3,AMOV R5,30HLCALL DELAYMOV A,R0INC ADJNZ 40H,N1MOV 40H,#05HMOV A,#01HN2: MOV R0,A MOV P3,#0FFHMOV DPTR,#TABLE2MOVC A,A+DPTRMOV P3,AMOV R5,30

9、HLCALL DELAYMOV A,R0INC AINC ADJNZ 40H,N2MOV 40H,#05HMOV A,#00HN3: MOV R0,A MOV P3,#0FFHMOV DPTR,#TABLE2MOVC A,A+DPTRMOV P3,AMOV R5,30HLCALL DELAYMOV A,R0INC AINC ADJNZ 40H,N3MOV 40H,#08HMOV A,#00HN4: MOV R0,AMOV P3,#0FFHMOV DPTR,#TABLE2MOVC A,A+DPTRMOV P3,AMOV R5,30HLCALL DELAYMOV A,R0INC ADJNZ 40H

10、,N4MOV 40H,#02HMOV A,#00HN5: MOV R0,A MOV P3,#0FFHMOV DPTR,#TABLE2MOVC A,A+DPTRMOV P3,AMOV R5,30HLCALL DELAYMOV A,R0INC ADJNZ 40H,N5AJMP MAINDELAY: MOV A,P1 ;延时子程序(R5*25)msMOV P1,#0FFHMOV R1,AANL A,#01HJNZ DLV1INC 30HDLV1:MOV A,R1ANL A,#02HJNZ DLV2DEC 30HDLV2:MOV A,R1ANL A,#04HJNZ DLV3LCALL MUSICDLV

11、3: MOV R7,#100 ;延时子程序25msD1:MOV R3,#250D2:DJNZ R3,$DJNZ R7,D1DJNZ R5,DELAYRETMUSIC: MOV TMOD,#11H ;设定时方式MOV IE,#8AH ;开中断START0: MOV 50H,#00HNEXT: MOV A,50HMOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTR ;查表取音调和节拍MOV R4,AJZ END1 ;为零,不进行处理.ANL A,#0FHMOV R2,A ;将节拍存入R2MOV A,R4SWAP AANL A,#0FHJNZ SING ;根据音调决定是否演奏.CLR TR0 ;

12、关闭定时AJMP PAS1SING: DEC AMOV 22H,A ;将音调存入22H.RL AMOV DPTR,#TABLE1MOVC A,A+DPTR ;根据音调决定定时器初值.MOV TH0,A ;放入TH0MOV 21H,AMOV A,22HRL AINC AMOVC A,A+DPTRMOV TL0,A ;放入TL0MOV 20H,ASETB TR0PAS1: MOV TH1,#0CHMOV TL1,#83HMOV 55H,#03HSETB TR1 ;启动定时END0:RETEND1: CLR P1.4SJMP END0ORG 000BH ;定时器T0中断服务程序AJMP TIM0OR

13、G 0080HTIM0: CPL P1.4 MOV TL0,20H ;重赋初值.MOV TH0,21HRETIORG 001BH ;定时器T1中断服务程序AJMP TIM1ORG 0180HTIM1: DJNZ 55H,DT MOV 55H,#03HDJNZ R2,TIM1INC 50HLCALL NEXT DT:MOV TL1,#83H ;重赋初值.MOV TH1,#0CHRETITABLE2: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,00H ;数码：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，结束TABLE1:DW 64260,64400,64524,64580 ;决定音调的定时初值.DW 64684,64777,64820,64898DW 64968,65030,65058,65110DW 65157,65178,65217TABLE:DB 82H,01H,81H,94H,84H,0B4H,0A4H,04H,82H,01H,81H,94H,84H,0C4H,0B4H,04HDB 82H,01H,81H,0F4H,0D4H,0B4H,0A4H,94