基于单片机的电子音乐门铃设计任务书

微机控制统应用方向年设计任务书学

院

计算机与信息工程学院

专

业

计算机科学与技术课程名称

微机控制系统应用方向

题

目

基于单片机的电子音乐门铃完成期限

自20137月3日至829

共8内容及任务

一、项目的目的基于单片机的电子音乐门铃设计，强化动手能力，为毕业设计做准备。二、项目任务的主要内容和要求用I/O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（至少三首乐曲，每首不少于30）客人可通过门铃按键器播放音乐，并显示等待时间。如果主人在家，可暂停并取消音乐播放。三、项目设计（研究）思路通过仿真软件PROTUES现要求的硬件电路图，晶振电路、最小系统、数码管、按键、蜂鸣器等；软件实现按键事件、音乐播放、数码管显示等；首先实现硬件电路图，再软件处理的时候，通过中断和定时器，实现按键请求处理和计时显示处理，对于两个定时器T0和同时使用不是很熟悉，刚开始二者总是不能同时实现，通过针对性测试和查找资料，最终实现。四、具体成果形式和要求通过仿真电路图展示项目主要功能。起止日期

工作内容进度安排主要参考资料指导教师

4--7.5召开小组会议，讨论设计的主要内容，进行明确的分工；7.6--8.23查找参考资料，解决相关问题；23--8.26完成仿真电路图和实现代码；书写设计文档。1.彭伟.单片机语言程序设计实训[M],子工业出版社,2.谭浩强.C语言程序设计（第二版）[M],北京清华大学出版社,3.李建忠.单片机原理及应用[M],西安电科技大学出版社,意见

（签字

年

月

日系（教研室）主任意见

（签字

年

月

日word文档可自由复制编辑微机控制统应用方向年设计说明书

计算机与信息工程学院计科祖杰、赵雷、周来宇、朱路平、张毅苗

：2010211150201021115120102111532010211147

基于单片机的电子音乐门铃设计

董再秀

2013.07.03--2013.08.29word文档可自由复制编辑录......................................................................................................................11..............................................................................................................................................2..............................................................................................................................1123......................................................................................................................................23.1.1简介..........................................................................................................23.1.2时钟振荡电路........................................................................................................334......................................................................................................................................45..............................................................................................................................................77................................................................................................................................................8................................................................................................................................................8......................................................................................................................9A...................................................................................................................0.............................................................................................................15....................................................................................................................15word文档可自由复制编辑第部：文分论1.1研究背随着人类社会的发展，人们对视觉、听觉方面的享受提出了越来越高的要求。传统的门铃由于发音单调，已经不能很好满足人们的需要，不能实现批量生产。本文设计的音乐门铃是以单片机为核心元件的电子式音乐门铃小强奏和旋音乐，使用方便，并具有一定的商业价值。人类所接触的信息也在不断增加并且日益复杂。面对浩如烟海的信息，人们已经能够利用计算机等工具高效准确地对之进行处理，但要想将处理完的信息及时传递给别人通过寻求更加卓越的显示技术来实现。单片机技术与数码管显示技术的结合，使信息传输交流向着智能可视化方向迅速发展。1.2主要工本设计是基于片机的可控音乐门铃程序设计门铃是一个依据单片机技术原理，通过PROTEUS真软件对硬件电路进行仿真制作以及利用KEIL软件对音乐门铃源程序进行C言编译，而设计制作出的一个多功能音乐门铃。1.3研究内用口生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏乐曲（至少三首乐曲，每首不少于秒客人可通过门铃按键器播放音乐，并显示等待显示时间。

如果主人在家，可暂停并取消音乐。统体案2.1系统组框图音乐门铃的系统结构以单片机位控制核心个按键电路、蜂鸣器、数码管模块组成。单片机负责接收按键的输入，根据输入控制音乐播放曲目和显示等待时间以及蜂鸣器发音。系统组成框图如图示。蜂鸣器门铃按键AT89c51单片机

显示等待时间复位按键等待时间清零图系统组成框图word文档可自由复制编辑2.2音乐门的功能构图音乐门铃的功能结构如图所示。门铃按键是实现播放音乐的功能，可播放的曲目有4，分别是千年之恋、寂寞沙洲冷、小小葫芦娃和同桌的你。复位按键是实现音乐停止和时间清零的功能，由主人完成操作。开始门铃按键

复位按键播放音乐

显示等待时间

音乐停止

等待时间清零图-2音乐门铃功能结构图件计3.1各部分件设计其原理简介是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（

—andReadMemory电压性能8微处理器，俗称单片机是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除次。由于将多功能8和闪烁存储器组合在单个芯片中的AT89C51一种高效微控制器单片机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。外形及引脚排列如图3-1所示图-1AT89C51列单片机word文档可自由复制编辑时钟振荡电路中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚

和分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或者陶瓷谐振器一起构成自然振荡器。外接石英晶体及电接放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对外接电C2然没有什么严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温度稳定性。如果使用石英晶体，我们推荐电容使用，而如果使用陶瓷振荡器建议选择10PF用户也可以采用外部时钟。采用外部时钟的电路如图示。这种情况下，外部时钟脉冲接端，即内部时钟发生器的输入端则悬空。由于外部时钟信号是通过一个2频触发器后作为内部时钟信号的以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求最小高电平持续时间和最大的低电平持续时间应符合产品技术条件的要求。振荡器电路如图示：图32单片机内部、外部振荡电路3.2硬件电图及功总体硬件电路实现功能如下，如图3-3示。）

电路中用P3.3控制按键。2和P2.0-2.7控制数码管的时间显示。3P3.7控制蜂鸣器。word文档可自由复制编辑图-3硬件电路图件计一般说来，单片机演奏音乐基本都是单音频率，它不包含相应幅度的谐波频率，也就是说不能像电子琴那样能奏出多种音色的声音此单片机奏乐只需弄清楚两个概念即可，也就是调节拍表示一个音符唱多长的时间。4.1音调的定不同音高的乐音是用CDEGAB来表示，7字母就是音乐的音名，它们一般依次唱成MIFA、LA即唱成简谱的25、7相当于汉字多来米发梭拉西的读音，这是唱曲时乐音的发音，所以叫音调即ToneCDEG一组音的距离分成12等份一个等份叫一个音个音之间的距离有两个音叫全音钢琴等键盘乐器上CD–、FGGAAB两音之间隔着一个黑键，他们之间的距离就是全音；EFB两音之间没有黑键相隔，它们之间的距离就是半音。通常唱567音叫自然音，那些在它们的左上角加上﹟号或号的叫变化音。﹟叫升记号，表示把音在原来的基础上升高半音，b降记音，表示在原来的基础上降低半音。要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期率此周期除2即为半周期的时间。利用定时器计时这半个周期时间，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相，就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。利用内部定时器使其工作在计数器模MODE1数值TH0及TL0以产生不同频率的方法。word文档可自由复制编辑此外结束符和休止符可以分别用代码00H和表示表结果为示曲子终了；若查表结果为FFH则产生相应的停顿效果。计数脉冲值与频率的关系公式如下：N=FiN：计算值；

Fi内部计时一次为1us故其频率为3其计数值的求法如下：例如K=65536F=1000000=Fi=1MHz音DO（261Hz（523Hz高音的DO1046Hz的计算值Fr=65536-500000/Fr低音DO低音DO低音DO4C各音符频率与计数值T的对照表如表4-1所示。表4-1C调各音符频率与计数值的对照表低音DoDo﹟ReRe﹟MiFaFa﹟SoSo﹟LaLa﹟Si

频率262277294311330349370392415440464494

T190818051701160815151433135112761205113610781012

参数229217204193182172162153145136129121

中音DoDo﹟ReRe﹟MiFaFa﹟SoSo﹟LaLa﹟Si

频率523554587622659698740784831880932988

T956903852804759716676638602568536506

参数115108102979186817772686461

高音DoDoReReMiFaFaSoSoLaLaSi

频率104611091175124513181397148015681661176018651976

T575451484543413836343230

参数5754514845434138363432304.2节拍的定若要构成音乐，光有音调是不够的，还需要节拍，让音乐具有旋律（固定的律动而且可以调节各个音的快满度。休止符表示暂停发音。一首音乐是由许多不同的音符组成的，而每个音符对应着不同频率，这样就可以利用不同的频率的组合，加以与拍数对应的延时，构成音乐。对于单片机来说，产生不同频率的脉冲是非常方便的，利用单片机的定时/数器来产生这样的方波频率信号。表4-2节拍与节拍码对照节拍码1

节拍数1/4

节拍码1

节拍数1/8拍word文档可自由复制编辑8ACF

拍拍1拍1拍又拍拍又拍拍3拍

8AC

1/4拍3/8拍2/1拍5/8拍3/4拍1拍1又1又每个音符使用1个字节，字节的高位代表音符的高低，低代表音符的节拍，表4-2节拍码的对照。如拍为0.4秒拍实秒，只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假拍为1DELAY1应为4DELAY以此类推。所以只要求得1/4拍的DELAY间，其余的节拍就是它的倍数，如4-31/41/8节拍的时间设定。表1/41/8节拍的时间设定曲调值调调调

DELAY125毫秒187毫秒250毫秒

曲调值调4/4调3/4调2/4

DELAY62毫秒94毫秒125毫秒4.3编码domifasola分别编码1~7重音do编8,音为9停顿编为。播放长度以十六分音符为单位（在本程序中为165ms分音符等于4个十六分音符，编为其它的播放时间以此类推。音调作为编码的高，而播放时间作为低位，如此音调和节拍就构成了一个编码。以xff为曲谱的结束标志，可以参考简谱码如表4-4示。歌曲播放的设计：先将歌曲的简谱进行编码，储存在一个数据类型为的数组中。程序从数组中取出一个数，然后分离出4得到音调，接着找出相应的值赋给定时器0使之定时操作蜂鸣器，得出相应的音调；接着分离出该数的低4位，得到延时时间，接着调用软件延时。表4-4简谱对应的简谱码、T值、节拍数简谱

发音低音低音低音中音中音中音中音中音中音

简谱码

T值642606440064524645806468464777648206489864968

节拍码8AC

节拍数/4拍/4拍/4拍1拍1又又拍拍又拍拍word文档可自由复制编辑7

中音高音高音高音高音高音

650306505865110651576517865217

F3拍试5.1检查硬连接在检查各硬件管脚是否连接正确，线路逻辑是否正确，例如：晶振电路的连接，复位电路是否设计正确。5.2检查软系统1.根据系统的原理结构检查各流程图是否正确根据流程图来检查程序是否也正确。

将所有程序组织起来，在软件环境下运行，检查程序是否正确。通过对硬件和软件系统的认真检查，反复测试，如果没有出现问题即可把源程序编译成.HEX文件装载到单片机中，对硬件进行仿真。5.3测试结当有客人到来时，按下门铃按键，音乐会自动响起，同时数码管会记录等待时间并将其显示出来，如果主人在家，可以按下暂停并取消按键，即可结束音乐和等待时间，如图5-1示。图51系统运行图word文档可自由复制编辑总结单片机的设计至今为止已经进入了令人鼓舞的阶段，在进行了长达一个星期的时间的摸索与实验，使我不仅仅是对于单片机入门软件与硬件的常用设计与功能，还使我对于一项设计研究的制作过程所需要的详细步骤和具体的实现方法的力度的掌握。当然在这次宝贵的学年设计活动中，经验才是对于我们最大的收获，而且还增强了自身对未知问题以及对知识的深化认识的能力受益匪浅这个词语来概括这次难忘的活动我觉得再合适不过了。但是，光是完成了作品还是不可以自我满足的，在从一开始的时候就怀着将作品制作得更加人性化，更加令人满意，更加地使功能完美又方便地被应用领域这个最终目的下，随着对单片机这门学科的认识加深，到达了拓展的程度，我想这个目的将在不远的时期内被实现。总之，这次设计从软件编写、调试到软硬件联机调试，我们倾注了大量的时间和心血。真是曾经为程序的编写而冥思查找过，曾经为无法找出错误而郁闷苦恼过，也曾经为某一功能不能实现而犹豫彷徨过，但最终我成功了。我不仅品味到了结果的喜悦，更明白了过程的弥足珍贵。致谢感谢董再秀老师的指导严谨细致丝不苟的作风一直是工作习中的榜样；她循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询要认真钻研脑思考手实践没有弄不懂的知识获颇丰。无论什么事经过大家的齐心协力，到最后都一定会成功的，在此首先感谢我们的组长确的分工分利用大家之所长整个过程简单化要感谢我们的指导老师，在她的帮助下我们的设计变得更加实用完善。word文档可自由复制编辑第部：考献C语

年

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日word文档可自由复制编辑附A源码注<reg51.h>#include"intrins.h"uintunsignedintkey1,,key2,fm=P3^7;//IOcount;//timeh,timel,i,x,num;codeDSY_CODE[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00};//------------------------------------------------------------------//:,,////1-7C8-E0////codeqnzl[]={0x12,0x22,0x34,0x84,0x74,0x54,0x38,0x42,0x32,0x22,0x42,0x34,0x84,0x72,0x82,0x94,0xA8,0x08,0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0xA3,0x73,0x62,0x53,0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0x0A2,0x71,0x76,0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0xA3,0x73,0x62,0x53,0x42,0x82,0x88,0x02,0x74,0x93,0x89,0xff//};//codejmszl[]={//word文档可自由复制编辑0xff};//codehlw[]={//0x83,0x63,0x51,0x61,0x03,0x81,0x61,0x51,0x81,0x63,0x01,0x81,0x61,0x63,0x51,0x63,0x01};//code[11]---------------------------//11.0592Mcodecuzhi[]={0xff,0xff,//C1-70xFD,0x43,0xFD,0x6A,0xFD,0xB3,0xFD,0xF3,//1-70xFE,0xA1,0xFE,0xF9,};voidDelay1(uintz);//1MSvoidDelay(uint//165MS,voidsong();//void//word文档可自由复制编