基于51单片机的音乐盒的设计毕业论文
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2014届本科毕业论文基于单片机的音乐盒设计姓名:张静伟系别:物理与电气信息学院专业:通信工程学号:100313037指导教师:吕广申2014年4月20日目录摘要与关键词 (II)0 引言.............................................................................................................................. 错误!未定义书签。
1 整体设计方案.............................................................................................................. 错误!未定义书签。
1.1 系统总体结构框图........................................................................................... 错误!未定义书签。
1.2 对音乐盒基本功能介绍................................................................................... 错误!未定义书签。
1.3 系统相关软件介绍........................................................................................... 错误!未定义书签。
2 系统整体硬件介绍...................................................................................................... 错误!未定义书签。
毕业设计基于51单片机的可控数字音乐盒设计摘要本文是一篇基于AT89C51单片机的可控数字音乐盒的程序设计。
该音乐盒是一个依据单片机技术原理,通过PROTEUS仿真软件对硬件电路进行仿真制作以及利用KEIL软件对音乐盒源程序进行C语言编译,而设计制作出的一个多功能数字音乐盒。
该音乐盒通过控制单片机内部的定时器来产生不同频率的方波,驱动喇叭发出不同音调的音乐。
该程序通过把乐谱转化成相应的定时常数来驱动发音设备演奏出悦耳动听的音乐。
本音乐盒一共设计了五首歌曲,同时还设计了三种LED彩灯的变化花样。
在演奏歌曲时彩灯随音调闪烁。
在停止演奏歌曲时三种彩灯花样开始闪烁。
歌曲和花样均可随意切换。
与此同时,数码管也不断变化数字,以此显示歌曲和彩灯花样的序号。
关键词:数字音乐盒;AT89C51;KEIL;PROTEUS;数码管THE DESIGNATION OF CONTROLLABLE DIGITAL MUSICBOX BASED ON 51 SCMABSTRACTThis paper explains the program designation of controllable digital music box based on AT89C51. This music box is designed by the idea that a multi-functional digital music box can be made based on the technical principle of single chip microcomputer (SCM), together with using the PROTEUS to simulate the hardware circuit and using KEIL to programme the source of music box which is compiled with C language.This music box can produce square waves of different frequency in control of the timer inside SCM, and music of different tunes by driving speaker. The program is made use of to drive the sounding equipment to play pleasant music by the way of changing music score into the corresponding timing constant.This music box is totally designed with five songs, and also with three changeable patterns of LED colorful lights. While the songs are being performed, the colorful lights are flashing with tones. While the songs are stopped playing, the colorful lights start to flash with three changeable patterns. The songs and patterns can be free to switch. At the same time, the digital tube is also constantly changing figures to show the serial number of the songs and the patterns of the colorful lights.Key words:Digital music box; AT89C51; KEIL; PROTEUS; Digital tube目录1前言------------------------------------------------------------------------------------------------------1 2单片机和音乐盒硬件的功能------------------------------------------------------------------------2 2.1AT89C51芯片的功能----------------------------------------------------------------------------2 2.2音乐盒的硬件及其功能-------------------------------------------------------------------------4 3数字音乐盒的主体设计方案------------------------------------------------------------------------5 3.1音乐盒的主体结构-------------------------------------------------------------------------------5 3.2 主设计软件的介绍-------------------------------------------------------------------------------53.2.1编程软件KEIL的简介-----------------------------------------------------------------53.2.2 仿真软件PROTEUS的简介-----------------------------------------------------------64 音乐盒硬件设计---------------------------------------------------------------------------------------8 4.1总设计框图----------------------------------------------------------------------------------------8 4.2 各部分硬件的作用-------------------------------------------------------------------------------84.2.1时钟振荡电路------------------------------------------------------------------------------84.2.2 LED和数码管的设计--------------------------------------------------------------------95 音调和节拍的设计-----------------------------------------------------------------------------------11 5.1 音调和节拍的设计以及音乐基础知识------------------------------------------------------115.2 音调和节拍的编码------------------------------------------------------------------------------136 源程序设计--------------------------------------------------------------------------------------------14 6.1音乐程序------------------------------------------------------------------------------------------14 6.2 LED花样程序-------------------------------------------------------------------------------------15 6.3 数码管程序---------------------------------------------------------------------------------------16 7数字音乐盒总设计图--------------------------------------------------------------------------------17 7.1 仿真总设计图------------------------------------------------------------------------------------17 7.2 实物总设计图------------------------------------------------------------------------------------18 8结论-----------------------------------------------------------------------------------------------------19 参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------------20 致谢--------------------------------------------------------------------------------------------------------21 附录A总程序源代码及注释-------------------------------------------------------------------------221 前言随着科技越来越发达,单片机技术也越来越纯熟,单片机的应用也越来越广泛,可以说几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
摘要本作品利用单片机的IO口对蜂鸣器输送不同频率的信号,让单片机发出不同音调的声音。
以“新年好”曲调为基础以C51为语法编出51音乐盒的程序。
根据电路图焊接了蜂鸣器模块与TX-1C51开发板用杜邦线进行连接。
除了蜂鸣器外接模块外还使用了1602液晶显示模块作为外设连接。
本人对单片机演奏音乐比较有兴趣。
在此,本人将就这方面的知识做一些简介,但愿能对单片机演奏音乐比较有兴趣而又不知其解的朋友能有所启迪。
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,也就是说不能象电子琴那样能奏出多种音色的声音。
因此单片机奏乐只需弄清楚两个概念即可,也就是“音调”和“节拍”。
音调表示一个音符唱多高的频率,节拍表示一个音符唱多长的时间。
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,也就是说不能象电子琴那样能奏出多种音色的声音。
因此单片机奏乐只需弄清楚两个概念即可,也就是“音调”和“节拍”。
音调表示一个音符唱多高的频率,节拍表示一个音符唱多长的时间。
关键词: 51单片机音乐盒液晶屏幕显示模块蜂鸣器模块 C51目录1 设计任务目的与要求 (1)1.1任务设计目的 (1)1.2任务要求 (1)2 模块及其原理介绍 (2)2.1蜂鸣器模块 (2)2.21602液晶显示模块 (2)3 设计方案 (3)3.1软件设计 (3)3.2硬件设计 (3)4 实验结果与数据分析 (4)4.1测试步骤 (4)4.2实验现象 (4)5 结论与问题讨论 (4)5.1完成设计的要求程度 (4)5.2遇到的问题以及解决办法 (4)5.3存在的不足及改进思路 (4)参考文献 (5)附录 (5)附录一:C51程序 (5)1 设计任务目的与要求1.1任务设计目的本人对单片机演奏音乐比较有兴趣,所以选择51音乐盒的题目。
本设计通过两个模块的制作并与开发板一并使用。
通过本次设计不止熟悉焊接和熟悉各个电子元器件,而且还提高了对外设模块使用单片机编程的技能。
单片机原理及系统课程设计专业:自动控制班级:控101班姓名:徐创秀学号:201008622指导教师:郑云水兰州交通大学自动化与电气工程学院2013 年 3 月 7基于单片机的带彩灯外观的音乐盒摘要: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。
小小的音乐盒可以给人们带来美好的回忆,提高人们的精神文化享受。
传统音乐盒多是机械型的,体积笨重,发音单调,不能实现批量生产。
本文设计的音乐盒是以AT89C51单片机为核心元件的电子式音乐盒,体积小,重量轻,能演奏音乐,功能多,外观效果多彩,配有彩灯,使用方便,本音乐盒有三个按键,key1控制彩灯,key2控制音乐,key3为总开关,可同时关闭音乐与彩灯。
具有一定的商业价值。
关键字:AT89C51;音乐盒;按键;彩灯Abstract: Along with the development of human society, people of vision, hearing things put forward higher request. Small music box can bring good memories and improve people's spiritual culture. Traditional music box is heavy mechanical type, size, pronunciation and drab, cannot achieve batch production. Music box designed in this paper based on AT89C51 microcontroller as the core element of electronic music box, small size, light weight, can play music, multi-function, appearance and colorful, with a lantern,easy to use. The music box with three buttons , The key1 control Lantern, key2 control music, key3 total switch can turn off the music and lanterns. Have some commercial value.Keywords:AT89C51, music boxes, buttons, Lantern1 引言1.1设计目的随着电子技术及计算机技术的发展,单片机在日常生活中的应用越来越广泛,同时也显现出了它的重要性,尤其在一些特殊的场合更是不可代替。
基于c51单片机音乐盒设计.音乐盒是一种通过内置于其中的机械结构或者电流来制造音乐的一种装置,它是一种完全可以自己动手制作的小型装置。
音乐盒可以引起大家的兴趣,并且对于音乐爱好者而言,它更是不可或缺的工具。
而在本文中,我们将介绍一种基于c51单片机的音乐盒设计方案。
首先,我们需要了解c51单片机的一些基本特性和特点,这样才能更好地去理解音乐盒的设计方案。
c51单片机是一种非常常见的单片机,它具有操作简单,可扩展性强,代价低廉等特点,在市场中被广泛的应用在各种电子产品中。
基于c51单片机的音乐盒设计方案主要包括硬件部分和软件部分,接下来我们将详细介绍这两部分的内容。
硬件设计:1、音源部分音乐盒的核心部分是音源,所以我们需要采用一种高质量、高保真度的音源。
音源可以采用蜂鸣器、扬声器等。
2、时钟部分c51单片机的时钟部分是控制器的基础。
我们采取计数器,通过方波的输出频率来控制计数器进行计数,并通过定时器来实现时钟的计数。
时钟部分包括一定的高级电路,这些电路包括晶振、电容、电阻等等。
3、输入输出端口为了方便对音乐盒进行控制,我们需要在音乐盒中设置一些输入输出端口,这些端口可以通过外部设备来实现,可以通过按键来控制音乐盒的运作。
1、程序框架首先,我们需要确定程序的框架。
程序框架分为以下几个部分,包括时钟设置、中断处理、函数处理、主函数等。
时钟设置部分主要包括两个功能:时钟的计时和频率控制。
这些设置应该与硬件的时钟部分配合符合音乐节拍和时间的要求,通过设计、调整达到准确、稳定的效果。
3、中断处理音乐盒的中断处理部分是整个程序的核心,它包括多种中断请求,包括时钟中断、按键事件中断等。
这些中断请求可以被设置成高优先级或低优先级,以实现更好的控制效果。
4、功能处理对于在音乐盒运行中,需要频繁进行操作的函数,我们应该单独设置一个处理函数,并将其函数调用编入到主函数中。
5、主函数最后,我们需要编写主函数,以实现音乐盒在不同的运行模式中切换,及处理各种异常情况。
曲阜师范大学单片机原理与应用课程设计报告题目电子音乐盒的设计姓名院系物理工程学院专业通信工程(物联网)指导教师职称讲师2015年月日注:课程设计等级:优秀(90-100),良好(80-89),中等(70-79),及格(60-69),不及格(60分以下)。
目录摘要 . (1)关键词 (1)Abstract (1)Key words (1)1 设计目的和要求 (2)1.1 设计目的 (2)1.2设计要求 (2)2 硬件电路设计 (2)2.1总体方案设计 (2)2.2器件选择 (3)2.2.1单片机的选择 (3)2.2.2 LCD1602简介 (3)2.3 单元电路设计 (6)2.3.1晶振电路 (6)2.3.2复位电路 (6)2.3.3键盘部分 (6)2.3.4 LCD显示电路 (7)2.3.5蜂鸣器部分 (7)2.4整体电路 (8)3 软件设计 (9)3.1 主程序流程图 (9)3.2音乐播放程序流程图 (10)4 系统调试 (10)4.1 原理图的绘制 (10)4.2仿真结果 (11)5 实物图 (11)总结 (12)参考文献 (12)附录 (13)电子音乐盒的设计通信工程(物联网)专业学生学生姓名武迪许艳军薛玉梅指导教师张明强摘要本设计采用了蜂鸣器发声来实现歌曲的播放,能保持基本音调不变,流畅播放出歌曲。
现选用AT89S52单片机。
主要设计模块包括数码管显示部分,功能键盘部分,蜂鸣器发声部分,彩灯部分。
数码管采用共阳极数码管,通过单片机P1口控制,实现歌曲序号的显示;功能键盘采用按键开关,通过单片机P3口控制,实现歌曲播放顺序的调换和暂停播放功能;蜂鸣器由单片机的P2口控制,实现歌曲播放;主要工作过程是通过按下功能键实现上一首和下一首及暂停播放,同时有数码管显示当前播放歌曲的序号,蜂鸣器播放出音乐。
此次设计要利用单片机及KeilC51编程软件编程和PROTEUS单片机仿真软件和电子电工等方面知识,用KeilC51编程软件编程,用PROTEUS单片机仿真软件仿真。
本科毕业设计(论文)基于单片机的音乐盒的设计学院名称:专业:班级:学号:姓名:指导教师姓名:指导教师职称:二〇一四年六月江苏理工学院毕业设计说明书(论文)基于单片机的音乐盒的设计摘要:本次设计根据单片机技术原理,通过硬件电路制作以及软件编程,制作出一个基于AT89C52单片机的简易音乐播放器,该系统以单片机作为电路的主控核心,硬件电路主要由按键电路、复位电路、显示电路等模块组成。
系统软件采用C语言进行编写,采用了模块化编程,其移植性较好。
系统程序主要包括主程序、播放子程序、按键子程序、延时子程序等。
该系统有歌曲播放、电子琴两种模式,可通过按键进行模式选择。
本论文包括系统方案的建立、硬件电路的具体设计及软件的程序实现等过程。
并通过软硬件的联合调试,验证了设计方案的可行性。
该系统最终实现了模式的选择、歌曲的选择及播放等功能,实验证明,该系统具有一定的实用性。
关键词:AT89C52单片机;软件编程;音乐盒I江苏理工学院毕业设计说明书(论文)The Design of Music Box of the Single Chip MicrocomputerAbstract:This design according to principle of single chip microcomputer technology,through the hardware circuits and software programming,make a simple music player based on AT89C52 single chip microcomputer,the system with single chip microcomputer as control core of the circuit,the hardware circuit is mainly composed of keypad circuit,reset circuit,display circuit module .System software using C language to write,using the modular programming.the portablility is good.System program mainly includes the main program subroutine,played subroutines,buttons,delay subroutine.The system has a song play,keyboard two modes,can through the button to choose.This paper includes the establishment of the system,detailed design of hardware circuit and software program implementation process.And through the software and hardware joint debugging,verify the feasibility of design scheme.The system finally realize the pattern selection,selection of songs and play function,such as experiments show that the system has a certain practicality.Keywords: AT89C52 microcontroller,;Software programming;the music boxII江苏理工学院毕业设计说明书(论文)目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景及研究意义 (1)1.2 课题设计目的及主要工作 (2)第2章课题任务分析与方案选择 (3)2.1课题任务分析 (3)2.2硬件电路的组成 (3)2.3 设计功能要求 (3)2.4 总体设计原理 (4)2.5 总体设计框图 (4)2.6 选用的方案 (5)第3章系统硬件设计 (6)3.1 单片机最小系统 (6)3.1.1 AT89C52单片机介绍 (6)3.2.2 复位电路介绍 (8)3.2.3晶振电路介绍 (9)3.3 显示电路 (10)3.4 4*4矩阵键盘识别电路 (11)3.5 声音电路 (12)第4章软件设计 (14)4.1 Proteus仿真软件与Keil编译介绍 (14)4.2 音调与节拍 (15)4.2.1 发声原理 (15)4.2.2 音调的确定 (16)江苏理工学院毕业设计说明书(论文)4.2.3 节拍的确定 (17)4.2.4 音乐编码 (18)4.3 系统软件总体设计流程图 (18)4.3.1 主程序流程图 (18)4.3.2 歌曲播放流程图 (20)4.3.3 按键扫描流程图 (20)4.3.4 延时子程序流程图 (21)第5章总结 (23)致谢 (24)江苏理工学院毕业设计说明书(论文)参考文献 (25)附录1:电路原理图 (27)附录2:元器件清单 (28)附录3:源程序 (29)江苏理工学院毕业设计说明书(论文)第1章绪论1.1课题背景及研究意义单片机应用到当前社会的各个领域中,既提高了社会的信息化水平又大力的发展了社会的生产力,同时也使目前电子产品的性能有了更高的提升,从而使产品更新换代的周期也逐渐变短。
摘要:随着人类社会的不断繁荣与发展,人们对自身生活品质的要求也变得越来越高,在听觉方面传统的音乐盒能带给人们的更多的只是美好的回忆,而由于单片机具有的体积小、成本低、运算快和功耗小等特点得到了人们越来越广泛的运用。
本设计是一个基于STC89C52系列单片机的音乐盒,依据单片机技术及原理,通过硬件电路的制作以及软件编译,设计制作出一个插卡式音乐盒。
该音乐盒主要是由按键电路、继电器电路、LCD显示电路以及扬声器组成。
使用五个按键控制音乐盒,分别用来控制音乐盒的播放/暂停,复位,切换上一曲/下一曲,本音乐盒利用优盘共存有五首歌曲。
本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试,之后下载进51单片机中使用。
关键词:单片机音乐盒 LCDAbstractWith the continuous development of human society, people's quality of life demands are increasingly high, the traditional music box in the auditory aspectto bring people more good memories, but due to the microcomputer has the advantages of small volume, low cost, low power consumption and fast operation has been more and more extensive use. The design is based on the music box STC89C52 Series MCU, based on single chip microcomputer principle, the hardware circuit and software compilation, designed to produce aplug-in music box. The music box is composed of a key circuit, a relay circuit,LCD display circuit and a loudspeaker. The use of four buttons control themusic boxes, music boxes were used to control the play / pause, switch on a /the next song, the music box using the USB coexist with five songs. The design of programming on the music box and debug source code using KEIL programming software, then download into 51 single chip processor.Keywords: SCM Music Box LCD目次目次 (3)1 引言 (4)1.1 音乐盒的意义 (4)1.2 研究内容 (5)2.1系统总体框架图 (6)2.2音乐盒的设计原理 (6)2.3 单片机芯片概述 (6)3 硬件电路设计 (8)3.1 单片机最小系统原理图 (8)3.1.1 复位电路 (8)3.1.2 晶振电路 (9)3.1.3时钟电路 (9)3.2 LCD显示模块 (9)3.3 继电器模块 (11)3.3.1电磁继电器的工作原理和特性 (11)3.3.2 固态继电器的工作原理和特性 (12)3.3.3 继电器主要产品技术参数 (12)3.4 按键模块 (12)3.5 其它 (13)4 软件设计 (14)4.1 软件总体流程图 (14)4.2播放/暂停子程序 (15)4.3 LCD显示模块软件设计 (17)4.3.1 LCD的初始化函数 (17)4.3.2 LCD与继电器的函数 (17)5 系统实现 (19)5.1 硬件调试 (20)5.1.1 按键控制的实现 (20)5.1.2 LCD显示 (20)5.1.3 其他 (21)总结 (22)致谢................................................ 错误!未定义书签。
本科毕业论文(设计)题目: 基于51单片机的自动音乐播放器设计院系:电子与通信工程学院专业:通信工程姓名:张志顺指导教师:陈冬云教师职称:助教填写日期:2014年4月20日摘要为了人们在快节奏的日常生活,优化工厂、事业单位、公司等的计时系统,采用了依靠单片机为基础设计了一种的自动音乐播放器。
本设计利用单片机89C58RD+的计数和定时功能,来完成对时间的定时和显示功能。
并且,通过对定时器初值的设定来产生不同频率的声音,利用定时器中断来对音乐节拍长度的控制。
通过LM386N1音频功率放大器的音频放大功能,将单片机控制输出的信号放大,然后通过扩音器播放乐曲。
通过MAX232型芯片,可以转换PC机上的电压和单片机的电源电压,再通过相应串口接入PC机,这样就能从PC机上将用C语言编写的程序代码下载到单片机上。
最后可以在数码管上显示时间,当到达之前设定的时间之后,扩音系统就会自动播放一段连续而美妙动听的音乐。
此设计规避了传统闹钟的难听并且刺耳声音,而变成的是美妙动听的音乐,能给处于当前快节奏生活的人们的日常生活提供精确的计时,且因为成本较低,值得推广。
关键词:单片机;自动音乐播放;音频转换;时间显示;LM386N1音频功率放大器。
AbstractTo people in the fast pace of daily life, optimization of factories, institutions, companies such as timing system, based on microcomputer was adopted to design a kind of automatic music player. This design using the single chip microcomputer 89 c58rd + count and timing functions, to complete the regular and display function of time. And, through to the setting of the initial value of timer to generate different frequencies of sound, using a timer interrupt to control of the beat of the music length. Through the audio amplifier function LM386N1 audio power amplifier, the single-chip microcomputer control output signal amplification, and then through loudspeakers. Through MAX232 chip, can convert the voltage of power supply voltage of PC and microcontroller, again through the corresponding access PC serial port, so you can from the PC to download program code written in C language to the single chip microcomputer. Last time can be displayed on the digital tube, when, after arriving in setting the time before the public address system will automatically play a continuous and delightful music. This design to avoid the traditional alarm clock ugly and harsh voice, and become the beautiful melody of music, can give in the fast-paced life of the People's Daily life to provide accurate timing, and because of lower cost, is worth promoting.Key words: single chip microcomputer; Automatic music playback; Audio conversion; Time display; LM386N1 audio power amplifier.目录第一章绪论 (1)第二章系统硬件的设计 (2)2.1设计目的 (2)2.2硬件电路结构 (2)2.3 89C51单片机芯片介绍 (3)2.4 89C51单片机的基本组成 (3)2.5 硬件电路设计 (4)第三章音乐播放器的系统软件设计 (8)3.1音频脉冲产生的原理 (8)3.2 节拍产生原理与音乐频率转换 (9)3.3 音阶的实现 (10)3.4 音频转换流程图 (11)3.5 主程序设计流程 (12)第四章系统调试及分析 (12)4.1硬件调试 (13)4.2 软件调试 (14)4.3 仿真结果 (17)4.4 演示效果 (17)结论 (19)致谢 (19)参考文献 (20)附录 (22)第一章绪论本设计系统是基于单片机控制实现完成音乐播放功能的设计,在现实生活中具有其广泛的应用及实际意义。
本文是应用MCS-51单片机原理和控制理论技术设计音乐发生器的硬件电路,并利用C语言进行软件开发和程序设计。
通过控制单片机内部的定时器产生不同频率的方波,驱动喇叭发出不同音调的音乐,再利用延迟控制发音时间的长短。
把乐谱转化成相应的定时常数,从而达到从发音设备中演奏出悦耳动听的音乐的效果。
该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。
使用两个按键控制音乐盒,一个用来切换歌曲,另一个用来切换8路LED的变化花样,本音乐盒共有两首歌曲,花样灯花样共计3种。
播放歌曲时,蜂鸣器发出某个音调,与之对应的LED亮起。
本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试,配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试,节约了设计时间。
本系统采用C语言进行软件设计。
正文中首先简单描述系统硬件工作原理,且附以系统硬件设计框图,论述了本次毕业设计所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程。
其次阐述了程序的流程和实现过程。
本文撰写的主导思想是软、硬件相结合,以硬件为基础,来进行各功能模块的编写。
关键词单片机;音乐;C语言;STC89C51;KEIL;PROTEUSAbstractIn this paper, The music generator and its hardware circuit is designed by MCS-51 single-chip microcomputer principle and control theory, and the Software development and programming are based on C language programming. According to control the MCU internal timer to produce different frequency Square wave to drive the horn sounds of different tones of music, then use the delay to control the length of time. The music Transformationed into the timing constants corresponding so that the sound equipment can play Melodious music.The music box is mainly composed of keypad circuit, reset circuit, clock circuit and a buzzer. Two buttons are used to control the music box, one to switch songs, another is used to switch the 8 LED pattern, the music box has two songs, a total of 3 kinds of pattern light pattern. While the music is playing, the buzzer sounded a tone, and the corresponding LED lights up. The design of programming the music box and debug source code using KEIL programming software, and to save the design time the PROTEUS simulation software is used to simulate the hardware debugging.The system uses C language for software design. Firstly,in the text describes the working principle of the system hardware, and attached to the system block diagram of hardware design to discusse the function and working process of the graduation design and the application of the hardware interface technology and the interface module. Secondly, expound the procedures and processes to achieve process. The main idea of this writing is a combination of software and hardware, on the base of hardware, write to each function module.Key wordsSinglechip; music; C language; STC89C51; KEIL; PROTEUS目录前言.................................. 错误!未定义书签。
一:内容摘要:当前,世界是一个以微电子技术,计算机和通信技术为先导的,以信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。
为使我国尽快实现经济信息化,赶上发达国家水平,必须加速发展我国信息技术与信息产业。
而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥起作用已是科学界最热门话题之一,也是当今计算机应用中空前活跃的领域。
声音的频率是从几十到几千赫兹,若能利用程序来控制单片机的某个口线的高电平或低电平,则在这个口线上就能产生一点频率的矩形波,接上蜂鸣器就能发出一定频率的声音。
则音乐的产生就可以通过单片机的I/O端口输出高低不同的脉冲信号来控制蜂鸣器发音。
要产生音频脉冲信号,只要计算出某一音频的周期,然后将此周期除以2,即为半个周期的时间。
利用单片机计时器计时这半个周期的时间,每当计时到后就将输出脉冲的I/O端口反相,然后重复计时此半周期时间再对I/O端口反相,这样就能得到在此I/O端口上得到此频率的脉冲。
本次课程设计主要是通过C51实验板实现音乐盒顺序演奏《世上只有妈妈好》、《送别》、《友谊天长地久》并能通过按键选择播放歌曲和实现随时暂停随时播放的功能。
目录一内容摘要 (1)二目录 (2)三设计思想与内容 (3)设计思想 (3)1 C调中个音符频率与计数值T的关系 (3)2 音乐节拍的产生 (3)3 移调 (3)4 音乐代码库的建立方法 (4)设计内容 (4)1 歌曲选择与简谱分析 (4)2 电路原理图 (6)3 程序流程图 (7)4 源程序代码 (9)四设计结果、分析 (15)1结果 (15)分析 (15)五设计心得 (16)六附录 (17)附录一 (17)附录二 (18)附录三 (19)附录四 (20)三:设计思想与内容:<一>设计思想:1、C调中各音符频率与计数值T的关系:通常利用51单片机内部计时器0工作在方式1下,改变计数初值TH0和TL0来产生不同的频率。
计数脉冲值与频率存在以下关系:N=Fi/(2Fr)其中:N为计数值,Fi为内部计时一次时间的倒数(即机器频率),Fr为要产生的音符频率。
基于51单片机的音乐盒的设计毕业论文目次目次 (3)1 引言 (4)1.1 音乐盒的意义 (4)1.2 研究容 (5)2.1系统总体框架图 (6)2.2音乐盒的设计原理 (6)2.3 单片机芯片概述 (7)3 硬件电路设计 (8)3.1 单片机最小系统原理图 (8)3.1.1 复位电路 (8)3.1.2 晶振电路 (9)3.1.3时钟电路 (9)3.2 LCD显示模块 (9)3.3 继电器模块 (11)3.3.1电磁继电器的工作原理和特性 (12)3.3.2 固态继电器的工作原理和特性 (12)3.3.3 继电器主要产品技术参数 (12)3.4 按键模块 (13)3.5 其它 (13)4 软件设计 (14)4.1 软件总体流程图 (14)4.2播放/暂停子程序 (15)4.3 LCD显示模块软件设计 (17)4.3.1 LCD的初始化函数 (17)4.3.2 LCD与继电器的函数 (18)5 系统实现 (19)5.1 硬件调试 (20)5.1.1 按键控制的实现 (20)5.1.2 LCD显示 (21)5.1.3 其他 (21)总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录A 元器件清单 (25)附录B 源程序 (26)1 引言在进入21世纪后,单片机产品的发展正朝着高性能和多品种方向,并且发展趋势是进一步朝着CMOS化、小体积、低功耗、大容量、高性能、低价格以及外围的电路装化等几个方面去发展。
单片机的应用的重要意义还是在于它是从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。
过去必须要由模拟电路或者数字电路才可以实现的大部分的功能,现在已能完全可以用单片机通过软件的方法来实现了。
这种由软件去代替硬件的控制技术也称之为微控制技术,这是传统控制技术的一次革命。
单片机可以说渗透到了我们生活的各个方面,几乎难以找到哪个领域里没有单片机的踪迹。
导弹中的导航装置,飞机里安装的各种仪表的控制,计算机里的网络通讯与数据传输方面,工业自动化过程中实时控制和数据处理方面,生活中被广泛使用的各种智能IC卡,民用的高档轿车的安全保障系统,摄像机、录像机、全自动洗衣机所涉及的控制方面,以及远程控制的玩具、电子宠物等等,这些全都是离不开单片机的。
而伴随着科学技术的不断进步和社会的持续发展,人类所接触的更种信息也在不断增加并且信息变得越来越复杂。
面对着浩如烟海的繁杂信息,人们目前已经能利用计算机等工具快速、精准地对其进行快速处理,但要想将其处理完毕的信息及时、清晰地传递给其他人,还必须要寻找更加卓越的显示技术去实现它。
而单片机技术与液晶显示技术的结合,恰恰使得信息的传输交流向着智能化可视化方向进行快速发展。
1.1 音乐盒的意义音乐盒的起源,可以追溯到中世纪欧洲文艺复兴时期。
当时为了使教会的钟塔报时,而将大小的钟表装上了机械装置,被称之为“可发出声音的组钟”。
音乐盒已有着300多年的发展历史,是人类文明发展的历史见证。
传统的音乐盒大多是机械音乐盒,其工作的原理是通过齿轮来带动一个带有铁钉的铁桶转动,铁桶上的铁钉撞击用铁片制成的琴键,从而发出声音。
但是,机械式的音乐盒体积较大,比较笨重,并且发音单调。
水和灰尘等外在因素,容易使得部金属发音条变形,从而会造成发音跑调。
此外,机械音乐盒放音时为了能让音色稳定,必须要放平不能动摇,而且价格昂贵,不能够实现大批量生产。
1.2 研究容利用STC89C52单片机,结合LCD显示模块、继电器驱动模块、音频解码电路,完成音乐盒的播放;具体设计实现的功能如下(1)通过按键控制多首音乐播放,并可通过按键选择一个开始,一个暂停,一个翻上首,一个翻下首;(2)通过显示电路显示播放歌曲名或编号;2 系统总体设计2.1系统总体框架图音乐盒的系统结构是以STC89C52单片机位控制核心,加上5个按键、继电器、扬声器、LCD显示模块组成。
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LCD显示屏显示歌曲名以及扬声器发音。
系统组成框图如图 2.1所示。
图2-1 系统总体框架图2.2音乐盒的设计原理利用KEIL软件编音乐盒写程序,将编写好的程序下载进51单片机,利用单片机控制LCD显示歌曲名,之后将所需要播放的歌曲放入U盘,利用由继电器控制音频解码电路来实现音乐的播放,再通过按键实现上一首和下一首及暂停播放。
2.3 单片机芯片概述STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系统可编程Flash存储器。
STC89C52使用经典的MCS-51核,但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得STC89C52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,置4KB EEPROM,MAX810复位电路,3个16 位定时器/计数器,4个外部中断,一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构),全双工串行口。
另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。
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。
原理图如下图 2-2 单片机引脚图3 硬件电路设计3.1 单片机最小系统原理图图 3-1 单片机最小系统原理图3.1.1 复位电路复位电路:由两个电容串联电阻构成,由图3.1并结合"电容电压不能够突变"的性质,可以知道,当系统一上电时,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间是由电路中的RC值来决定的.典型的51单片机中当RST脚的高电平持续两个机器周期以上时就将复位,所以,适当的组合RC的取值就可以保证可靠的复位.一般教科书中推荐C 取10u,R取8.2K.当然也还是有其他取法的,但原则就是要让RC的组合可以在RST脚上产生至少2个机械周期的高电平.至于如何具体得定量计算,可以参考实际电路分析相关书籍.a.复位操作复位是单片机里的初始化操作。
其主要的功能是把PC初始化为0000H,使得单片机从0000H单元开始来执行程序。
除了在进入系统的正常初始化之外,当由于程序运行时出错或是操作错误使系统处于死锁状态时,为了摆脱困境,也需要按复位键重新启动。
b.复位信号RST引脚是复位信号的输入端。
复位信号是高电平时有效,其有效时间是应持续24个振荡周期(即二个机器周期)以上。
若是使用频率为6MHz的晶振,则其复位信号持续时间要超过4us才能够完成复位操作。
3.1.2 晶振电路晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(因为是可以准确的得到9600波特率和19200波特率,用在有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的uS级时歇,来方便定时操作)单片机:一片STC89C52/S51或其他51系列兼容单片机3.1.3时钟电路STC89C52部有一个可用于构成振荡器的高增益反相放大器,而引脚RXD与TXD 分别是这个放大器的输入端和输出端。
时钟可由部方式产生或外部方式产生。
部方式的时钟电路在RXD和TXD引脚上可外接定时元件,而部振荡器就能产生自激振荡。
定时元件通常是采用石英晶体及电容组成的并联谐振回路。
晶体的振荡频率可以在1.2~12MHz之间选择,一般电容值在5~30pF之间选择,电容值的大小可以对频率起到微调的作用。
3.2 LCD显示模块LCD原理图如下图图 3-2 LCD原理图LCD(Liquid Crystal Display)是利用液晶分子的物理结构以及光学特性来进行显示的一种技术。
液晶分子的特性:液晶分子是一种介于固体和液体之间的棒状结构的大分子物质;并且在自然形态下,具有光学各向异性的特点,在电(磁)场的作用下,呈各向同性特点:下面以直视型的简单多路TN/STN LCD Panel(液晶显示面板)的基本结构来介绍LCD的基本显示原理,示意图如图图 3-3 LCD的基本显示原理3.2.1 LCD显示屏的特点a、显示质量高由于液晶显示器中每一个点在收到信号之后就会一直保持那种色彩和亮度,且恒定发光,而不会像阴极射线管显示器(CRT)那样要去不断刷新亮点。
因此,液晶显示器不仅显示画质高而且绝对不会闪烁,可以把眼睛疲劳降到最低。
b、没有电磁辐射传统的显示器的显示材料是荧光粉,是通过电子束撞击荧光粉来实现显示,当电子束在打到荧光粉上的一刹那间是会产生强大的电磁辐射的,尽管目前有许多的显示器产品在处理辐射问题上进行了很多比较有效的处理,尽可能的把辐射量降到最低水平,但是要彻底消除是十分困难的。
相对来讲,液晶显示器在防止辐射方面是具有先天优势的,因为它根本就不存在任何辐射。
在电磁波的防方面,液晶显示器也是有自己独特的优势,它采用了十分严格的密封技术将来自驱动电路里的少量电磁波封闭在了显示器中,然而普通显示器为了散发热量的需求,必须要尽可能地让部的电路与空气相接触,这样部电路所产生的电磁波也就大量地向外“泄漏”了。
c、可视面积大对于尺寸相同的显示器来讲,液晶显示器的可视面积是要更大一些。
液晶显示器的可视面积和它的对角线尺寸是相同的。
而阴极射线管显示器显像管前面板四周是有一英寸左右的边框不能用于显示的。
d、应用围广最初的液晶显示器因为无法用来显示细腻的字符,所以通常应用在电子表、计算器上。
但随着液晶显示技术的不断发展和进步,字符显示开始变得越来越细腻起来,同时也开始支持基本的彩色显示,并逐步被用于液晶电视、摄像机的液晶显示器上、掌上游戏机上。
3.3 继电器模块继电器是一种由电子控制的器件,它具有控制系统(又称之输入回路)和被控制系统(又称之输出回路),通常被应用于自动控制电路中,它实际上就是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。
所以在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
3.3.1电磁继电器的工作原理和特性电磁式继电器大都是由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。
只需要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会有一定的电流经过,从而产生了电磁效应,而衔铁就将会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,之后带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。
当线圈断电之后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)相吸合。
这样通过吸合、释放,从而达到了在电路之中的导通、切断的目的。
而对于继电器中的“常开、常闭”两触点,可以这样来区分:继电器线圈未通电时候处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;反之处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。