基于proteus的51系列单片机音乐盒设计
题目：基于proteus的51系列单片机
音乐盒设计
学生姓名：韩向前
学生学号： 1008030211 系别：电气信息工程学院
专业：电子信息工程
年级： 10 级
任课教师：张水锋
电气信息工程学院制
2012年12月
基于Protues的51系列单片机音乐盒设计
学生：韩向前
指导教师：张水锋
电气信息工程学院电子信息工程（2）班
目录
1、课程设计任务与要求 (2)
1.1、课程设计的任务 (2)
1.2、课程设计的要求 (2)
1.3、课程设计的研究基础 (2)
2、音乐系统方案制定 (2)
2.1、方案提出 (2)
2.2、方案比较 (3)
2.3、方案论证 (3)
2.4方案选择 (4)
3、音乐系统方案设计 (4)
3.1、各单元模块功能介绍及电路设计 (4)
3.2、电路参数的计算及元器件的选择 (6)
3.3、特殊器件的介绍 (10)
3.4、系统整体电路图 (11)
4、音乐系统仿真和调试 (11)
4.1、仿真软件介绍 (11)
4.2、系统仿真实现 (13)
4.3、系统测试 (13)
5、总结 (14)
6、参考文献 (14)
7、附录 (15)
1课程设计任务与要求
1.1 课程设计的任务
1>、综合运用所学的理论知识去独立完成设计课题；
2>、通过查阅手册和相关文献资料，培养独立分析、解决问题的能力；
3>、进一步熟悉单片机和常用接口电路，加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解；
4>、学会电路的连接与仿真调试；
5>、撰写课程设计的总结报告；
1.2 课程设计的要求
以AT89C51单片机为核心的音乐播放器
1>、选用AT89C51单片机和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。
2>、画出详细的硬件连接图。
3>、给出程序设计思路、画出软件流程图。
4>、给出所有程序清单并加上必要注释。
5>、撰写设计报告、调试报告及设计心得。
1.3 课程设计的研究基础
为了实现单片机控制音乐播放，通过计算机控制系统，以Proteus和Keil仿真软件为核心来构建完成音乐盒设计仿真。利用单片机产生乐曲音符，再把乐曲音符翻译成计算机音乐语言，由单片机进行信息处理，再通过蜂鸣器放出音乐。音乐的产生主要是通过I/O口输出高低不同的脉冲信号来控制蜂鸣器发音。主要工作过程通过按下功能键实现上一首和下一首及暂停播放，同时有液晶屏显示当前播放歌曲的序号，扬声器播放音乐。
2 音乐系统方案制定
2.1 方案提出
方案一：单片机接+5V电源供电，晶振电路产生单片机所需的时钟信号，通过功能键产生外部中断，控制音乐盒的上一首和下一首曲目，再由I/0接口输出控制扬声器发声，LCD显示。另外，复位电路在于营造一个程序运行的初始状态，在程序出错时，重新启动单片机工作。系统组成框图如图1所示
图1方案一 系统框图
方案二：设计一个音乐播放器同样使用AT89C51，蜂鸣器一端与一个按钮串联后再和P17焊接，另一端直接接地；P31和RST 端口并联后和主电源串接，如图2所示：
图2方案二系统框图
2.2 方案比较
方案一是通过按键控制系统的音乐播放。利用I/0口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏出乐曲；采用LCD 显示信息，开机时有欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号或名称；可通过功能键选择乐曲暂停，播放；当键盘有键按下时，判断键值，启动计数器T0，产生一定频率的脉冲，驱动蜂鸣器，放出乐曲，同时启动计数器T0，产生一定频率的脉冲，驱动蜂鸣器，放出乐曲。同时启动定时器T1，在LCD 显示歌曲号。通过单片机P1口控制，实现功能键盘的功能；功能键盘采用按键开关，通过单片机P2口控制，实现歌曲播放顺序的调换和暂停播放功能；扬声器由单片机的P3控制，实现歌曲播放。方案二是利用AT89C51芯片通过播放按键直接控制音乐，使得蜂鸣器发出声音，方案一所需的电子元件少，这就大大减少了生产成本，此外，对于一个轻便易携的音乐盒，其附加能耗越低越好。 2.3 方案论证
虽然方案一的设计比较全面，但其难度较大，且编程方面要求较高；方案二要求简单，容易实现，编程方面也较简单，因设计的是翻盖式音乐盒，其功能是在翻开翻盖的同时开关闭合，播放音乐，翻盖盖上，开关断开，音乐盒停止运行，因此方案二更符合实际需要达到了设计音乐盒的目的。
2.4 方案选择
通过2.3的方案论证，决定选择方案二，方案二的实施性更强。
3 音乐系统方案设计
3.1各单元模块功能介绍及电路设计
3.1.1时钟振荡电路
AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端[1]。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。外接石英晶体及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对外接电容C1，C2虽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，我们推荐电容为20PF—40PF，而如果使用陶瓷振荡器建议选择30PF—50PF。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，外部时钟脉冲接到XTAL1端，即内部时钟发生器的输入端，XTAL2则悬空。由于外部时钟信号是通过一个2分频触发器后作为内部时钟信号的，所以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求，但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[1]。振荡器电路图3所示：
图3 单片机内部、外部振荡电路
3.1.2 音乐发生部分
蜂鸣器是一种把警示电信号转化成人耳能够感知的声音信号的转换装置。通过开关的闭合与断开，来控制音乐的播放和暂停，实现了翻盖式音乐盒的功能，如图4所示：
图4 单片机内部、外部振荡电路
3.1.3电路设计
（1）硬件电路设计
总体硬件电路实现功能如下，如图5所示
电路中用控制按键控制蜂鸣器。
电路为12MHZ晶振频率工作，起振电路中C1、C2均为20PF。
图5总体硬件电路设计图
（2）软件设计
在本程序中使用C语言编程，音乐的产生主要是通过单片机的I/O口输出高低不同的脉冲信号来控制蜂鸣器发音。要想产生音频脉冲信号，需要算出某一音频的周期，然
后将此周期除以2，即为半周期的时间。利用单片机定时器计时这个半周期时间，每当计时到后就输出脉冲的I/O口反向，然后重复计时此半周期时间再对I/O口反向，这样就能在此I/O口上得到此频率的脉冲。本例利用T0定时器方式1的中断产生音调，利用T1定时器方式1的中断产生节拍。所以，将纯音乐《天空之城》的乐谱以代码的形式编写，用于主函数的调用。
（3）软件程序设计
主程序流程图如图5所示：
C语言编程的优越性很明显，其具有丰富的运算符，数据类型，语言简练，生成目标代码质量高等优点[2]。许多大的软件都用C语言编写，这主要是由于C语言的可移植性好和硬件控制能力高，表达和运算能力强[2]。再考虑到自己对C语言具有良好的掌握，因此决定用C语言编程。
图6主程序流程图
3.2电路参数的计算及元器件的选择
3.2.1音调、节拍以及编码的确定方法
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。因此单片机奏乐只需弄清楚两个概念即可，也就是―音调‖和节拍表示一个音符唱多长的时间。
(1) 音调的确定
不同音高的乐音是用C、D、E、F、G、A、B来表示，这7个字母就是音乐的音名，它们一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI,即唱成简谱的1、2、3、4、5、6、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Tone。把C、D、E、F、G、A、B这一组音的距离分成12个等份，每一个等份叫一个―半音‖。两个音之间的距离有两个―半音‖，就叫―全音‖。在钢琴等键盘乐器上，C–D、D–E、F–G、G–A、A–B两音之间隔着一个黑键，他们之间的距离就是全音；E–F、B–C两音之间没有黑键相隔，它们之间的距离就是半音。通常唱成1、2、3、4、5、6、7的音叫自然音，那些在它们的左上角加上﹟号或者b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叫降记音，表示在原来的基础上降低半音。例如高音DO的频率（1046Hz）刚好是中音DO的频率（523Hz）的一倍，中音DO的频率（523Hz）刚好是低音DO频率（266 Hz）的一倍；同样的，高音RE的频率（1175Hz）刚好是中音RE的频率（587Hz）的一倍，中音RE的频率（587Hz）刚好是低音RE频率（294 Hz）的一倍。
要产生音频脉冲，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反相，就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。
利用AT89C51的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法。此外结束符和休止符可以分别用代码00H和FFH来表示，若查表结果为00H，则表示曲子终了；若查表结果为FFH，则产生相应的停顿效果。
例如频率为523Hz，其周期T=1/523=1912us，因此只要令计数器计时956us/1us=956，在每次技术956次时将I/O反相，就可得到中音DO（523Hz）。
计数脉冲值与频率的关系公式如下：
N=Fi÷2÷Fr
N：计算值；Fi：内部计时一次为1us，故其频率为1MHz；Fr要产生的频率。
其计数值的求法如下：
T=65536-N=65536-Fi÷2÷Fr
例如：设K=65536，F=1000000=Fi=1MHz，球低音DO（261Hz）。中音DO（523Hz）。高音的DO（1046Hz）的计算值
T=65536-N=65536-Fi÷2÷Fr=65536-1000000÷2÷Fr=65536-500000/Fr
低音DO的T=65536-500000/262=63627
低音DO的T=65536-500000/523=64580
低音DO的T=65536-500000/1047=65059
C调各音符频率与计数值T的对照表如表1所示:
表1 C调各音符频率与计数值T的对照表
低音频率T 参数中音频率T 参数高音频率T 参数
Do 262 1908 229 Do 523 956 115 Do 1046 57 57
Do﹟277 1805 217 Do﹟554 903 108 Do﹟1109 54 54
Re 294 1701 204 Re 587 852 102 Re 1175 51 51
Re﹟311 1608 193 Re﹟622 804 97 Re﹟1245 48 48
Mi 330 1515 182 Mi 659 759 91 Mi 1318 45 45
Fa 349 1433 172 Fa 698 716 86 Fa 1397 43 43
Fa﹟370 1351 162 Fa﹟740 676 81 Fa﹟1480 41 41
So 392 1276 153 So 784 638 77 So 1568 38 38
So﹟415 1205 145 So﹟831 602 72 So﹟1661 36 36
La 440 1136 136 La 880 568 68 La 1760 34 34
La﹟464 1078 129 La﹟932 536 64 La﹟1865 32 32
Si 494 1012 121 Si 988 506 61 Si 1976 30 30
（2）节拍的确定
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。―节拍‖,即Beat，简单说就是打拍子，就像我们听音乐不自主的随之拍手或跺脚。若1拍实0.5s，则1/4 拍为0.125s。至于1拍多少s，并没有严格规定，就像人的心跳一样，大部分人的心跳是每分钟72下，有些人快一点，有些人慢一点，只要听的悦耳就好。音持续时间的长短即时值，一般用拍数表示。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。了解音乐的一些基础知识，我们可知产生不同频率的音频脉冲即能产生音乐。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/计数器来产生这样的方波频率信号。因此，需要弄清楚音乐中的音符和对应的频率，以及单片机定时计数的关系。如表2节拍与节拍码对照:
表2节拍与节拍码对照
节拍码节拍数节拍码节拍数
1 1/4拍 1 1/8拍
2 2/4拍 2 1/4拍
3 3/4拍 3 3/8拍
4 1拍 4 2/1拍
5 1又1/4拍 5 5/8拍
6 1又1/2拍 6 3/4拍
8 2拍8 1拍
A 2又1/2拍 A 1又1/4拍
C 3拍 C 1又1/2拍
F 3又3/4拍
每个音符使用1个字节，字节的高4位代表音符的高低，低4位代表音符的节拍。如果1拍为0.4秒，1/4拍实0.1秒，只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假设1/4拍为1DELAY，则1拍应为4DELAY，以此类推。所以只要求得1/4拍的DELAY时间，其余的节拍就是它的倍数，如表3为1/4和1/8节拍的时间设定。
表3 1/4和1/8节拍的时间设定
曲调值DELAY 曲调值DELAY
调4/4 125毫秒调4/4 62毫秒
调3/4 187毫秒调3/4 94毫秒
调2/4 250毫秒调2/4 125毫秒
(3)编码
do re mi fa so la si分别编码为1~7，重音do编为8,重音re编为9，停顿编为0。播放长度以十六分音符为单位（在本程序中为165ms），一拍即四分音符等于4个十六分音符，编为4,其它的播放时间以此类推。音调作为编码的高4位，而播放时间作为低4位，如此音调和节拍就构成了一个编码。以0xff作为曲谱的结束标志。
举例1：音调do,发音长度为两拍，即二分音符，将其编码为0x18。
举例2：音调re,发音长度为半拍，即八分音符，将其编码为0x22
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unsigned char
的数组中。程序从数组中取出一个数，然后分离出高4位得到音调，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[1]。如表4简谱对应的简谱码、T值、节拍数：
表4 简谱对应的简谱码、T值、节拍数
简谱发音简谱码T值节拍码节拍数
5 低音SO 1 64260 1 1/4拍
6 低音LA 2 64400 2 2/4拍
7 低音TI 3 64524 3 3/4拍
1 中音DO 4 64580 4 1拍
2 中音RE 5 64684 5 1又1/4拍
3 中音MI 6 64777 6 1又1/2拍
4 中音FA 7 64820 8 2拍
5 中音SO 8 64898 A 2又1/2拍
6 中音LA 9 64968 C 3拍
7 中音TI A 65030 F 3又3/4拍
1 高音DO B 65058
2 高音RE C 65110
3 高音MI D 65157
4 高音FA E 65178
5 高音SO F 65217
3.2.2元器件选择
本系统中单片机选择AT89C51，时钟振荡电路外接石英晶体及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。一个个按钮控制音乐的播放和关闭。
3.3 特殊器件的介绍
3.3.1 AT89C51简介
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机[3]。AT89C2051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100次。该器件采用ATMEL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，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51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[3]。外形及引脚排列如图7所示
图7 AT89C51系列单片机
3.4 系统整体电路图
如图8所示的系统整体电路图：
图8 系统整体电路图4 音乐系统仿真和调试
4.1 仿真软件介绍
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，两种软件的简介如下：
4.1.1 PROTEUS软件简介
Proteus软件由英国Lab Center Electronics公司开发的EDA工具软件。具有原理编辑、印制电路板制作外，还具有交互式的仿真功能。他不仅是模拟电路、数字电路、模/数混合电路的设计与仿真平台，更是目前世界上最先进、最完整的多种型号微处理器系统的设计与仿真平台，真正实现了在计算机中完成电路原理图设计，电路分析与仿真、微处理器程序设计与仿真、系统测试与功能验证到形成印制电路板的完整电子设计、研发过程，Proteus软件由ISIS和ARES两个软件构成，其中ISIS一款智能电路原理图输入系统软件，可作为电子系统仿真平台；ARES是一款高级布线编辑软件，用于制作印制电路板（PCB)。Proteus软件不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、A VR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。
4.1.2 KEIL简介
单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件，我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的机器码有两种方法，一种是手工汇编，另一种是机器汇编，目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码，用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51，随着单片机开发技术的不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不断发展，Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部份组合在一起。
[1]运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。掌握这一软件的使用对于使用
51系列单片机的爱好者来说是十分必要的，如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选（目前在国内你只能买到该软件、而你买的仿真机也很可能只支持该软件），即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势[1]。
4.2 系统仿真实现
打开Keil程序，执行菜单命令―Project‖—―New Project‖创建―天空之城‖项目，并选择单片机型号为AT89C51。执行菜单命令―File‖—―New‖创建文件，输入源程序，保存为―天空之城.C‖。在―Project‖栏的File项目管理窗口中右击文件组，选择―Add Files to Group `Source Group1`‖将源程序―片内拆字.C‖添加到项目中。执行菜单命令―Project‖—―Options for Target `Target1`‖，在弹出的对话框中选择―Output‖选项卡，选中―Create HEX File‖。执行菜单命令―Project‖—―Build Target‖，编译成功，在―Output Window‖窗口中显示没有错误，并创建了―天空之城.HEX‖文件。执行菜单命令―Debug‖—―Start/Stop Debug session‖。
打开ISIS 7 Professional 窗口。单击菜单命令‖File‖—―New Design‖，创建一个DEFAULT模板，保存文件名为―天空之城.DSN‖。在器件选择按钮中单击―P‖按钮，添加设计所需的元件，画好电路图。双击AT89C51单片机，在弹出的对话框的―Program File‖项中选择在Keil中生成的十六进制HEX文件—―天空之城.HEX‖.单击―Debug‖—―Execute‖，进入仿真状态，鼠标按住按钮开关便可听到音乐《天空之城》。如图9为运行图：
图9程序运行图
4.3 系统测试
在win7环境下测试，运行Proteus实现设计原型的仿真；通过模拟电子示波器输出单片机的输出波形，可观查到随着时间的变化，出现不同频率的电子脉冲，示波器采用
A频道输入观察到输出波形如图9所示。
5 总结
5.1 设计小结
对比两种方案的设计，可以看出方案一，不论在软件设计，硬件设计上带来许多便捷，更能够体现符合实际生产的需要，节约成本，服务生活，引导节能环保的潮流，具有极强的现实意义和可行性，利用定时器可以产生各种固定频率的方波信号，也可以产生包括"Do"、"Re"、"Me"--等音阶在内的各种频率声音。将各个音阶连接在一起，便可组成一支曲子或是演奏一段旋律。
5.2 收获体会
通过这次课程设计，我系统的把51单片机的设计与仿真重新学习了一遍，自此，我对这个软件也更加熟悉，学会了在制定设计方案时，进行多层次多方面的考虑，理论结合实际的思维方式。
5.3 展望
随着多媒体技术和计算机技术的日新月异,为了给实际硬件设计操作提供指导，减少开发成本，人力物力的投入，以及资源浪费，模拟实际硬件设计的软件将被越来越广泛运用。人类社会现代化的突飞猛进发展需求,追求现代化的高生活质量，以及各大工厂，企业自动控制的需要，软、硬件开发仿真平台Keil及Proteus将会得到更多计算机专业人士的青睐。
6 参考文献
[1] 侯玉宝，陈忠平，李成群.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真[M],电子工业出版社，2008.9
[2] 谭浩强.C语言程序设计（第二版）[M]，北京：清华大学出版社，1991.
[3] 谢维成，杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计[M],清华大学出版社，2009，7.
附录1系统主要功能展示图
图10 系统主要功能展示图
附录2 器件清单
表5 元器件清单表
附录3程序代码
源程序代码
#include
sbit sound=P3^7; //将sound位定义为P3.7
unsigned int C; //储存定时器的定时常数
//C调低音的音频宏定义
#define L1 262 //将"L1"宏定义为低音"1"的频率262Hz 时间是1/262=3826/2 us 取半周期
/*******************************************
函数功能：1个延时单位，延时200ms
******************************************/
void delay()
{
unsigned char i,j;
for(i=0;i<100;i++)
for(j=0;j<250;j++)
}
/*******************************************
主函数
******************************************/
void main(void)
{
unsigned char i,j;
//以下是《天空之城》简谱//每行对应一小节音符
unsigned int code f[]={ 880,987,
/**/1046,987,1046,1318,
/**/987,659,659,
/**/880,784,880,1046,
/**/784,659,659,
/**/698,659,698,1046,
/**/659,1046,1046,1046,
/**/987,698,698,987,
/**/987,880,987,
/**/1046,987,1046,1318,
/**/987,659,659,
/**/880,784,880,1046,784,659，
/**/698,1046,987,1046,
/**/1174,1174,1174,1046,
/**/1046,880,987,784,
/**/880,1046,1174,
/**/1318,1174,1318,1567,
/**/1046,987,1046,1318,
/**/1318, 1174,784,784,
/**/880,1046,987,1174,
/**/1046,784,784,
/**/1396,1318,1174,
/**/659,1318, 1046,1318,
/**/1760,1567,1567,
/**/1318,1174,1046,1046,
/**/1174,1046,1174,1567,
/**/1318,1318,1760,1567,
/**/1318,1174,1046,1046,
/**/1174,1046,1174,987,
/**/880,880,987,
/**/880, 0xff}; //以0xff作为音符的结束标志
unsigned char code JP[ ]={
4,4, /**/12,4,8,8, /**/20,4,4, /**/12,4,8,8,
/**/20,4,4, /**/12,4,4,12,20,4,4,4, /**/12,4,8,8,
/**/20,4,4, /**/12,4,8,8, /**/20,4,4, /**/12,4,8,8,
32, 4, /**/8,4,6,8, /**/4,4,4,16, /**/8,4,6,8,
/**/24,4,4, /**/12,4,8,8,24,4,4, /**/4,4,8,8,
/**/32, /**/4,8,8,6, /**/12,4,16, /**/8,8,8,8,30,
/**/20,8, /**/16,8,8, /**/4,4,16,8, /**/8,4,4,8,
/**/20,8,16,16, /**/4,20,8, /**/8,4,4,8,/**/20,4,4,
/**/32,
};
EA=1; //开总中断
ET0=1; //定时器T0中断允许
TMOD=0x00; // 使用定时器T0的模式1（13位计数器）
while(1)
{
i=0; //从第1个音符f[0]开始播放
while(f[i]!=0xff)
{
C=460830/f[i];
TH0=(8192-C)/32; //可证明这是13位计数器TH0高8位的赋初值方法TL0=(8192-C)%32; //可证明这是13位计数器TL0低5位的赋初值方法TR0=1; //启动定时器T0
or(j=0;j delay(); //延时1个节拍单位 TR0=0; //关闭定时器T0 i++; //播放下一个音符 } sound=0; } } /*********************************************************** 函数功能：定时器T0的中断服务子程序，使P3.7引脚输出音频的方波************************************************************/ void Time0(void ) interrupt 1 using 1 { Sound=!sound; //将P3.7引脚输出电平取反，形成方波 TH0=(8192-C)/32; //可证明这是13位计数器TH0高8位的赋初值方法TL0=(8192-C)%32; //可证明这是13位计数器TL0低5位的赋初值方法} 一、设计目的 利用8052单片机结合内部定时器设计一个八音盒，按下单键可以演奏预先设置的歌曲旋律。 二、设计要求 其基本功能为：1，使用LED显示器来显示目前演奏的歌曲编号；2，具有8个按键操作来选择演奏哪一首歌曲；3，内建8首歌曲旋律，按下单键可以演奏歌曲。 三、设计器材 T89C52单片机、晶振、八个按键、二位一体共阳极数码管、电阻电容若干、导线。 四、设计方案及分析 设计思路： (1)选择8052单片机，通过T0定时中断，并配合P2.0引脚输出音频频率。 (2)P2.0引脚输出接蜂鸣器。 (3)通过P0口接LED。 (4)P1口接键盘，输入歌曲号。 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1，定时中断，然后控制P2.0引脚的输出每次取反，就可以在P2.0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P2.0引脚得到一音频的脉冲。 如：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； 计算得TH0,TL0的计数初值THTL=64580 下面是个音符计数初值 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，这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： 建立曲谱编码表： 编谱用8位编码，高4位代表音符，低4位代表节拍。如5 6中音5，中音6，都是1/2拍，则编码为：82H 92H 程序清单： #include 说明：按下不同的按键会是SOUNDER发出不同频率的声音。本例使用延时函数实现不同频率的声音输出，以后也可使用定时器 */ #include 说明：程序运行时播放生日快乐歌，未使用定时器中断，所有频率完全用延时实现 */ #include 单片机实物设计 题目: 单片机音乐盒设计 班级： K0312416-17 姓名：湛俊朱斌杨裕庆 学号：K031241705 K031241632 K031241737 摘要 本设计是一个基于STC89C51RC系列单片机的音乐盒，依据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个多功能多功能音乐盒。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。本音乐盒共有四首歌曲，用4个按键控制。播放歌曲时，蜂鸣器发出某个音调。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。 【关键词】STC89C51RC 按键蜂鸣器 LCD1602液晶 目录 前言 ................................................................................................................................. 第一章工作原理 .............................................................................................................. 1.1设计目标 ............................................................................................................... 第二章软件设计与分析................................................................................................... 2.1 软件设计的组成................................................................................................... 2.2 各部分软件分析 ................................................................................................. 2.2.1 延时165MS,即十六分音符子函数 .......................................................... 2.2.2 延时1MS子函数...................................................................................... 2.2.3 定时器0中断子函数 .............................................................................. 2.2.4 播放音乐子函数...................................................................................... 2.5 定时器1中断子函数.................................................................................. 2.6 按键扫描子函数 ......................................................................................... 2.2.7 主函数..................................................................................................... 2.3 总源程序 ............................................................................................................ 第三章软件仿真 .............................................................................................................. 3.仿真图...................................................................................................................... 3.1 元件清单 ............................................................................................................... 总结 ..................................................................................................................................... 参考文献.............................................................................................................................. /*生日快乐歌曲*/ #include <> #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit beep = P1^5; uchar code SONG_TONE[]={212,212,190,212,159,169,212,212,190,212,142,159, 212,212,106,126,159,169,190,119,119,126,159,142,159,0}; uchar code SONG_LONG[]={9,3,12,12,12,24,9,3,12,12,12,24, 9,3,12,12,12,12,12,9,3,12,12,12,24,0}; //延时 void DelayMS(uint x) { uchar t; while(x--) for(t=0;t<120;t++); } void PlayMusic() { uint i=0,j,k; while(SONG_LONG[i]!=0||SONG_TONE[i]!=0) { //播放各个音符，SONG_LONG 为拍子长度 for(j=0;j 基于51单片机音乐盒程序设计基于51单片机音乐盒程序设计一、功能设计说明 1、电路设计 实物图 矩阵键盘部分电路图 2、运行流程图 程序开始 播放小苹果歌曲 否 判断任意按键是否按下继续播放小苹果歌曲是 否播放完成 进入电子琴模式 判断K16按键是否按下 是 3、电子琴模式按键对应发音设计 按键发音按键发音 低 1 中 2 K1 K9 低 2 中 3 K2 K10 低 3 中 4 K3 K11 低 4 中 5 K4 K12 低 5 中 6 K5 K13 按键发音按键发音 低 6 中 7 K6 K14 低 7 高 1 K7 K15 中 1 重新播放小苹果 K8 K16 二、硬件电路说明 1、程序下载电路 音乐盒电路图 ISP下载接口 本设计采用的单片机为AT89S52单片机，需使用ISP下载器进行下载程序，程序下载电路图如图中ISP1接口. 2、音乐发音电路 IO口P10发出不同频率的脉冲，则BUZZER产生各种不同的声音，本设计采用12MHZ 晶振，系统频率1MHZ，定时器计数一个1us,其对应关系如下表所示: 频率简谱码(T音符音符频率(HZ) 简谱码(T值) (HZ) 值) 低 1 DO 262 63628 # 4 FA# 740 64860 # 1 DO# 277 63731 中 5 SO 784 64898 低 2 RE 294 63853 # 5 SO# 831 64934 # 2 RE# 311 63928 中 6 LA 880 64968 低 3 M 330 64021 # 6 932 64994 低 4 FA 349 64103 中 7 SI 988 65030 # 4 FA# 370 64185 高 1 DO 1046 65058 低 5 SO 392 64260 # 1 DO# 1109 65085 # 5 SO# 415 64331 高 2 RE 1175 65110 低 6 LA 440 64400 # 2 RE# 1245 65134 # 6 466 64463 高 3 M 1318 65157 低 7 SI 494 64524 高 4 FA 1397 65178 中1 DO 523 64580 # 4 FA# 1480 65198 # 1 DO# 554 64633 高 5 SO 1568 65217 中 2 RE 587 64684 # 5 SO# 1661 65235 # 2 RE# 622 64732 高 6 LA 1760 65252 中 3 M 659 64777 # 6 1865 65268 中 4 FA 698 64820 高 7 SI 1967 65282 计算方法: 例如产生262HZ频率(发音DO), 周期T=1/262=3816 us，由于定时器中断使IO不停取反，故周期 T=3816/2=1908 us 定时器初值N=65536-1908=63628 TH0=63628/256 TL0=65536%256 三、程序代码说明 1 、脉冲产生 采用定时器0溢出中断产生脉冲，定时器初始化如下: TMOD = 0x01; //定时器0工作方式1 ，即十六位计数器计数 TR0 = 1; //启动定时器 ET0 = 1; //定时器0溢出中断使能 毕业设计 基于单片机的音乐盒设计 【摘要】本设计是一个基于A T89C51系列单片机的音乐盒，依据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个多功能多功能音乐盒。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。 【关键字】音乐盒；A T89C51单片机；KEIL；PROTEUS；音调 Design Of Music Box Based On SCM Li Kun (Grade06,Class1, Major Computer Science and Technology, Computer Science and Technology Dept,Shaanxi University Of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi) Tutor: FENG Yong-Zheng Abstract:This design is a series based on A T89C51 microcontroller Music Box, based on principles of SCM technology, through the production of hardware and software compilation, designed a multi-function music box. Mainly by the keys of the music box circuit, reset circuit, clock circuit and the buzzer composition. Using two buttons control music box, one to switch songs, and the other is used to switch the 8 LED pattern changes, the music box has two songs, a total of three kinds of pattern light pattern. Play a song, the buzzer sounded a tone, corresponding LED lights up. This design using KEIL programming software to program the music box and debug source code, with the PROTEUS simulation software to simulate hardware, debugging, saving design time. Key Words: Music Box ;A T89C51 SCM; KEIL; PROTEUS; TONE 基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计 基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计 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, Lantern 项目编号 西南交通大学峨眉校区大学生 科技创新基金项目 申请书 A、科技发展基金√ 项目类别（划√）B、基础科学研究基金 C、社会科学专项基金 项目名称：基于51单片机的蓝牙音乐盒 申请者：崔志斌 指导老师：王恪铭 起止年限：2014年5 月至2015年5月 申请日期：2014年4月7日 一、简表 项目名称基于51单片机的蓝牙音乐盒 申请经费0.1（万元）申请类别科技发 展基金 申请滚动资助 （划√） 是 否√ 申请者崔志斌性别男出生日期1993.7.3 学号20128403 班级测控一班所在系 （部） 计算机与通信工 程系 起止年限2014.05 项目组成员（不含申请者） 姓名学号所在系（部）项目分工本人签字 崔志斌20128403 计算机与通信工 程系 技术支持 计算机与通信工 程系 技术支持 计算机与通信工 程系 技术支持 项目研究内容提要（200字以内） 现如今随着科技的发展，人们生活水平的提高，越来越多的人们将注意力转移到了丰富自己的精神生活上。因而现在市场上出现了一些多媒体电子设备，例如MP3、MP4以及平板电脑等等。但是我们发现，这些多媒体设备大都在设备上面仅仅设计了物理按键而没有给出无线控制的解决方案，因此本小组想到了将现有的成熟无线通信技术——蓝牙技术作为我们的多媒体电子音乐盒的控制技术。它打破了传统的以物理按键控制多媒体设备的框架，转而使用现如今迅猛发展并且普及率极高的蓝牙无线通信技术，这样做既可以利用蓝牙将我们的传统多媒体设备上面的物理按键解放，又可以将消费者对于多媒体电子设备的操控体验提高一个层面，可以说是一举两得。用户容易接 受，而且美观大方。整个音乐盒看起来相当美观新颖，故还可作为室内装饰用。 二、项目设计论证 项目名称：基于51单片机的蓝牙音乐盒 1、项目意义、国内外研究概况、水平及发展趋势 现如今随着科技的发展，人们生活水平的提高，越来越多的人们将注意力转移到了丰富自己的精神生活上。因而现在市场上出现了一些多媒体电子设备，例如MP3、MP4以及平板电脑等等。但是我们发现，这些多媒体设备大都在设备上面仅仅设计了物理按键而没有给出无线控制的解决方案，因此本小组想到了将现有的成熟无线通信技术——蓝牙技术作为我们的多媒体电子音乐盒的控制技术。它打破了传统的以物理按键控制多媒体设备的框架，转而使用现如今迅猛发展并且普及率极高的蓝牙无线通信技术，这样做既可以利用蓝牙将我们的传统多媒体设备上面的物理按键解放，又可以将消费者对于多媒体电子设备的操控体验提高一个层面，可以说是一举两得。用户容易接受，而且美观大方。整个音乐盒看起来相当美观新颖，故还可作为室内装饰用。 国外已经有非常多的“创客”在科技小制作上面取得了非常多的成果，比如高仿真机器人、四轴飞行器等等。但是国内的科创发展之 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 前 言 乐曲演奏广泛用于自动答录装置、手机铃声、集团电话、及智 能仪器仪表设备。实现方法有许多种，在众多的实现方法中，以纯硬件完成乐曲演奏，随着FPGA 集成度的提高，价格下降，EDA 设计工具更新换代，功能日益普及与流行，使这种方案的应用越来越多。如今的数字逻辑设计者面临日益缩短的上市时间的压力，不得不进行上万门的设计，同时设计者不允许以牺牲硅的效率达到保持结构的独特性。使用现今的EDA 软件工具来应付这些问题，并不是一件简单的事情。FPGA 预装了很多已构造好的参数化库单元LPM 器件。通过EDA 软件工具，设计者可以设计出结构独立而且硅片的使用效率非常高的产品。 本文介绍在EDA 开发平台上利用单片机及汇编语言设计音乐硬件演奏电路，并定制单片机存储音乐数据，以十首乐曲为例，将音乐数据存储到单片机，就达到了以纯硬件的手段来实现乐曲的演奏效果。只要修改单片机所存储的音乐数据，将其换成其他乐曲的音乐数据，再重新连接到程序中就可以实现其它乐曲的演奏。 目录 摘要 (4) 第1章概述 (5) 第2章音乐盒的发音原理 (6) 2.1 播放音乐的原理 (6) 2.2 音符频率的产生 (6) 2.3 节拍频率的产生 (8) 第3章硬件电路设计 (9) 3.1 硬件电路 (9) 3.2 整体硬件电路 (10) 3.3 原理说明 (11) 2 2.4 键盘按键 (11) 第4章软件设计 (12) 4.1 程序设计流程 (12) 4.2 设计源程序代码 (12) 第5章仿真及调试 (13) 5.1 调试 (13) 5.2 仿真 (13) 5.3 程序调试中出现的问题及解决的办法 (15) 第6章设计小结及建议 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19) 附录一元器件清单 (20) 附录二部分源程序代码 (21) 3 山东建筑大学 课程设计说明书 题目：基于单片机的数字音乐盒 课程：单片机原理及应用B课程设计院（部）：信息与电气工程学院 专业：电子信息工程 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师：高焕兵张君捧 完成日期： 2013年6月 目录 摘要 .................................................................... I 1 设计目的 (2) 2 设计要求 (2) 3 设计内容 (3) 3.1 设计原理 (3) 3.2 方案设计 (3) 3.3 电路各模块说明 (4) 3.4 器件选择 (6) 3.5．系统设计 (8) 3.6 软件设计 (8) 3.7 仿真调试及操作说明 (9) 总结与致谢 (10) 参考文献 (11) 附录 (12) 附录一：基于单片机的数字音乐盒总电路图 (12) 附录二：音乐程序 (12) 山东建筑大学信息与电气工程学院学院课程设计说明书 摘要 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，基于单片机制作的电子式音乐盒，控制功能强大，可根据需要选歌，使用方便。所放歌曲的节奏可以根据需要进行设置，根据存储容量的大小，可以尽可能多的存储歌曲。 本设计由由单片机AT80C51芯片和LCD显示器为核心，辅以必要的电路，构成的一个单片机电子数字音乐盒。本设计采用4*4键盘，用Protel99来画系统硬件图，采用C语言进行编程，编程后利用KEIL C51来进行编译，再生成的HEX文件装入芯片中，采用proteus软件来仿真，检验功能得以正常实现。 关键词：单片机；音乐盒；电路；播放 HEFEI UNIVERSITY FPGA综述报告 系别电子信息与电气工程系任课教师汪济洲 班级 姓名 成绩 日期 数字音乐盒设计 摘要:本设计是一个基于STC89C51系列单片机的音乐盒，依据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个多功能音乐盒。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4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。 关键字:音乐盒 STC89C51单片机 KEIL PROTEUS 音调 目录 1概述 (3) 1.1设计方案 (3) 1.2研究内容 (3) 1.3音乐盒的功能结构图 (3) 2硬件设计 (4) 2.1总体设计框图 (4) 2.2各部分硬件设计及其原理 (4) 2.2.1 STC89C51简介 (4) 2.2.2 LED显示电路设计与原理 (5) 2.2.3 时钟振荡电路 (5) 2.3硬件电路图及功能 (6) 3软件设计 (7) 3.1音调、节拍以及编码的确定方法 (7) 4.1.1 音调的确定 (7) 4.1.2 节拍的确定 (8) 4.1.3 编码 (9) 4.2软件程序设计 (10) 4.2.1 程序流程图及相应代码块 (10) 4.2.2 程序源代码（见附录A） (14) 5调试 (14) 5.1检查硬件连接 (14) 5.2检查软件系统 (14) 5.3测试结果 (14) 5.3.1．总体运行图 (14) 5.3.2．花样灯4种花样图 (15) 参考文献 (16) 附录A 程序源代码及注释 (16) 单片机控制蜂鸣器20年月日 目录 绪论 (1) 1、硬件设计 (2) 1.1 总体设计图 (2) 1.2 简易结构框图 (2) 1.3各部分硬件设计及功能 (3) 1.3.1 蜂鸣器发声电路：（如图1.3.1） (3) 1.3.2 电源稳压电路： (4) 1.4 元件清单 (4) 2、软件设计 (5) 2.1设计思想 (5) 2.2 程序流程图 (5) 2.3 音调、节拍以及编码的确定方法 (6) 2.3.1音调的确定 (6) 2.3.2 节拍的确定 (8) 2.3.3 编码 (9) 3、电路仿真与分析 (10) 4、电路板焊接、调试 (11) 4.1 焊接 (11) 4.2 调试 (12) 5、讨论及进一步研究建议 (12) 6、心得 (12) 7、单片机音乐播放器程序实例(卡农) (13) 绪论 蜂鸣器播放音乐电路设计对于单片机初学者来说是一个简单易实现的课题。通过编写程序使单片机产生一定频率的方波信号，方波信号进入蜂鸣器便产生我们熟知的音调。 我们用定时/计数器使单片机产生方波，利用定时/计数器使输出管脚在一定周期内反复翻转，达到所需频率，而我们给定时/计数器的初始值就是我们的音符—半周期数据表，通过我们播放的音乐的乐谱，来对数据表进行调用。 我们用延时子程序来表示节拍，不同的节拍代表不同的延时。 完成此次设计之后完全可以进行扩展，例如增加按键以及LED灯光效果，制成一个简易的音乐盒，给人以视觉听觉等全方位的享受。 1、硬件设计1.1 总体设计图 1.2 简易结构框图 1.3各部分硬件设计及功能 1.3.1 蜂鸣器发声电路：（如图1.3.1） 图1.3.1 如图所示，蜂鸣器发声电路是播放音乐电路的主要执行电路，它由一个蜂鸣器，一个三极管和一个电位器组成。蜂鸣器负责发声，三极管将电流放大，而电位器则控制流过蜂鸣器电流的大小，来达到控制音量的目的。 基于单片机的音乐盒设计 学生:XXX指导老师:XXX 内容摘要:本设计是一个基于AT89C51系列单片机的音乐盒，依据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个多功能数字音乐盒。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。 关键词:音乐盒 AT89C51 KEIL PROTEUS 音调 Design for AT89C51 digit music box Abstract:The digest this text has introduced the basic AT89C51 digit music box,According to AT89C51 principle,take it by hardware circuit and software compile to made a multifunction digit music box.this box main form button circuit rest circuit clock circuit and https://www.360docs.net/doc/2f18321488.html,e two button to control it,the one use to change music ,and the other one made the LED change the kind of light.this box had two songs,and LED had three kind of light.then the music has playing,the buzzer will take among of tone,meanwhile LED will give out light.the design on the basic of KEIL to compile and debugging this music box,at the same times match up PROTEUS to hardware going to simulation debugging,So save a lot of times. Keywords:music box AT89C51 KEIL PROTEUS Tone ^ 电子音乐盒 1、设计任务和要求 (1) 2、总体设计 (1) 3、硬件设计 (2) 硬件电路 (2) 原理说明 (2) 4、软件设计 (3) 5、仿真、安装和调试 (3) 【 6、收获与体会 (4) 参考文献 (5) 附件1：元件清单 (6) 附件2: 总电路图 (7) 附件3：音乐程序 (8) ， 音乐盒设计 1、设计任务和要求 (1)利用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而 演乐曲(内存两首乐曲)。 (2)采用七段数码管显示当前播放的歌曲序号。 (3)可通过功能键选择乐曲，暂停，播放，上一曲，下一曲。 2、总体设计 (1)要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期(1/音频),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口反相,就可在I/O脚上得到此频率的脉冲 (2)利用8051的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下,改变记数值TH0及TL0以产生不同频率的方法。例如频率为523HZ,其周期T=1/523=1912微秒,因此只要令计数器定时956/1=956在每记数9次时将I/O口反相,就可得到中音D0(523HZ)。 记数脉冲值与频率的关系公式如下： N=Fi/2/Fr N：记数值 Fi：内部计时一次为1微秒．故其频率为1MHZ Fr；要产生的频率 (3)：起记数值的求法如下： T＝65536－N＝65536－Fi／2／Fr 例如：设K＝65536，F＝1000000＝Fi＝1MHZ，求低音D0（523HZ），高音的D0（1046HZ）的记数值。 T＝65536－N＝65536－Fi／2／Fr＝65536－1000000／2／Fr＝65536－500000／Fr 单片机控制蜂鸣器唱歌 的原理 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】 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。1）音调的确定 音调就是我们常说的音高。它是由频率来确定的！我们可以查出各个音符所对应的相 应的频率，那么现在就需要我们来用51来发出相应频率的声音！ 我们常采用的方法就是通过单片机的定时器定时中断，将单片机上对应蜂鸣器的I/O口来回取反，或者说来回清零，置位，从而让蜂鸣器发出声音，为了让单片机发出不同频率的声音，我们只需将定时器予置不同的定时值就可实现。那么怎样确定一个频率所对应的定时器的定时值呢？ 以标准音高A 为例： A 的频率f = 440 Hz, 其对应的周期为：T = 1/ f = 1/440 =2272μs 那么，单片机上对应蜂鸣器的I/O 口来回取反的时间应为： t = T/2 = 2272/2 = 1136 μs ，也就是清零、置位在一个周期内完成. 这个时间t 也就是单片机上定时器应有的中断触发时间。一般情况下，单片机奏乐时，其定时器为工作方式1，它以振荡器的十二分频信号为计数脉冲。设振荡器频率为f0 ，则定时器的予置初值由下式来确定： t = 12 * （TALL – THL）/ f0 式中TALL = 216= 65536,T HL为定时器待确定的计数初值。因此定时器的高低计数器的初值为： TH =THL/ 256 = ( TALL – t* f0/12) / 256 单片机驱动蜂鸣器原 理与程序 单片机驱动蜂鸣器原理与设计 作者:mcu110 来源:51hei 点击数:12159 更新时间：2007年08月01日【字体：大中小】 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，本文介绍如何用单片机驱动蜂鸣器，他广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电话机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。 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。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。 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。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成，当接通电源后（1.5~15V直流工作电压），多谐振荡器起振,输出1.5～2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。 下面是电磁式蜂鸣器的外形图片及结构图。。。 电磁式蜂鸣器实物图：电磁式蜂鸣器结构示意图： 图 1 图 2 电磁式蜂鸣器内部构成： 1. 防水贴纸 2. 线轴 3. 线圈 4. 磁铁 5. 底座 6. 引脚 7. 外壳 8. 铁芯 9. 封胶 10. 小铁片 11. 振动膜 12. 电路板 一、电磁式蜂鸣器驱动原理 蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机IO引脚输出的电流较小，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。S51增强型单片机实验板通过一个三极管C8550来放大驱动蜂鸣器，原理图见下面图3： S51增强型单片机实验板蜂鸣器驱动原理图：(完整版)基于51单片机的电子八音盒详细设计步骤
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