BluetoothMusic,藍(lán)牙MP3

1、單片機(jī)及dsp課程設(shè)計(jì)報(bào)告智能數(shù)字音樂盒專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 時(shí) 間：2014-06-162014-06-27通信與電子工程學(xué)院摘要單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問世以來，以其極高的性能價(jià)格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。而51單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。本課程設(shè)計(jì)是基于mcs51系列單片機(jī)所設(shè)計(jì)的，用stc89c52芯片控制的智能數(shù)字音樂盒，整個(gè)系統(tǒng)可以由電路硬件控制，也可由android手機(jī)客戶端軟件進(jìn)行控制。本系統(tǒng)包括stc89c52單片機(jī)最小系統(tǒng)、按鍵電路、蜂鳴器及l(fā)cd1602顯示電路、藍(lán)牙模塊、安卓手機(jī)客戶端組成

2、，共可以播放6首歌曲，按鍵電路可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)入藍(lán)牙控制、播放、暫停、下一首等功能，手機(jī)客戶端可以實(shí)現(xiàn)釋放藍(lán)牙控制、上一首、下一首、播放等功能；lcd1602可以顯示正在播放的歌曲和時(shí)間，蜂鳴器播放音樂。其中手機(jī)客戶端是由谷歌公司開發(fā)的手機(jī)編程軟件appinventor開發(fā)的。關(guān)鍵詞：stc89c52、智能數(shù)字音樂盒、蜂鳴器、lcd1602、appinventor、藍(lán)牙目 錄內(nèi)容-1一、 設(shè)計(jì)題目：智能數(shù)字音樂盒-1二、 設(shè)計(jì)目的和要求-1三、 方案論證-1四、 總體設(shè)計(jì)（硬件部分）-14.1、框圖設(shè)計(jì)-14.2、電路原理圖-24.3、主要模塊功能說明-24.3.1、 stc89c52單片機(jī)-24.

3、3.2、 lcd1602液晶顯示屏-44.3.3 、hc-05藍(lán)牙模塊-4五、 總體設(shè)計(jì)（軟件部分）-45.1、程序流程圖-45.1.1、stc89c52單片機(jī)部分-45.1.2、appinventor手機(jī)客戶端部分-55.2、主要模塊程序說明-65.2.1、蜂鳴器唱歌子程序-6（1）、音調(diào)的產(chǎn)生-6（2）、節(jié)拍的確定-7（3）、音符的編碼-75.2.2、lcd1602顯示子程序-85.2.3、串口初始化及串口中斷服務(wù)子程序-8六、 仿真過程綜述-8七、 調(diào)試中遇到的難點(diǎn)及解決辦法-97.1、硬件焊接部分-97.2、軟件調(diào)試部分-10八、 課設(shè)結(jié)果及實(shí)物展示-108.1、實(shí)物展示-108.2、

4、心得體會-11九、 參考文獻(xiàn)-11附錄-12源程序-12內(nèi) 容一、 設(shè)計(jì)題目：智能數(shù)字音樂盒二、 設(shè)計(jì)目的和要求目的：為了進(jìn)一步鞏固學(xué)習(xí)的理論知識，增強(qiáng)對所學(xué)知識的實(shí)際應(yīng)用能力和運(yùn)用所學(xué)的知識解決實(shí)際問題的能力，通過設(shè)計(jì)在鞏固所學(xué)知識的基礎(chǔ)之上具有初步的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用能力。通過本設(shè)計(jì)，能綜合運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)原理與應(yīng)用、dsp原理與應(yīng)用c語言程序設(shè)計(jì)以及數(shù)字電路、模擬電路等課程的內(nèi)容，為以后從事電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、軟件編程、系統(tǒng)控制等工作奠定一定的基礎(chǔ)。學(xué)會使用keil c和proteus等軟件，用c語言或匯編語言編寫一個(gè)較完整的實(shí)用程序，并仿真運(yùn)行，保證設(shè)計(jì)的正確性。并且了解單片機(jī)接口應(yīng)用開發(fā)的

5、全過程：分析需求、設(shè)計(jì)原理圖、選用元器件、布線、編程、調(diào)試等?；疽螅河脝纹瑱C(jī)設(shè)計(jì)一音樂播放器可以通過按鍵播放多首音樂；擴(kuò)展部分：用手機(jī)控制音樂播放器播放音樂。三、 方案論證方案1：用8個(gè)矩陣按鍵控制音樂的播放。6個(gè)按鍵選擇6首不同的音樂播放，其余兩個(gè)按鍵，一個(gè)控制音樂的停止，一個(gè)控制進(jìn)入手機(jī)控制模式。按下前六個(gè)鍵中的一個(gè)，便開始播放音樂。在顯示方面，用數(shù)碼管顯示正在播放的音樂個(gè)數(shù)。方案2：用4個(gè)獨(dú)立按鍵來實(shí)現(xiàn)音樂的選擇播放，第一個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)手機(jī)控制，第二個(gè)按鍵播放音樂，第三個(gè)按鍵暫停播放，第四個(gè)按鍵切換歌曲進(jìn)入下一首。用lcd1602顯示歌曲信息。為使電路簡單，能顯示更多的信息，并方便以后擴(kuò)

6、展，可能播放更多的音樂，選擇方案2。四、 總體設(shè)計(jì)（硬件部分）4.1、框圖設(shè)計(jì)框圖設(shè)計(jì)是為了能夠從整體上把握系統(tǒng)的各個(gè)大的模塊以及各個(gè)模塊之間的聯(lián)系。同時(shí)羅列出需要主要使用到的各個(gè)器件，以方面系統(tǒng)開發(fā)中器件的選取。通過框圖設(shè)計(jì)，讓設(shè)計(jì)者從整體上把握系統(tǒng)的開發(fā)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的框圖如下圖4-1所示。stc89c52最小系統(tǒng)lcd1602顯示電路按鍵電路手機(jī)客戶端蜂鳴器藍(lán)牙模塊圖4-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖4.2、電路原理圖本系統(tǒng)由stc89c52最小系統(tǒng)、四個(gè)按鍵電路、lcd1602顯示電路、蜂鳴器等組成。由于proteus仿真軟件沒有藍(lán)牙，所以在仿真時(shí)省略了此部分電路，但在程序調(diào)試時(shí)，根據(jù)實(shí)物測試通過。電

7、路原理圖如圖4-2所示圖4-2 電路原理圖4.3、主要模塊功能說明4.3.1、 stc89c52單片機(jī) stc89c52是stc公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有 8k在系統(tǒng)可編程flash存儲器。stc89c52使用經(jīng)典的mcs-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位cpu 和在系統(tǒng)可編程flash，使得stc89c52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)flash，512字節(jié)ram， 32 位i/o 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4kb eeprom，max810復(fù)位電路，3個(gè)

8、16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。 另外 stc89c52 可降至0hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，cpu 停止工作，允許ram、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，ram內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。4.3.2、 lcd1602液晶顯示屏 1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5x7或者5x11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距

9、的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形。1602lcd是指顯示的內(nèi)容16x2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。（1） 引腳功能第1腳：vss為地電源。第2腳：vdd接5v正電源。第3腳：vl為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10k的電位器調(diào)整對比度。第4腳：rs為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：r/w為讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)rs和r/w共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址

10、，當(dāng)rs為低電平r/w為高電平時(shí)可以讀忙信號，當(dāng)rs為高電平r/w為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：e端為使能端，當(dāng)e端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：d0d7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極（2） 操作時(shí)序 rsr/w操作說明00寫入指令碼d0d701讀取輸出的d0d7狀態(tài)字10寫入數(shù)據(jù)d0d711從d0d7讀取數(shù)據(jù)注：關(guān)于e=h脈沖開始時(shí)初始化e為0，然后置e為1，再清0。讀取狀態(tài)字時(shí)，注意d7位，d7=1，禁止讀寫操作；d7=0，允許讀寫操作；所以對控制器每次進(jìn)行讀寫操作前，必須進(jìn)行讀寫檢測。（3） 指令集：0x38：設(shè)置16*2顯示，5*

11、7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口0x01：清屏0x0f：開顯示，顯示光標(biāo)，光標(biāo)閃爍0x08：只開顯示0x0e：開顯示，顯示光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍0x0c：開顯示，不顯示光標(biāo)0x06：地址加1，當(dāng)寫入數(shù)據(jù)的時(shí)候光標(biāo)右移0x02：地址計(jì)數(shù)器ac=0;此時(shí)地址為0x80，光標(biāo)歸原點(diǎn)，但是ddram中斷內(nèi)容不變0x18：光標(biāo)和顯示一起向左移動（4） lcd1602讀寫時(shí)序圖如圖4-3、4-4所示（第一個(gè)為讀時(shí)序，第二個(gè)為寫時(shí)序）圖4-3讀時(shí)序圖4-4寫時(shí)序4.3.3 、hc-05藍(lán)牙模塊hc-05 嵌入式藍(lán)牙串口通訊模塊（以下簡稱模塊）具有兩種工作模式：命令響應(yīng)工作 模式和自動連接工作模式，在自動連接工作模式下模塊又可

12、分為主（master）、從（slave） 和回環(huán)（loopback）三種工作角色。當(dāng)模塊處于自動連接工作模式時(shí)，將自動根據(jù)事先設(shè)定 的方式連接的數(shù)據(jù)傳輸；當(dāng)模塊處于命令響應(yīng)工作模式時(shí)能執(zhí)行下述所有 at 命令，用戶可向模塊發(fā)送各種 at 指令，為模塊設(shè)定控制參數(shù)或發(fā)布控制命令。通過控制模塊外部引腳（pio11）輸入電平，可以實(shí)現(xiàn)模塊工作狀態(tài)的動態(tài)轉(zhuǎn)換。（1）、串口模塊用到的引腳定義：、pio8 連接 led，指示模塊工作狀態(tài)，模塊上電后閃爍，不同的狀態(tài)閃爍間隔不同。、pio9 連接 led，指示模塊連接成功，藍(lán)牙串口匹配連接成功后，led 長亮。 、pio11 模塊狀態(tài)切換腳，高電平-at 命

13、令響應(yīng)工作狀態(tài)，低電平或懸空-藍(lán)牙常規(guī)工作狀態(tài)。、模塊上已帶有復(fù)位電路，重新上電即完成復(fù)位。（2）、常用at指令集、測試指令：(34腳至高一次)指令 響應(yīng) 參數(shù)at ok 無、模塊復(fù)位：（34腳至高一次）指令 響應(yīng) 參數(shù)at+reset ok 無、獲取軟件版本號：(34腳一直至高，再給模塊上電，波特率為38400)指令 響應(yīng) 參數(shù)at+version？ ok param：軟件版本號+version：、恢復(fù)默認(rèn)狀態(tài)：（34腳至高一次）指令 響應(yīng) 參數(shù)at+orgl ok 無、設(shè)置/查詢串口參數(shù)：(34腳至高一次或一直至高)指令響應(yīng) 參數(shù) at+uart=, ok param1：波特率（bits/

14、s）at+ uart？+ uart=,ok 取值如下（十進(jìn)制）：（4800、9600、19200、38400、57600、115200、23400、460800、921600、1382400）param2：停止位01 位，12 位param3：校驗(yàn)位0none，1odd，2even。默認(rèn)設(shè)置：9600，0，0五、 總體設(shè)計(jì)（軟件部分）5.1、程序流程圖5.1.1、stc89c52單片機(jī)部分 單片機(jī)主程序可以分為兩部分，一是按鍵控制播放音樂部分，而是接受藍(lán)牙數(shù)據(jù)串口中斷部分：當(dāng)按下bluetoothmusic鍵時(shí)，串口初始化，等待串口中斷，在串口中斷里，根據(jù)接收的數(shù)據(jù)控制釋放藍(lán)牙連接、播放、下一

15、首、上一首并在lcd1602上顯示歌曲信息；當(dāng)bluetoothmusic鍵沒按下時(shí)，進(jìn)入按鍵掃描，根據(jù)獲得的鍵值控制播放、暫停、下一首，并在lcd1602上顯示歌曲信息。單片機(jī)總程序流程圖如圖5-1所示。開始系統(tǒng)初始化顯示歡迎界面while(1)循環(huán)鍵盤掃描flag_blue=1?是 否鍵盤掃描串口初始化按鍵控制播放串口中斷控制播放lcd1602顯示歌曲信息圖5-1 單片機(jī)總程序流程圖5.1.2、appinventor手機(jī)客戶端部分對于這部分程序，由于appinventor是基于安卓的開發(fā)工具，這里不做詳細(xì)介紹，只將工程最終界面截圖加在報(bào)告中此處，如圖5-2和5-3所示。圖5-2 appin

16、ventor designer版面圖5-3 appinventor blocks版面5.2、主要模塊程序說明5.2.1、蜂鳴器唱歌子程序（1）、音調(diào)的產(chǎn)生頻率的高低決定了音調(diào)的高低。音樂的十二平均率規(guī)定：每兩個(gè)八度音（如簡譜中的中音1和高音1）之間的頻率相差一倍。在兩個(gè)八度音之間又分為十二個(gè)半音。另外，音名a（簡譜中的低音6）的頻率為440hz，音名b到c之間、e到f之間為半音，其余為全音。由此可以計(jì)算出簡譜中從低音1到高音1之間每個(gè)音名對應(yīng)的頻率，所有不同頻率的信號都是從同一個(gè)基準(zhǔn)頻率分頻得到的。、要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（1/頻率），然后將此周期除以2，即為半周期的時(shí)間。利用

17、定時(shí)器計(jì)時(shí)這半個(gè)周期時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí)到后就將輸出脈沖的i/o反相，然后重復(fù)計(jì)時(shí)此半周期時(shí)間再對i/o反相，就可在i/o腳上得到此頻率的脈沖。、利用at89c52的內(nèi)部定時(shí)器使其工作在計(jì)數(shù)器模式方式1下，改變計(jì)數(shù)值th0及tl0以產(chǎn)生不同頻率的方法。此外結(jié)束符和休止符可以分別用代碼00h和ffh來表示，若查表結(jié)果為00h，則表示曲子終了；若查表結(jié)果為ffh，則產(chǎn)生相應(yīng)的停頓效果。、例如頻率為523hz，其周期t=1/523=1912us，因此只要令計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)956us/1us=956，在每次技術(shù)956次時(shí)將i/o反相，就可得到中音do（523hz）。計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系公式如下：n=fi/2/f

18、rn：計(jì)算值；fi：內(nèi)部計(jì)時(shí)一次為1us，故其頻率為1mhz；、其計(jì)數(shù)值的求法如下：初值t=65536-n=65536-fi/2/fr例如：設(shè)k=65536，f=1000000=fi=1mhz，求低音do（261hz）、中音do（523hz）、高音的do（1046hz）的計(jì)算值t=65536-n=65536-fi/2/fr=65536-1000000/2/fr=65536-500000/fr低音do的t=65536-500000/262=63628，中音do的t=65536-500000/523=64580，低音do的t=65536-500000/1047=65058。c調(diào)各音符頻率與計(jì)數(shù)值t

19、的對照表如圖5-4所示。5-4 c調(diào)各音符頻率與計(jì)數(shù)值t的對照表（2）、節(jié)拍的確定若要構(gòu)成音樂，光有音調(diào)是不夠的，還需要節(jié)拍，讓音樂具有旋律（固定的律動），而且可以調(diào)節(jié)各個(gè)音的快滿度?！肮?jié)拍”,即beat，簡單說就是打拍子，就像我們聽音樂不自主的隨之拍手或跺腳。若1拍實(shí)0.5s，則1/4拍為0.125s。至于1拍多少s，并沒有嚴(yán)格規(guī)定，就像人的心跳一樣，大部分人的心跳是每分鐘72下，有些人快一點(diǎn)，有些人慢一點(diǎn)，只要聽的悅耳就好。音持續(xù)時(shí)間的長短即時(shí)值，一般用拍數(shù)表示。休止符表示暫停發(fā)音。一首音樂是由許多不同的音符組成的，而每個(gè)音符對應(yīng)著不同頻率，這樣就可以利用不同的頻率的組合，加以與拍數(shù)對應(yīng)的

20、延時(shí)，構(gòu)成音樂。了解音樂的一些基礎(chǔ)知識，我們可知產(chǎn)生不同頻率的音頻脈沖即能產(chǎn)生音樂。對于單片機(jī)來說，產(chǎn)生不同頻率的脈沖是非常方便的，利用單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器來產(chǎn)生這樣的方波頻率信號。因此，需要弄清楚音樂中的音符和對應(yīng)的頻率，以及單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)的關(guān)系。節(jié)拍與節(jié)拍碼對照如5-5所示。5-5 節(jié)拍與節(jié)拍碼對照圖每個(gè)音符使用1個(gè)字節(jié)，字節(jié)的高4位代表音符的高低，低4位代表音符的節(jié)拍，圖5-5為節(jié)拍碼的對照。如果1拍為0.4秒，1/4拍實(shí)0.1秒。（3）、音符的編碼do、re、mi、fa、so、la、si分別編碼為17，重音do編為8,重音re編為9，停頓編為0。播放長度以十六分音符為單位，一拍即四分音

21、符等于4個(gè)十六分音符，編為4,其它的播放時(shí)間以此類推。音調(diào)作為編碼的高4位，而播放時(shí)間作為低4位，如此音調(diào)和節(jié)拍就構(gòu)成了一個(gè)編碼。以0xff作為曲譜的結(jié)束標(biāo)志。舉例1：音調(diào)do,發(fā)音長度為兩拍，即二分音符，將其編碼為0x18；舉例2：音調(diào)re,發(fā)音長度為半拍，即八分音符，將其編碼為0x22；歌曲播放的設(shè)計(jì)。先將歌曲的簡譜進(jìn)行編碼，儲存在一個(gè)數(shù)據(jù)類型為unsignedchar的數(shù)組中。程序從數(shù)組中取出一個(gè)數(shù)，然后分離出高4位得到音調(diào)，接著找出相應(yīng)的值賦給定時(shí)器0，使之定時(shí)操作蜂鳴器，得出相應(yīng)的音調(diào)；接著分離出該數(shù)的低4位，得到延時(shí)時(shí)間，接著調(diào)用定時(shí)器延時(shí)。5.2.2、lcd1602顯示子程序 在

22、lcd1602的驅(qū)動程序設(shè)計(jì)中，主要有讀忙、寫指令、寫數(shù)據(jù)、初始化四種。具體程序見附錄。（1）、讀忙子程序在向lcd中寫入數(shù)據(jù)時(shí)，為了保證lcd能夠響應(yīng)單片機(jī)，最好在向lcd中寫入數(shù)據(jù)或者指令之前先判斷l(xiāng)cd是否處于空閑狀態(tài)。lcd忙的標(biāo)志是向lcd中隨便寫入一個(gè)指令，如果lcd數(shù)據(jù)口的最高位被lcd拉為低電平，則lcd已經(jīng)處于空閑狀態(tài)。（2）、初始化在lcd初次工作時(shí)，需要將lcd初始化。主要有系統(tǒng)功能設(shè)置、顯示和光標(biāo)設(shè)置、模式設(shè)置等。（3）、寫指令寫指令和寫數(shù)據(jù)是整個(gè)lcd的驅(qū)動基礎(chǔ)。如初始化設(shè)置就是通過調(diào)用這個(gè)子函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。在向lcd中寫入指令之前，需要先選定指令寄存器（rs=0），然

23、后向lcd的8位數(shù)據(jù)口寫入指令，接著使能lcd。該指令就被寫入了lcd中。（4）、寫數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)與寫指令相同，其唯一的區(qū)別是寄存器的選擇。如果將數(shù)據(jù)口中的數(shù)據(jù)寫入指令寄存器，就是寫指令；如果將寫入數(shù)據(jù)寄存器（rs1=1），就是寫數(shù)據(jù)。5.2.3、串口初始化及串口中斷服務(wù)子程序（1）、串口初始化設(shè)置串口工作方式1，1個(gè)起始位,1個(gè)停止位,8位數(shù)據(jù)，波特率9600。波特率由定時(shí)器t1產(chǎn)生。（2）、串口中斷服務(wù)子程序在此子程序中，若接受到藍(lán)牙的數(shù)據(jù)為0x00，則上一首；若為0x01,則下一首；若為0x02，則播放；若為0x03,則斷開藍(lán)牙連接，進(jìn)入按鍵模式。六、 仿真過程綜述圖6-1 proteus仿

24、真圖如圖6-1為proteus仿真圖，此時(shí)正在按鍵模式下，播放第六首歌曲，為龐龍的兩只蝴蝶，可以通過按鍵stop停止播放，也可以按復(fù)位鍵使整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位。暫停播放時(shí)，按鍵next可以進(jìn)入下一首歌曲，按鍵start時(shí)可以播放第六首。暫停時(shí)，也可按鍵bluetooth進(jìn)入手機(jī)控制模式，但由于此處不支持串口通信，無法仿真，因此在實(shí)物上調(diào)試程序時(shí)可以實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙控制音樂的播放。另外，在仿真時(shí)蜂鳴器發(fā)出的聲音噪音很大，但在實(shí)物上，聲音很悅耳。七、 調(diào)試中遇到的難點(diǎn)及解決辦法7.1、硬件焊接部分在proteus仿真成功后，用altiumdesigner10電路設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行電路原理圖設(shè)計(jì)及pcb繪制，為了使整個(gè)系

25、統(tǒng)占用的電路板資源最少，其中有的走線用的導(dǎo)線連接，在電路板打孔，這樣可以減少pcb的復(fù)雜程度，大大簡化電路設(shè)計(jì)過程，更有效地完成設(shè)計(jì)。此處設(shè)計(jì)了八個(gè)矩陣按鍵，既可以滿足本系統(tǒng)四個(gè)獨(dú)立按鍵的需求，也方便以后擴(kuò)展使用。altiumdesigner10電路原理圖及pcb圖如圖7-1及7-2所示。7-1 altiumdesigner10電路原理圖7-2 altiumdesigner10 pcb設(shè)計(jì)圖在實(shí)物焊接過程中，依次焊接單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、按鍵電路、蜂鳴器電路、lcd1602液晶顯示電路，并且每焊完一部分，就用萬用表測試其電路的連通性及穩(wěn)定性，以確保整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成功率。（注：藍(lán)牙模塊可即插即用，

26、此處不需要設(shè)計(jì)電路） 7.2、軟件調(diào)試部分在軟件設(shè)計(jì)過程中，依次設(shè)計(jì)了lcd1602驅(qū)動子程序、播放音樂子程序、鍵盤掃描子程序、定時(shí)器初始化定時(shí)器中斷子程序、串口初始化及串口中斷服務(wù)子程序，在子程序里逐步調(diào)試仿真并在實(shí)物上加以修正。其中l(wèi)cd1602驅(qū)動子程序的設(shè)計(jì)過程參考了lcd1602數(shù)據(jù)手冊及參考例程，設(shè)計(jì)出了忙檢測、寫指令、寫數(shù)據(jù)、1602初始化、設(shè)置顯示坐標(biāo)、指定位置寫字符、指定位置寫字符串等子程序；音樂播放函數(shù)的設(shè)計(jì)，查閱了單片機(jī)蜂鳴器播放音樂的原理及音樂樂譜的組成要素，這部分設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，但在查閱了相關(guān)例程后，終于設(shè)計(jì)成功，兩個(gè)定時(shí)器t0、t1分別存放音符和音長；串口中斷子程序的

27、設(shè)計(jì)參考了單片機(jī)課本上對相應(yīng)寄存器的介紹和設(shè)置及相關(guān)例程；而手機(jī)客戶端程序的設(shè)計(jì)比較簡單，因?yàn)閍ppinventor提供了各個(gè)子程序塊，開發(fā)者只需排積木似的傻瓜式變成即可，程序見圖5-3，在這里不再贅述。八、 課設(shè)結(jié)果及實(shí)物展示8.1、實(shí)物展示圖8-1 智能音樂盒實(shí)物展示本次課設(shè)最后的實(shí)物圖如圖8-1所示。其由智能音樂盒、藍(lán)牙模塊（由于需要3.3v電壓，所以增加了之前做過的電源模塊）、安卓手機(jī)客戶端組成。整個(gè)系統(tǒng)通過usb線由電腦供電，避免了調(diào)試過程使用電池供電的消耗。在實(shí)物調(diào)試過程中，由于串口部分沒有進(jìn)行仿真，故遇到了一些困難，藍(lán)牙接收不到數(shù)據(jù)，串口無法正確接收等，在仔細(xì)查閱了hc-05數(shù)據(jù)

28、手冊后，利用at指令修改了藍(lán)牙波特率參數(shù)為9600baud（初始值為38400baud，無法用單片機(jī)產(chǎn)生38400baud）；并且了解到了手機(jī)藍(lán)牙發(fā)送的是十六進(jìn)制數(shù)，因此在客戶端設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用了bluetoothclient1的send1bytenumber,即發(fā)送一字節(jié)數(shù)字（0，1，2，3），首先用串口助手查看是否能正確接收，在串口助手尚能正確接收顯示時(shí)，再連接單片機(jī)看串口中斷是否發(fā)生，最后一步步調(diào)試成功。8.2、心得體會通過本次課程設(shè)計(jì)，再一次復(fù)習(xí)了單片機(jī)的內(nèi)容，掌握了單片機(jī)定時(shí)器、串口、中斷等部分的c語言編程和復(fù)位電路的設(shè)計(jì)，掌握了波特率的設(shè)置；并學(xué)會了lcd1602字符型液晶的顯示原理及軟

29、件編程，學(xué)會了獨(dú)立鍵盤的使用（掃描法），并掌握了單片機(jī)通過蜂鳴器播放音樂的原理和軟件編程。同時(shí)，還學(xué)到了一些課外知識，了解了hc-05藍(lán)牙模塊的使用及at指令修改藍(lán)牙設(shè)置；學(xué)會了利用手機(jī)藍(lán)牙發(fā)送數(shù)據(jù)控制單片機(jī)的知識，這部分應(yīng)用了單片機(jī)的串口通信；并進(jìn)一步熟悉了appinventor安卓軟件開發(fā)工具的變成及應(yīng)用。雖然，在此過程中遇到很多困難，但我從沒放棄，不斷地發(fā)現(xiàn)問題，查閱資料，認(rèn)真思考，解決問題，最后成功的完成了本次課設(shè)數(shù)字音樂盒的基礎(chǔ)要求部分設(shè)計(jì)，并自由擴(kuò)展了手機(jī)藍(lán)牙控制部分，使本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能化。因?yàn)槭謾C(jī)外圍電路的設(shè)計(jì)一直是我感興趣的，所以整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程都很認(rèn)真。最后，我總結(jié)的一句話是

30、：要相信你永遠(yuǎn)不會是第一個(gè)遇到這種問題的人，遇到問題不是問題，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)的今天，我們應(yīng)該學(xué)會搜索知識，學(xué)習(xí)課外知識，有想法就有動力，就要想辦發(fā)去實(shí)現(xiàn)，我們應(yīng)該享受解決問題的過程和成功解決后的喜悅。九、 參考文獻(xiàn)1 張毅剛. 單片機(jī)原理及應(yīng)用m. 北京：高等教育出版社，2010.2 張敏霞. c語言程序設(shè)計(jì)教程m. 北京：電子工業(yè)出版社，2011.3 郭天祥. 新概念51單片機(jī)c語言教程m. 北京：電子工業(yè)出版社，2009.4 閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)m. 北京：高等教育出版社，2006.5 童詩白. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)m. 北京：高等教育出版社，2006.6 david wolber. app

31、inventor create your own android apps，2011.附錄源程序#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define lcd1602_data p0 /1602液晶數(shù)據(jù)口sbit lcd1602_rs=p20; /1602液晶寫命令/數(shù)據(jù)sbit lcd1602_rw=p21; /1602液晶讀/寫控制 sbit lcd1602_en=p22; /1602液晶使能控制sbit beepio = p30 ; /蜂鳴器3.0sbit blue=p10; /藍(lán)牙按鍵sbit play=p

32、11;sbit esc=p12; /取消播放音樂sbit down=p13; /下一首sbit gnd=p14; /改為四個(gè)獨(dú)立鍵盤char number; /歌曲編號bit flag; /播放標(biāo)志bit flag_blue=0; /藍(lán)牙連接與釋放:flag_blue=1,連接;flag_blue=0,釋放char t;char count,sec,min; /歌曲時(shí)間顯示uchar buf; /串口接收數(shù)據(jù)uchar code fairy_tale;uchar code love_transfer;uchar code girl_with_wing;uchar code the_same_s

33、ong;uchar code two_butterfly;uchar code coral_sea;char music=1,2,3,4,5,6; /歌曲編號char code song17= 1.fairy tale ,2.love transfer ,3.girl with wing, 4.the same song ,5.two butterfly ,6.coral sea ;char code singer12= guang liang,chen yixun ,rong zuer , liu chang ,pang long ,zhou jielun;uchar code lamp=0

34、xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;/以下為播放音樂的設(shè)置#define system_osc 12000000#define sound_space 4/5uint code fretab12 = 262,277,294,311,330,349,369,392,415,440,466,494 ; /c調(diào)歌曲12個(gè)半音的原始頻率表uchar code signtab7 = 0,2,4,5,7,9,11 ; /17在頻率表中的位置uchar code lengthtab7= 1,2,4,8,16,32,64 ; uchar sound_temp_th0,

35、sound_temp_tl0; /音符定時(shí)器初值暫存 uchar sound_temp_th1,sound_temp_tl1; /音長定時(shí)器初值暫存bit stop; /播放暫停標(biāo)志bit stop_blue=0;/暫停標(biāo)志/*延時(shí)函數(shù)(單位ms)*/ void delay(uint z) uint x; uchar y; for(x=z;x0;x-) for(y=112;y0;y-);/* *lcd1602驅(qū)動程序*/*忙檢測*/ void lcd1602_check_busy() lcd1602_data = 0xff; lcd1602_rs = 0 ; lcd1602_rw = 1 ;

36、lcd1602_en = 0 ; delay(1); lcd1602_en = 1 ; while(lcd1602_data & 0x80) ; lcd1602_en = 0 ; /*寫指令 */ void lcd1602_write_cmd(uchar cmd) lcd1602_check_busy(); lcd1602_rs = 0 ; lcd1602_rw = 0 ; lcd1602_data = cmd ; lcd1602_en = 1 ; delay(5); lcd1602_en = 0 ;/*寫數(shù)據(jù)*/ void lcd1602_write_data(uchar dat) lcd1

37、602_check_busy(); lcd1602_rs = 1 ; lcd1602_rw = 0 ; lcd1602_data = dat ; lcd1602_en = 1 ; delay(5); lcd1602_en = 0 ;/*1602初始化*/ void lcd1602_init() lcd1602_write_cmd(0x01); /清屏 delay(20); lcd1602_write_cmd(0x38); /8位數(shù)據(jù)，雙列顯示，5*7字形 delay(20); lcd1602_write_cmd(0x0c); /開顯示，關(guān)光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍 delay(20);/*設(shè)置顯示坐標(biāo)*

38、/ void lcd1602_set_postion(uchar x , uchar y)if(!y)lcd1602_write_cmd(0x80+x) ;else if(y)lcd1602_write_cmd(0xc0+x) ;/*指定位置寫字符*/ void lcd1602_write_char(uchar x , uchar y , uchar chardata) lcd1602_set_postion(x,y) ; lcd1602_write_data(chardata) ;/*指定位置寫字符串*/ void lcd1602_write_string(uchar x , uchar y

39、 , uchar *string) lcd1602_set_postion(x,y) ; while(*string) != 0) lcd1602_write_data(*string) ; string+ ; /* *播放音樂函數(shù)*/void initialsound() beepio = 0; sound_temp_th1 = (65535-(1/1200)*system_osc)/256; / 計(jì)算tl1應(yīng)裝入的初值 音長 (10ms的初裝值) sound_temp_tl1 = (65535-(1/1200)*system_osc)%256; / 計(jì)算th1應(yīng)裝入的初值 th1 = so

40、und_temp_th1; /音長初值裝入定時(shí)器t1 tl1 = sound_temp_tl1; tmod = 0x11; /工作方式1 et0 = 1; /允許定時(shí)器t0中斷 et1 = 0; tr0 = 0; tr1 = 0; ea = 1;void beeptimer0() interrupt 1 /音符發(fā)生中斷,按鍵 if(esc=0) delay(5); if(esc=0) stop=1;/停止播放 while(!esc); / beepio = !beepio; th0 = sound_temp_th0; /定時(shí)器0重裝初值 tl0 = sound_temp_tl0;/*void

41、play(unsigned char *sound,unsigned char signature,unsigned octachord,unsigned int speed) /sound為演奏歌曲歌名，signature是指樂曲升多少個(gè)半音演奏， /octachord:降八度, 2:不升不降, 3:升八度，speed歌曲演奏速度 unsigned int newfretab12; /新的頻率表 unsigned char i,j; unsigned int point,ldiv,ldiv0,ldiv1,ldiv2,ldiv4,currentfre,temp_t,soundlength; /

42、point 指針?biāo)饕?，ldiv音符演奏的長度(多少個(gè)10ms)，currentfre 查出對應(yīng)音符的頻率 /soundlength歌曲長度，temp_t計(jì)算計(jì)數(shù)器初值 unsigned char tone,length,sl,sh,sm,slen,xg,fd;/tone音調(diào)，length音長， for(i=0;i 11) /進(jìn)入高音音域 j = j-12; newfretabi = fretabj*2; /頻率翻倍速 else newfretabi = fretabj; if(octachord = 1) /需要降八度 newfretabi=2; else if(octachord = 3) /需要升八度 newfretabi=2; /否則不用改！ soundlength = 0; while(soundsoundleng