音樂盒設(shè)計(單片機課程設(shè)計)

1、學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考基于 89c52 單片機音樂播放的設(shè)計安慶師范學(xué)院物理與電氣工程學(xué)院學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考1、設(shè)計任務(wù)和要求12、總體設(shè)計13、硬件設(shè)計23.1硬件電路23.2原理說明24、軟件設(shè)計25、仿真、安裝和調(diào)試56、收獲與體會6附件 1：元件清單 .6附件 2:總仿真電路圖7附件 3：音樂程序 .8學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考音樂盒設(shè)計1、設(shè)計任務(wù)和要求(1) 利用 I/O 口產(chǎn)生一定頻率的方波，驅(qū)動蜂鳴器，發(fā)出不同的音調(diào)，從而演樂曲。(2 直接當(dāng)前播放的歌曲。(3) 可通過功能鍵選擇播放上一首、下一首和暫停播放歌曲。2、總體設(shè)計(1) 要產(chǎn)生音頻脈

2、沖，只要算出某一音頻的周期 (1/ 音頻 ), 然后將此周期除以 2, 即為半周期的時間 , 利用定時器計時這個半周期時間 , 每當(dāng)計時到后就將輸出脈沖的 I/O 反相 , 然后重復(fù)計時此半周期時間再對 I/O 口反相 , 就可在 I/O 腳上得到此頻率的脈沖(2) 利用 8052 的內(nèi)部定時器使其工作在計數(shù)器模式MODE1下, 改變記數(shù)值 TH0及 TL0 以產(chǎn)生不同頻率的方法。例如頻率為523HZ,其周期 T=1/523=1912 微秒 , 因此只要令計數(shù)器定時956/1=956 在每記數(shù) 9 次時將 I/O 口反相 , 就可得到中音 D0(523HZ)。記數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系公式如下：N

3、=Fi/2/FrN：記數(shù)值Fi ：內(nèi)部計時一次為1 微秒故其頻率為1MHZFr；要產(chǎn)生的頻率(3) ：起記數(shù)值的求法如下：T65536N65536 Fi 2Fr例如：設(shè) K65536， F1000000Fi 1MHZ，求低音 D0（523HZ），高音的 D0（1046HZ）的記數(shù)值。T65536N65536 Fi 2Fr 6553610000002Fr 65536500000 Fr低音 D0 的 T 65536500000262 63627中音 D0 的 T 65536500000523 64580高音 D0 的 T 65536500000104765059學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考

4、3、硬件設(shè)計3.1硬件電路本設(shè)計中用到 89C52單片機，揚聲器、鍵盤、連接線。1最小系統(tǒng)單片機：本次設(shè)計使用單片機芯片AT89C52AT89C52的工作特性：?內(nèi)含 8KB的 FLASH存儲器檫寫次數(shù)1000 次；?256x8bit 內(nèi)部 RAM；?具有 32 根可編程 I/O 線；?具有 3 個 16 位編程定時器?AT89C52 共有 6 個中斷向量： 兩個外中斷（ INT0 和 INT1），3 個定時器中斷（定時器 0、1、2）和串行口中斷 ?具有 1 個全雙工的可編程串行通信接口；?具有可編程 3 級程序鎖定位；?AT89C52的工作電源為 5（ 1± 0.2 ）V 且典型

5、值為 5V；?AT89C52最高工作頻率為24MHZ；?AT89C52的編程頻率為 324MHZ，編程啟動電流和啟動電壓分別為 1mA、 5 或 12V。3.2原理說明當(dāng)鍵盤有鍵按下時，判斷鍵值，啟動計數(shù)器T1，產(chǎn)生一定頻率的脈沖，驅(qū)動蜂鳴器，放出樂曲。同時啟動定時器T0, 顯示歌曲號。（ 1） 硬件電路中用 INT 0 、 INT 1分別接 k1、k2 作為上、下一曲的功能鍵（ 2） 用 P0 控制七段碼 a,b,c,d,e,f。（3）用 P1.2 口控制喇叭。（ 4） 電路為 12MHZ晶振頻率工作，起振電路中C1,C2 均為 30pf 。4、軟件設(shè)計本程序可以實現(xiàn)課程設(shè)計的基本要求，并可

6、以通過按鍵播放三首歌曲，程序流程圖如下：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考總體框圖：主程序框圖 ：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考子程序框圖：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考5、仿真、安裝和調(diào)試按照上面設(shè)計的電路在 proteus 軟件內(nèi)畫圖 , 打開單片機軟件開發(fā)系統(tǒng) Keil, 選擇 89C52單片機 , 在其中編寫程序 , 運行生成一個后綴名為 hex 的文件 , 然后將該文件下載到 proteus 中的 AT89C52單片機中進行仿真 , 觀察實驗現(xiàn)象。仿真能實現(xiàn)播放音樂，按鍵選擇曲目，暫停，播放功能。仿真成功后，安裝好實驗板 , 然后將音樂程序下載到電路板內(nèi) , 觀察結(jié)果。

7、能實現(xiàn)播放音樂，按鍵換曲等功能。程序調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決的辦法：（1） 有時會出現(xiàn)程序一點錯誤也沒有， 但就是不能正常運行的現(xiàn)象， 最后我們發(fā)現(xiàn)是因為程序中有的指令書寫得不規(guī)范導(dǎo)致的， 例如有的 RET返回指令一定要按正確格式書寫或在兩行指令間最好不要留空行。（2） 程序中的跳轉(zhuǎn)指令的運用很重要，為保險起見，都用 LJMP,我們就遇到過跳轉(zhuǎn)指令用錯程序無法正常運行的現(xiàn)象。當(dāng)用 JNZ指令時，跳轉(zhuǎn)范圍比較少，這時要用一個標(biāo)號中轉(zhuǎn)。（3） 編程時要注意，在程序開始時，要寫入各定時器中斷的入口地址。（4） 編程過程中要注意加注釋或分割線，否則，在程序過長時容易變得很亂，不便于查找或更改。（5） 編

8、程前要加流程圖，這樣會使思路清晰，例如數(shù)字音樂盒的設(shè)計思路完全可以按著MP3的工作方式列寫流程圖。（6） LCD 計時正常顯示的解決辦法：a. 兩個定時器同時工作， 存在中斷時序問題，剛開始時我們把定時器 1 設(shè)定在方式 3，計 250us，由于定時中斷過于頻繁，使 CPU負(fù)載過大，導(dǎo)致音樂不能正常播放，時間不能正常顯示。解決辦法：將定時器 1 設(shè)定在工作方式 1， 16 位計數(shù)，計 50ms,效果有很大改觀。但還有問題。b. 當(dāng)音樂為全 4 拍起始時，此時音樂節(jié)奏與定時器 T1 中斷頻率錯開， LCD顯示和音樂播放都會好一些。c. 另外，在歌曲中，當(dāng)遇到一個音符發(fā)音為 4 拍，在編曲中為 *

9、CH，因時間較長，當(dāng)定時器 T1此時來中斷時， 就會對歌曲播放產(chǎn)生影響， 若改為發(fā)音一拍， 中斷對歌曲播放影響減弱， 但音樂效果變差。改進方案：若采用可以定時時間更長的單片機，可以避免所有問題。學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考6、收獲與體會(1) 上學(xué)期學(xué)習(xí)單片機的課時不多， 對單片機的硬件設(shè)計， 軟件設(shè)計掌握的深度不夠， 但通過此次課程設(shè)計，明顯的改善了，首先對于硬件電路的工作原理有了進一步的學(xué)習(xí)，同時有了一個提升；軟件方面，在程序的設(shè)計，程序的調(diào)試方面都有了很大的進步。(2) 在一個好的氛圍里才能踏下心來做東西， 在這一段時間里， 寢室成員都認(rèn)真對待這次課程設(shè)計，除了自己做好自己的課題

10、外，在遇到不懂的地方互相討論，查閱資料，互助解決問題。另外在編程中出現(xiàn)問題時， 一定要戒驕戒躁， 腳踏實地，認(rèn)真看書，仔細(xì)分析，仔細(xì)調(diào)試，就一定會發(fā)現(xiàn)錯誤。我們也是這么做的，這一點在這次的課程設(shè)計中十分重要。(3) 通過這次課程設(shè)計， 我體會到了成功的喜悅， 聽著自己設(shè)計的程序下載到單片機中播放出音樂 , 心理非常自豪。這次的課程設(shè)計在一定程度上改變了我學(xué)習(xí)單片機這門課程的態(tài)度，從最初的認(rèn)為學(xué)它沒有什么實際意義， 到如今愛上單片機學(xué)習(xí)， 并希望能將理論運用到實踐， 設(shè)計出更好更完整的系統(tǒng)。我明白了一個人要想做好一件事，就必須具備自信心，耐心，還要有毅力，要膽大心細(xì)，要勇于嘗試，要手腦并用，最后

11、才能交出一份令人滿意的答卷。附件 1：元件清單名稱數(shù)量（個）型號備注電阻排阻 RX8(1 個)10k(36個 )個),500(3數(shù)碼管17SEG-DIGITAL開關(guān)4BUTTON單片機1AT89C52揚聲器1SPEAKER學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考電源25V電容330pf(2 個),10uf(1個)晶振1CRYSTAL附件 2:總仿真電路圖RP1RESPACK-8C212345678930pFU1X11939XTAL1P0.0/AD038C3CRYSTALP0.1/AD137P0.2/AD21836XTAL2P0.3/AD335P0.4/AD430pF34P0.5/AD5C133P0

12、.6/AD6932RSTP0.7/AD710uFP2.0/A821R522P2.1/A9R623500P2.2/A102924PSENP2.3/A115003025ALEP2.4/A123126EAP2.5/A1327P2.6/A1428P2.7/A15LS11P1.0/T2P3.0/RXD10211P1.1/T2EXP3.1/TXD312P1.2P3.2/INT0413R1R2 R3P1.3P3.3/INT1514P1.4P3.4/T010k10k10k615P1.5P3.5/T1SOUNDER716P1.6P3.6/WR817暫停/播放P1.7P3.7/RDAT89S52上一曲下一曲學(xué)習(xí)資

13、料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考附件 3：音樂程序shuzhi EQU 3fh;選曲目的地址song EQU p1.2;揚聲器播放play EQU p3.0;播放停止鍵addone EQU p3.1;曲目加一鍵subone EQU p3.2;曲目減一鍵dul EQU P1；段選wel EQU P2；位選ORG 0000HLJMP STARTORG 000BH;定時器 0 溢出中斷入口地址AJMP contORG 0013H;外部中斷一入口地址AJMP pause;指向外部中斷程序ORG 0100HSTART:MOV SP,#50HMOV TH0,#0DBH;定時器賦初值MOV TL0,#0FFH

14、MOV TMOD,#01H；設(shè)定 T1 工作于方式 2MOV IE,#86H;開中斷MOV TCON,#00HMOV R0,#00HMOV shuzhi,#00H( 是否順序播放音樂 )MAIN:JNB play,first;判斷 P3.0 鍵是否按下SJMP MAINfirst:ACALL del20JNB play,firstMOV shuzhi,#00HMOV dul,#06H;共陰數(shù)碼管顯示 1MOV wel,#80HMOV DPTR,#dat1；dat1 首地址賦給 DPTRACALL music0ACALL nextRETnext:INC shuzhi學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅

15、供參考MOV A,shuzhiCJNE A,#01,LOOP3;A是否 =1, 不等就跳轉(zhuǎn)到 LOOP3MOV DPTR,#dat2; 表 2 首地址送 DPTRMOV dul,#5BH; 顯示數(shù)值 2MOV wel,#80HACALL music0INC ALOOP3:CJNE A,#02,LOOP4;A是否 =2, 不等就跳轉(zhuǎn)到 LOOP4MOV DPTR,#dat3;表 3 首地址送 DPTRMOV dul,#4FH;顯示數(shù)值 3MOV wel,#80HACALL music0INC ALOOP4:CJNE A,#03,nextACALL firstRET（按鍵播放上一首音樂）last:

16、DEC shuzhiMOVa,shuzhiCJNEa,#02,last1MOVdptr,#dat3MOVdul,#4FhMOVwel,#80hACALL music0last1: cjnea,#01,last2MOVdptr,#dat2MOVdul,#5BhMOVwel,#80hACALL music0last2: cjnea,#00,lastMOVdptr,#dat1MOVdul,#06hMOVwel,#80hACALL music0RETmusic0:MOV20h,#00h;中斷計數(shù)單元清 0music1:clraMOVCa,a+dptr;查表取音階常數(shù)JZ end0;累加器判 0 看是否

17、是結(jié)束符學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考CJNEa,#0ffh,music5; 是休止符 ?LJMPmusic3;產(chǎn)生 100ms停頓music5:NOPkey:JNBplay,k0;判斷 P3.0 鍵是否按下JNBaddone,k1;判斷 P3.2鍵是否按下JNBsubone,k2;判斷 P3.1鍵是否按下MOVr6,a;音階常數(shù)送 R6INC dptr;DPTR+1MOVa,#0MOVCa,a+dptr;取常數(shù)送 R7MOVr7,aSETBtr0;啟動定時器 T0music2:nopCJNEr0,#0,$CPLsong;輸出電平取反MOVa, r6MOVr3,a;音階常數(shù)送 R3LCA

18、LLdel20MOVa, r7;節(jié)拍常數(shù)送 ACJNEa,20h,music2;節(jié)拍時間到否MOV20h,#00h; 為取下一音階作準(zhǔn)備INC DPTRLJMPmusic1music3:NOP;休止 100msCLRtr0;關(guān)閉定時器MOVr2, #14hmusic4:NOPMOVr3, #250;R3=250LCALLdel20DJNZr2, music4INC dptr;為取下一音階作準(zhǔn)備LJMPmusic1end0: MOVr2, #200;歌曲結(jié)束后 , 延時 1s 后繼續(xù)music6:MOVr3, #250LCALLdel20DJNZr2,music6學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供

19、參考（按鍵選擇）k1: ACALLdel20;調(diào)用延時子程序JNBaddone,k1;判斷 P3.2鍵是否釋放ACALL nextk2: ACALLdel20JNBsubone,k2;判斷 P3.1鍵是否釋放ACALLlastk0: ACALLdel20JNBplay,k0；判斷 3.0鍵是否釋放LJMPstartRETdel20: MOV r4,#05h；延時子程序del4:NOPDJNZr4,del4DJNZr3,del20RETcont:INC20h;計數(shù)單元 +1MOVth0,#0dbh;重新 10ms定時初值MOVtl0,#0ffhRETI;跳出中斷（停止播放）pause: ACAL

20、L del20JNBp3.0,pause;判斷 P3.0 鍵是否有釋放MOVa,r0;把 R0的值給 ACPLa;A值取反MOVr0,aRETIdat1:db 3bh,20h,3bh,20h,30h,20h,33h,20h,3bh,80h,0ffhdb 3bh,20h,3bh,20h,26h,20h,2bh,20h,26h,80h,0ffhdb 26h,20h,26h,20h,20h,20h,26h,20h,2bh,20h,2bh,20h,30h,20h,33h,10h,33h,10h db 3bh,60h,40h,20h,4ch,80h,0ffhdb 3bh,20h,3bh,20h,30h,

21、20h,33h,20h,3bh,80h,0ffhdb 3bh,20h,3bh,20h,26h,20h,2bh,20h,26h,80h,0ffhdb 26h,20h,26h,20h,20h,20h,26h,20h,2bh,20h,2bh,20h,2bh,20h,30h,20h db 33h,20h,3bh,20h,3bh,20h,40h,2bh,3bh,80h,0ffhdb 19h,20h,1ch,40h,26h,20h,19h,20h,1ch,40h,26h,20h,0ffh db 20h,20h,1ch,20h,1ch,20h,20h,20h,26h,80h,0ffhdb 19h,20h,1

22、ch,40h,26h,20h,19h,20h,1ch,40h,26h,20h,0ffh db 20h,20h,1ch,20h,1ch,20h,20h,20h,26h,80h,0ffhdb 2bh,20h,2bh,40h,3bh,20h,2bh,20h,2bh,40h,2bh,20h,0ffh db 26h,20h,2bh,20h,2bh,20h,30h,20h,2bh,80h,0ffhdb 2bh,20h,2bh,40h,3bh,20h,30h,20h,30h,40h,2bh,20h,0ffh db 33h,20h,3bh,20h,3bh,20h,40h,20h,3bh,80h,0ffh,0f

23、fh學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考dat2:db 18h,30h,1ch,10h,20h,40h,1ch,10hdb 18h,10h,20h,10h,1ch,10h,18h,40hdb 1ch,20h,20h,20h,1ch,20h,18h,20hdb 20h,80h,0ffh,20h,30h,1ch,10h,18hdb 20h,15h,20h,1ch,20h,20h,20h,26hdb 40h,20h,20h,2bh,20h,26h,20h,20hdb 20h,30h,80h,0ffh,20h,20h,1ch,10hdb 18h,10h,20h,20h,26h,20h,2bh,20hd

24、b 30h,20h,2bh,40h,20h,20h,1ch,10hdb 18h,10h,20h,20h,26h,20h,2bh,20hdb 30h,20h,2bh,40h,20h,30h,1ch,10hdb 18h,20h,15h,20h,1ch,20h,20h,20hdb 26h,40h,20h,20h,2bh,20h,26h,20hdb 20h,20h,30h,80h,20h,30h,1ch,10hdb 20h,10h,1ch,10h,20h,20h,26h,20hdb 2bh,20h,30h,20h,2bh,40h,20h,15hdb 1fh,05h,20h,10h,1ch,10h,20

25、h,20hdb 26h,20h,2bh,20h,30h,20h,2bh,40hdb 20h,30h,1ch,10h,18h,20h,15h,20hdb 1ch,20h,20h,20h,26h,40h,20h,20hdb 2bh,20h,26h,20h,20h,20h,30h,30hdb 20h,30h,1ch,10h,18h,40h,1ch,20hdb 20h,20h,26h,40h,13h,60h,18h,20hdb 15h,40h,13h,40h,18h,80h,00hdat3:db 26h,20h,20h,20h,20h,20h,26h,10h,20h,10h,20h,80h,26h,20h,30h,20h db 30h,20h,39h