音樂盒設計單片機課程設計

1、基于89c52單片機音樂播放的設計安慶師范學院物理與電氣工程學院 1、設計任務和要求12、總體設計13、硬件設計23.1 硬件電路23.2 原理說明24、軟件設計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音樂盒設計1、設計任務和要求(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、總體設計(1)要產(chǎn)生音頻脈沖，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,每當計時到后就

2、將輸出脈沖的I/O反相,然后重復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)脈沖值與頻率的關系公式如下：N=Fi/2/Fr N：記數(shù)值Fi：內(nèi)部計時一次為1微秒故其頻率為1MHZ Fr；要產(chǎn)生的頻率(3)：起記數(shù)值的求法如下：T65536N65536Fi2Fr例如：設K65536，F(xiàn)1000000Fi1M

3、HZ，求低音D0（523HZ），高音的D0（1046HZ）的記數(shù)值。T65536N65536Fi2Fr6553610000002Fr65536500000Fr低音D0的T6553650000026263627中音D0的T6553650000052364580高音D0的T655365000001047650593、硬件設計3.1 硬件電路本設計中用到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

4、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（10.2）V且典型值為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、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

5、,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、軟件設計本程序可以實現(xiàn)課程設計的基本要求，并可以通過按鍵播放三首歌曲，程序流程圖如下：總體框圖： 主程序框圖：子程序框圖：5、仿真、安裝和調(diào)試按照上面設計的電路在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

6、結果。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。當用JNZ指令時，跳轉(zhuǎn)范圍比較少，這時要用一個標號中轉(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） 編程前要

7、加流程圖，這樣會使思路清晰，例如數(shù)字音樂盒的設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設定在方式3，計250us，由于定時中斷過于頻繁，使CPU負載過大，導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，當遇到一個音符發(fā)音為4拍，在編曲中為*CH，因時間較長，當定時器T1此時來中斷時，就會

8、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。6、收獲與體會(1) 上學期學習單片機的課時不多，對單片機的硬件設計，軟件設計掌握的深度不夠，但通過此次課程設計，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習，同時有了一個提升；軟件方面，在程序的設計，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，寢室成員都認真對待這次課程設計，除了自己做好自己的課題外，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，

9、認真看書，仔細分析，仔細調(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計中十分重要。(3) 通過這次課程設計，我體會到了成功的喜悅，聽著自己設計的程序下載到單片機中播放出音樂,心理非常自豪。這次的課程設計在一定程度上改變了我學習單片機這門課程的態(tài)度，從最初的認為學它沒有什么實際意義，到如今愛上單片機學習，并希望能將理論運用到實踐，設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，要勇于嘗試，要手腦并用，最后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6排阻RX8(1個)10k(3個),500(3個)數(shù)

10、碼管17SEG-DIGITAL開關4BUTTON單片機1AT89C52揚聲器1SPEAKER電源25V電容330pf(2個),10uf(1個)晶振1CRYSTAL附件2:總仿真電路圖附件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

11、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,#0FFHMOV TMOD,#01H ；設定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,first MOV shuzhi,#00HMOV dul,#06H ;共陰數(shù)碼管顯示1MOV wel,#80H

12、MOV DPTR,#dat1 ；dat1首地址賦給DPTR ACALL music0ACALL nextRETnext: INC shuzhiMOV A,shuzhiCJNE A,#01,LOOP3 ;A是否=1,不等就跳轉(zhuǎn)到LOOP3 MOV 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 mu

13、sic0INC ALOOP4: CJNE A,#03,nextACALL firstRET（按鍵播放上一首音樂）last: DEC shuzhiMOVa,shuzhiCJNEa,#02,last1MOVdptr,#dat3MOVdul,#4FhMOVwel,#80hACALLmusic0last1:cjnea,#01,last2MOVdptr,#dat2MOVdul,#5BhMOVwel,#80hACALLmusic0last2:cjnea,#00,lastMOVdptr,#dat1MOVdul,#06hMOVwel,#80hACALLmusic0RETmusic0:MOV20h,#00h ;

14、中斷計數(shù)單元清0music1:clraMOVCa,a+dptr ;查表取音階常數(shù)JZend0 ;累加器判0看是否是結束符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R6INCdptr ;DPTR+1 MOVa,#0MOVCa,a+dptr ;取常數(shù)送R7 MOVr7,aSETBtr0 ;啟動定時器T0 music2:nopCJNEr0,#0,$C

15、PLsong ;輸出電平取反MOVa, r6MOVr3,a ;音階常數(shù)送R3LCALLdel20MOVa, r7 ;節(jié)拍常數(shù)送ACJNEa,20h,music2 ;節(jié)拍時間到否 MOV20h,#00h ;為取下一音階作準備INCDPTRLJMPmusic1music3: NOP ;休止100msCLRtr0 ;關閉定時器MOVr2, #14h music4:NOPMOVr3, #250 ;R3=250LCALLdel20DJNZr2, music4INCdptr ;為取下一音階作準備 LJMPmusic1end0:MOVr2, #200 ;歌曲結束后,延時1s后繼續(xù)music6:MOVr3,

16、#250LCALLdel20DJNZr2,music6（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ACALLnextk2:ACALLdel20JNBsubone,k2 ;判斷P3.1鍵是否釋放 ACALLlastk0:ACALLdel20JNBplay,k0 ；判斷3.0鍵是否釋放LJMPstartRETdel20:MOVr4,#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

17、 ;跳出中斷 （停止播放）pause:ACALLdel20JNBp3.0,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,10hdb 3bh,60h,40h,20h,4ch,80h,0ffhdb

18、 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,2bh,20h,30h,20hdb 33h,20h,3bh,20h,3bh,20h,40h,2bh,3bh,80h,0ffhdb 19h,20h,1ch,40h,26h,20h,19h,20h,1ch,40h,26h,20h,0ffhdb 20h,20h,1ch,20h,1ch,20h,20h,20h,26h,8

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

20、,3bh,80h,0ffh,0ffhdat2: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,20hdb

21、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,20h,

22、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,20hdb 30h,20h,39h,10h,30h,10h,30h,80h,26h,20h,20h,20h,20h,20h,1ch,20hdb 20h,80h,2bh,20h,26h,