1、單片機原理及應用課程設計- 八音盒設計 -名目一、課程設計任務書 3二、設計工程簡介 32.1總體設計思路.32.2音符產生方法 . 32.3節拍產生方法 . 42.4核心器件簡介 . 57、系統功能簡介82.5任務分工7、系統功能簡介8四、電路原理圖84.1硬件電路設計框圖10鍵盤把握電路10LCD 顯示電路11晶振和復位電路11揚聲器和閃耀電路12播放和停頓電路12五、程序框圖13六、程序清單16主函數mai n.c16功能函數fun.c18data.c數據函數.27主函數變量定義33功能函數相關變量定義33數據函數相關變量定義34七、總結. 35參考文獻：36摘要近年來隨著科技的飛速進展

2、，單片機的應用正在不斷地走向深入。當今，利用單片機把握音樂播放舉不勝舉，而利用單片機存儲音樂，把握播放最為廣泛，它具有功能多、價格優、外圍電路簡潔等特點，很受音樂愛好者和音樂芯片制造商的青睞。本設計主要是應用單片機的原理和把握理論來設計音樂播放器的硬件電路， 并利用 C語言進展軟件程序設計。通過把握單片機內部的定時器產生不同頻率的方波，驅動蜂鳴器發出不同音調的音樂，再利用延時來把握發音時間的長短。把樂譜轉化成相應的定時常數就可以從發音設備中演奏出動聽動聽的音樂。最終利用編程 軟件 uVision3 和仿真軟件 PROTEU 對該音樂播放器進展仿真，完全實現所需功關鍵詞 89C51 單片機；矩陣

3、鍵盤；蜂鳴器；LCD 八音盒一、課程設計任務書本設計利用 89C51 單片機結合內部定時器以及外接 LCD 和矩陣鍵盤設計了一 個八音盒，按下單鍵可以演奏預先設置的歌曲旋律。本設計可以學習程序設計，按鍵掃描及歌曲旋律簡潔直覺式輸入法的設計方法。89C51 定時器其根本功能為：1、使用 LCD 顯示器來顯示目前演奏的歌曲編號；2、具有 16 個按鍵操作來選擇演奏哪一首歌曲； 3、內建 10 首歌曲旋律，按下單鍵可以演奏歌 曲；4、演奏時可以按鍵中斷。程序執行后工作指示 LED 閃動，表示程序開頭執 行，按下單鍵 09 便可以演奏歌曲，歌曲演奏中，可以按鍵中斷。二、設計工程簡介1 、設計思路： 選

4、用 ATME 公司 89C51 單片機，它具有 16KB 的內部 ROM, 2 個定時器/計 數器， 2個外部中斷。 通過中斷實現歌曲的播放和暫停。 通過定時實現 LED 閃耀和音樂頻率的變化。 通過鍵盤實現歌曲的選擇。2、音符產生方法：不同的音調有不同的頻率。頻率不同，音調也就不同。利用定時器，使其工作在模式0，定時中斷，然后把握 P3.7 引腳的輸出每次取反，就可以在 P3.7 的引 腳輸出相應的方波頻率。轉變計數初值，就轉變了頻率。定時器的定時時間等于半個周期，定時時間到就輸出脈沖取反，重復此過程，就可在P3.7 引腳得到一音頻的脈沖。如：C 調中音 1 的頻率=523HZ 周期 T=1

5、/523=1912us； 定時器的定時時間為：T/2=1912/2us=956us ；則其計數初值為：TH0=(8192-C)/32 ； TL0=(8192-C)%32;下面是音符及其程序中對應的編碼表 2.1 音符編碼表音符音符編碼音符音符編碼音符音符編碼低音 1dao中音 1dao高音 1h dao低音 2re中音Re高音 2h re低音 3mi中音Mi高音 3h mi低音 4fa中音Fa高音 4h fa低音 5sao中音Sao高音 5h sao低音 6a中音La高音 6h la低音 7xi中音Xi高音 7h xi3、節拍產生方法:音樂中的節拍用延時時間產生。假設1/4 拍執行一次延時程序

6、，1/2 拍就執行兩次延時程序，所以只要求出 1/4 延時時間，其余的節拍就是他的倍數。為便利 記譜，將節拍數也進展編碼，如下：表 2.2 節拍編碼表節拍1/41/2節拍編碼(根本延時次數)123/434/44建立曲譜編碼表，例如:簡譜編碼:re,sao,mi,re,mi,sao,mi,re,dao,re,re,sao,re,mi,sao,mi,re,dao,l_la,dao,dao,mi,re,mi,l_sao,re,l_xi,l_la,l_sao,l_la.dao,re,l_xi,l_la,l_sao,l_mi,l_sao,Oxff節拍編碼：4,4,2,2,4,2,222,8,4,4,4,

7、2,2, 2,2,2,2,8,4,4,2,2,4,2,2,224, 6,2,2,2,2,2,164、核心器件簡介AT89C51 的性能介紹AT89C51 是一種帶 4K 字節閃耀可編程可擦除只讀存儲器，高性能 CMOS 位微 處理器，俗稱單片機。該器件承受 ATMEI 高密度非易失存儲器制造技術制造，與工 業標準的 MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃耀存儲器 組合在單個芯片中，ATME 的AT89C51 是一種高效微把握器，為很多嵌入式把握系 統供給了一種機敏性高且價廉的方案。它可以供給以下的功能標準：4K 的字節閃耀存儲器；128 字節隨機存取數據存儲器

8、；32 個 I/O 口；2 個 16 位定時 /計數器；1 個串行通信口；片內振蕩器和時鐘電路。蜂鳴器蜂鳴器是一種一體化構造的電子訊響器，承受直流電壓供電，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、 機、定時器等電子產品中作發聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配 器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構成。當接通電源后(1.515V 直流工作電壓)，多諧振蕩 器起振, 輸出 1.52.5kHZ 的音頻信號， 阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片

9、發聲。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外 殼等組成。矩陣鍵盤單片機系統中 , 假設使用按鍵的數量比較多時 ,通常選用用矩陣式鍵盤。矩陣式 鍵由行線和列線構成，按鍵位于行、列線的穿插點上 , 鍵盤矩陣是由四行四列構 成，矩陣的四列和 P2 口的低四位相連，四行與 P2 口的高四位相連。其鍵盤識別 方法如下：推斷鍵盤中有無鍵按下 將全部行線置低電平，然后檢測列線的狀態。只 要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與 4 根行線相穿插的 4 個按鍵之中。假設全部列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。推斷閉合鍵所在的位置 在確認有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的 過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電尋常，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態。假設某列為低，則該列線與置為低電平的行線穿插處的按鍵就是閉合的按鍵LCD1602 液晶顯示器簡介工業字符型液晶，能夠同時顯示 16X02 即 32 個字符。(16 列 2 行)1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種特地用來顯示字母、數字、