單片機(jī)課程設(shè)計(jì)--音樂(lè)盒

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文是應(yīng)用STC89C52單片機(jī)原理和控制理論來(lái)設(shè)計(jì)音樂(lè)盒的硬件電路，并利用匯編語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。通過(guò)控制單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生不同頻率的方波，驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)出不同音調(diào)的音樂(lè)，再利用延遲來(lái)控制發(fā)音時(shí)間的長(zhǎng)短。該程序通過(guò)把樂(lè)譜轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的定時(shí)常數(shù)來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)音設(shè)備演奏出悅耳動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè)。這種控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高,應(yīng)用性強(qiáng)；軟

2、件程序適應(yīng)范圍廣，對(duì)于不同的音樂(lè)只需要改變相應(yīng)的定時(shí)常數(shù)即可。對(duì)單片機(jī)和音樂(lè)愛(ài)好者有一定的借鑒價(jià)值。</p><p>　　關(guān)鍵詞：STC89C52單片機(jī) 音樂(lè)盒 匯編語(yǔ)言</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1.設(shè)計(jì)目的及要求1</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)目的1</p>

3、;<p>　　1.2 設(shè)計(jì)要求1</p><p>　　2 .設(shè)計(jì)方案及原理1</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)原理......................................................................................................................1</p>

4、<p>　　2.2 總設(shè)計(jì)思想2</p><p><b>　　3.硬件設(shè)計(jì)3</b></p><p><b>　　4.軟件設(shè)計(jì)3</b></p><p>　　4.1 音調(diào)、節(jié)拍以及編碼的確定方法3</p><p>　　4.2 程序流程圖 4</p><p&g

5、t;　　4.3 程序（匯編語(yǔ)言） 5</p><p>　　5. 總結(jié)…....................................................................................................................................8</p><p>　　參考文獻(xiàn)……..........

6、...................................................................................................................8</p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)目的及要求</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)目的 </b>&l

7、t;/p><p>　　隨著電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)在日常生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，同時(shí)也顯現(xiàn)出了它的重要性，尤其在一些特殊的場(chǎng)合更是不可代替。為熟悉單片機(jī)的應(yīng)用。要求設(shè)計(jì)一個(gè)基于STC89C52單片機(jī)的帶彩燈外觀的音樂(lè)盒。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　音樂(lè)盒有三個(gè)按鍵key1，key2，key3

8、，其中key1控制彩燈的樣式，本設(shè)計(jì)有六種彩燈花樣，每按一次變換一種樣式。Key2控制音樂(lè)播放，本設(shè)計(jì)有五首音樂(lè)，每按一次變換到下一首，同時(shí)八路LED燈隨音調(diào)不同而閃爍。Key3為總開(kāi)關(guān)用于關(guān)閉音樂(lè)跟彩燈。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)方案及原理</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)原理 </b></p>

9、<p>　　音調(diào)之所以不同是因?yàn)轭l率的不同。根據(jù)每個(gè)音調(diào)的頻率單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)計(jì)數(shù)器來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)的音樂(lè)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口反相，然后重復(fù)計(jì)時(shí)此半周期時(shí)間再對(duì)I/O反相，就可在I/O腳上得到此頻率的脈沖。利用STC89C52的內(nèi)部定時(shí)計(jì)數(shù)器工作在方式1下，改變初值TH0及TL0以產(chǎn)生不同頻率。 &

10、#160; 此外結(jié)束符和休止符可以分別用代碼0xff和0x00來(lái)表示，若查表結(jié)果為0xff，則表示曲子終了；若查表結(jié)果為0x00，則產(chǎn)生相應(yīng)的停頓效果。 </p><p>　　例如頻率為523Hz，其周期T=1/523=1912us，定時(shí)時(shí)間為1912/2=956us因此只要令計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)956us/1us=956次(若晶振頻率為6MHZ)，在每次計(jì)數(shù)956次時(shí)將I/O反相，就可得到中音DO(5

11、23Hz)。根據(jù)計(jì)數(shù)次數(shù)就可算出計(jì)數(shù)初值。 要產(chǎn)生音樂(lè)光有音調(diào)是不行的，每個(gè)音調(diào)還有持續(xù)一定的時(shí)間。這可以用延時(shí)程序delay()來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此每個(gè)音樂(lè)代碼有八位數(shù)字組成，高四位控制音調(diào)，低四位通過(guò)延時(shí)程序?qū)υ撘粽{(diào)進(jìn)行延時(shí)。通過(guò)子函數(shù)連續(xù)不斷的調(diào)用音樂(lè)代碼就產(chǎn)生了動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè)。音調(diào)的頻率與時(shí)間都不同，讓DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI分別對(duì)應(yīng)八路LED燈中的一個(gè)，這樣播放音樂(lè)的同時(shí)就有LED燈對(duì)應(yīng)閃爍。</p>

12、<p>　　2.2總體設(shè)計(jì)思想 </p><p><b>　　圖1思路圖 </b></p><p>　　如圖1所示按鍵部分有三個(gè)鍵，分別結(jié)于外部中斷P3.2/INT0，P3.3/INT1，及串行口P3.1/TXD上，P3.2每產(chǎn)生一次中斷count1加一，根據(jù)count1的值來(lái)決定花樣燈的種類(lèi)。P3.3每產(chǎn)生一次中斷count2加一，

13、根據(jù)count2的數(shù)值來(lái)決定播放哪一首歌曲。P3.1接總開(kāi)關(guān)的。播放音樂(lè)，及花樣燈均通過(guò)調(diào)用子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。八路LED燈燈接到P1口。揚(yáng)聲器接到P3.7上。總體設(shè)計(jì)電路原理圖，如圖2。</p><p><b>　　圖2原理圖</b></p><p><b>　　3硬件設(shè)計(jì) </b></p><p>　　電路由STC

14、89C52八路LED燈，排阻，三個(gè)開(kāi)關(guān)，揚(yáng)聲器及晶振組成，搭建如圖3。</p><p><b>　　圖3硬件圖</b></p><p><b>　　4.軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在本程序中設(shè)置了一個(gè)標(biāo)志——count1，分別初始化為0。按鍵1使得count1在1~4之間切換。程序檢測(cè)count1的值，count

15、1等于1時(shí)播放第一首歌曲，等于2時(shí)播放第二首。</p><p>　　4.1 音調(diào)、節(jié)拍以及編碼的確定方法 </p><p>　　一般說(shuō)來(lái)，單片機(jī)演奏音樂(lè)基本都是單音頻率，它不包含相應(yīng)幅度的諧波頻率，也就是說(shuō)不能像電子琴那樣能奏出多種音色的聲音。因此單片機(jī)奏樂(lè)只需弄清楚兩個(gè)概念即可，也就是“音調(diào)”和節(jié)拍表示一個(gè)音符唱多長(zhǎng)的時(shí)間。 </p><

16、p>　　不同音高的樂(lè)音是用C、D、E、F、G、A、B來(lái)表示，這7個(gè)字母就是音樂(lè)的音名，它們一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI,即唱成簡(jiǎn)譜的1、2、3、4、5、6、7，相當(dāng)于漢字“多來(lái)米發(fā)梭拉西”的讀音，這是唱曲時(shí)樂(lè)音的發(fā)音，所以叫“音調(diào)”，即Tone。把C、D、E、F、G、A、B這一組音的距離分成12個(gè)等份，每一個(gè)等份叫一個(gè)“半音”。兩個(gè)音之間的距離有兩個(gè)“半音”，就叫“全音”。在鋼琴等鍵盤(pán)樂(lè)器上，C–D、D–E

17、、F–G、G–A、A–B兩音之間隔著一個(gè)黑鍵，他們之間的距離就是全音；E–F、B–C兩音之間沒(méi)有黑鍵相隔，它們之間的距離就是半音。通常唱成1、2、3、4、5、6、7的音叫自然音，那些在它們的左上角加上﹟號(hào)或者b號(hào)的叫變化音。﹟叫升記號(hào)，表示把音在原來(lái)的基礎(chǔ)上升高半音，b叫降記音，表示在原來(lái)的基礎(chǔ)上降低半音。例如高音DO的頻率（1046Hz）剛好是中音DO的頻率（523Hz）的一倍，中音DO的頻率（523Hz）剛好是低音DO頻率（266&

18、#160;Hz）的一倍；同樣的，高音RE的頻率（1175Hz）剛好是中音RE的頻率（587Hz）的一倍，中音RE的頻率（587Hz）剛好是低音R</p><p><b>　　4.2 程序流程圖</b></p><p><b>　　4.3匯編語(yǔ)言程序</b></p><p><b>　　org 0000h

19、</b></p><p><b>　　ajmp main</b></p><p>　　org 000bh </p><p><b>　　jmp tim0</b></p><p><b>　　org 0030h</b></p><p>　　ma

20、in: ;主程序</p><p><b>　　setb p1.1</b></p><p><b>　　clr p1.4</b></p><p><b>　　setb p3.0</b></p><p>　　mov tmod,#01h ;設(shè)定時(shí)方式</p><p

21、>　　mov ie,#82h ;開(kāi)中斷</p><p><b>　　start0:</b></p><p>　　mov 30h,#00h ; </p><p>　　next:mov a,30h</p><p>　　mov dptr,#table</p><p>　　movc a,@a+dpt

22、r ;查表取音調(diào)和節(jié)拍</p><p>　　mov r2,a </p><p>　　jz end0 ;為零，不進(jìn)行處理</p><p>　　anl a,#0fh</p><p>　　mov r5,a ;將節(jié)拍存入R5</p><p><b>　　mov a,r2</b></p>&

23、lt;p><b>　　swap a</b></p><p>　　anl a,#0fh </p><p>　　jnz sing ;根據(jù)音調(diào)決定是否演奏</p><p><b>　　clr tr0</b></p><p><b>　　jmp d1</b></p>

24、<p>　　sing:dec a</p><p>　　mov 22h,a ;將音調(diào)存入22H.</p><p><b>　　rl a</b></p><p>　　mov dptr,#table1</p><p>　　movc a,@a+dptr ;根據(jù)音調(diào)決定定時(shí)器初值。</p><p&g

25、t;　　mov th0,a ;放入TH0</p><p><b>　　mov 21h,a</b></p><p><b>　　mov a,22h</b></p><p><b>　　rl a</b></p><p><b>　　inc a</b></

26、p><p>　　movc a,@a+dptr</p><p>　　mov tl0,a ;放入TL0</p><p><b>　　mov 20h,a</b></p><p>　　setb tr0 ;啟動(dòng)定時(shí)</p><p>　　d1: call delay</p><p><

27、;b>　　inc 30h</b></p><p><b>　　jmp next</b></p><p>　　end0:clr tr0</p><p>　　jmp start0</p><p>　　tim0: ;定時(shí)器中斷服務(wù)程序</p><p><b>　　push a

28、cc</b></p><p><b>　　push psw</b></p><p>　　mov tl0,20h ;重賦初值</p><p>　　mov th0,21h</p><p><b>　　cpl p1.7</b></p><p><b>　　po

29、p psw</b></p><p><b>　　pop acc</b></p><p>　　retidelay:mov r7,#02h ;延時(shí)子程序</p><p>　　d2: mov r4,#130</p><p>　　d3: mov r3,#248 </p><p>　　djnz

30、r3,$ </p><p>　　djnz r4,d3</p><p>　　djnz r7,d2</p><p>　　djnz r5,delay </p><p><b>　　ret</b></p><p>　　table1: ;決定音調(diào)的定時(shí)初值。</p><p>　　

31、dw 64260,64400,64524,64580</p><p>　　dw 64684,64777,64820,64898 </p><p>　　dw 64968,65030,65</p><p><b>　　;1</b></p><p>　　db 82h,01h,81h,94h,84h,0b4h,0a4h,04h,

32、82h,01h,81h,94h,84h,0c4h,0b4h,04h</p><p><b>　　;2</b></p><p>　　db 82h,01h,81h,0f4h,0d4h,0b4h,0a4h,94h,0e2h,01h,0e1h,0d4h,0b4h,0c4h,0b4h,04h</p><p><b>　　;3</b>

33、</p><p>　　db 82h,01h,81h,94h,84h,0b4h,0a4h,04h,82h,01h,81h,94h,84h,0c4h,0b4h,04h</p><p><b>　　;4</b></p><p>　　db 82h,01h,81h,0f4h,0d4h,0b4h,0a4h,94h,0e2h,01h,0e1h,0d4h,0b

34、4h,0c4h,0b4h,04h,00 </p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　5. 總結(jié) </b></p><p>　　單片機(jī)的設(shè)計(jì)至今為止已經(jīng)進(jìn)入了令人鼓舞的階段，在進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)一個(gè)學(xué)期的時(shí)間的摸索與實(shí)驗(yàn)，使我們不僅僅是對(duì)于單片機(jī)入門(mén)軟件與硬件的常用設(shè)計(jì)與功能，還使我

35、們對(duì)于一項(xiàng)設(shè)計(jì)研究的制作過(guò)程所需要的詳細(xì)步驟和具體的實(shí)現(xiàn)方法的力度的掌握。 </p><p>　　當(dāng)然在這次寶貴的設(shè)計(jì)活動(dòng)中，經(jīng)驗(yàn)才是對(duì)于我們最大的收獲，而且還增強(qiáng)了自身對(duì)未知問(wèn)題以及對(duì)知識(shí)的深化認(rèn)識(shí)的能力，用受益匪淺這個(gè)詞語(yǔ)來(lái)概括這次難忘的活動(dòng)我覺(jué)得再合適不過(guò)了。但是，光是完成了作品還是不可以自我滿(mǎn)足的，在從一開(kāi)始的時(shí)候就懷著將作品制作得更加人性化，更加令人滿(mǎn)意，更加地使功能完美又方便地被應(yīng)用領(lǐng)域這個(gè)

36、最終目的下，隨著對(duì)單片機(jī)這門(mén)學(xué)科的認(rèn)識(shí)加深，到達(dá)了拓展的程度，我想這個(gè)目的將在不遠(yuǎn)的時(shí)期內(nèi)被實(shí)現(xiàn)。 </p><p>　　總之，這次設(shè)計(jì)從軟件編寫(xiě)、調(diào)試到軟硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試，我們傾注了大量的時(shí)間和心血。真是曾經(jīng)為程序的編寫(xiě)而冥思苦想過(guò)，曾經(jīng)為無(wú)法找出錯(cuò)誤而郁悶苦惱過(guò)，也曾經(jīng)為某一功能不能實(shí)現(xiàn)而猶豫彷徨過(guò)，但最終我們完成設(shè)計(jì)了。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</

37、b></p><p>　　1. 張友德 趙志英 涂時(shí)亮.單片微型機(jī)-原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)【M】.上海：復(fù)旦大學(xué)出版</p><p><b>　　社.2006.10</b></p><p>　　2. 王用倫.微機(jī)原理及接口技術(shù)【M】.北京大學(xué)出版. 2009-04-01</p><p>　　3. 鄔芝權(quán) 靳桅 李騏.基于