單片機課程設(shè)計報告 音樂盒設(shè)計

1、<p><b>　　音樂盒設(shè)計</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文是應(yīng)用STC89C52單片機原理和控制理論來設(shè)計音樂盒的硬件電路，并利用匯編語言進行程序設(shè)計。通過控制單片機內(nèi)部的定時器來產(chǎn)生不同頻率的方波，驅(qū)動喇叭發(fā)出不同音調(diào)的音樂，再利用延遲來控制發(fā)音時間的長短。該程序通過把樂譜轉(zhuǎn)化成

2、相應(yīng)的定時常數(shù)來驅(qū)動發(fā)音設(shè)備演奏出悅耳動聽的音樂。這種控制電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高,應(yīng)用性強；軟件程序適應(yīng)范圍廣，對于不同的音樂只需要改變相應(yīng)的定時常數(shù)即可。對單片機和音樂愛好者有一定的借鑒價值。</p><p>　　關(guān)鍵詞：STC89C52單片機 音樂盒 匯編語言</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1.設(shè)計目的

3、及要求1</p><p>　　1.1 設(shè)計目的1</p><p>　　1.2 設(shè)計要求1</p><p>　　2 .設(shè)計方案及原理1</p><p>　　2.1 設(shè)計原理...................................................................................

4、...................................1</p><p>　　2.2 總設(shè)計思想2</p><p><b>　　3.硬件設(shè)計3</b></p><p><b>　　4.軟件設(shè)計3</b></p><p>　　4.1 音調(diào)、節(jié)拍以及編碼的確定方法3</p&

5、gt;<p>　　4.2 程序流程圖 4</p><p>　　4.3 程序（匯編語言） 5</p><p>　　5. 總結(jié)….............................................................................................................................

6、.......8</p><p>　　參考文獻…….............................................................................................................................8</p><p><b>　　1.設(shè)計目的及要求</b></p

7、><p><b>　　1.1設(shè)計目的 </b></p><p>　　隨著電子技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展，單片機在日常生活中的應(yīng)用越來越廣泛，同時也顯現(xiàn)出了它的重要性，尤其在一些特殊的場合更是不可代替。為熟悉單片機的應(yīng)用。要求設(shè)計一個基于STC89C52單片機的帶彩燈外觀的音樂盒。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計要求</b&g

8、t;</p><p>　　音樂盒有三個按鍵key1，key2，key3，其中key1控制彩燈的樣式，本設(shè)計有六種彩燈花樣，每按一次變換一種樣式。Key2控制音樂播放，本設(shè)計有五首音樂，每按一次變換到下一首，同時八路LED燈隨音調(diào)不同而閃爍。Key3為總開關(guān)用于關(guān)閉音樂跟彩燈。</p><p><b>　　2.設(shè)計方案及原理</b></p><p&g

9、t;<b>　　2.1設(shè)計原理 </b></p><p>　　音調(diào)之所以不同是因為頻率的不同。根據(jù)每個音調(diào)的頻率單片機內(nèi)部的定時計數(shù)器來產(chǎn)生相應(yīng)的音樂脈沖。只要算出某一音頻的周期(1/頻率)，然后將此周期除以2，即為半周期的時間。利用定時器計時這半個周期時間，每當計時到后就將輸出脈沖的I/O口反相，然后重復(fù)計時此半周期時間再對I/O反相，就可在I/O腳上得到此頻率的脈沖。利用STC

10、89C52的內(nèi)部定時計數(shù)器工作在方式1下，改變初值TH0及TL0以產(chǎn)生不同頻率。   此外結(jié)束符和休止符可以分別用代碼0xff和0x00來表示，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，定時時間為1912/2=956us因此只要令計數(shù)器計時956us/1

11、us=956次(若晶振頻率為6MHZ)，在每次計數(shù)956次時將I/O反相，就可得到中音DO(523Hz)。根據(jù)計數(shù)次數(shù)就可算出計數(shù)初值。 要產(chǎn)生音樂光有音調(diào)是不行的，每個音調(diào)還有持續(xù)一定的時間。這可以用延時程序delay()來實現(xiàn)。因此每個音樂代碼有八位數(shù)字組成，高四位控制音調(diào)，低四位通過延時程序?qū)υ撘粽{(diào)進行延時。通過子函數(shù)連續(xù)不斷的調(diào)用音樂代碼就產(chǎn)生了動聽的音樂。音調(diào)的頻率與時間都不同，讓DO、RE、MI、FA、SO、LA、

12、SI分別對應(yīng)八路LED燈中的一個，這樣播放音樂的同時就有LED燈對應(yīng)閃爍。</p><p>　　2.2總體設(shè)計思想 </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co

13、unt1加一，根據(jù)count1的值來決定花樣燈的種類。P3.3每產(chǎn)生一次中斷count2加一，根據(jù)count2的數(shù)值來決定播放哪一首歌曲。P3.1接總開關(guān)的。播放音樂，及花樣燈均通過調(diào)用子程序來實現(xiàn)。八路LED燈燈接到P1口。揚聲器接到P3.7上。總體設(shè)計電路原理圖，如圖2。</p><p><b>　　圖2原理圖</b></p><p><b>　　3硬件

14、設(shè)計 </b></p><p>　　電路由STC89C52八路LED燈，排阻，三個開關(guān)，揚聲器及晶振組成，搭建如圖3。</p><p><b>　　圖3硬件圖</b></p><p><b>　　4.軟件設(shè)計</b></p><p>　　在本程序中設(shè)置了一個標志——count1

15、，分別初始化為0。按鍵1使得count1在1~4之間切換。程序檢測count1的值，count1等于1時播放第一首歌曲，等于2時播放第二首。</p><p>　　4.1 音調(diào)、節(jié)拍以及編碼的確定方法 </p><p>　　一般說來，單片機演奏音樂基本都是單音頻率，它不包含相應(yīng)幅度的諧波頻率，也就是說不能像電子琴那樣能奏出多種音色的聲音。因此單片機奏樂只需弄清楚兩個概念即

16、可，也就是“音調(diào)”和節(jié)拍表示一個音符唱多長的時間。 </p><p>　　不同音高的樂音是用C、D、E、F、G、A、B來表示，這7個字母就是音樂的音名，它們一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI,即唱成簡譜的1、2、3、4、5、6、7，相當于漢字“多來米發(fā)梭拉西”的讀音，這是唱曲時樂音的發(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個等份，每一個等份叫

17、一個“半音”。兩個音之間的距離有兩個“半音”，就叫“全音”。在鋼琴等鍵盤樂器上，C–D、D–E、F–G、G–A、A–B兩音之間隔著一個黑鍵，他們之間的距離就是全音；E–F、B–C兩音之間沒有黑鍵相隔，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﹟號或者b號的叫變化音。﹟叫升記號，表示把音在原來的基礎(chǔ)上升高半音，b叫降記音，表示在原來的基礎(chǔ)上降低半音。例如高音DO的頻率（1046Hz）剛好

18、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 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匯編語言程序<

19、/b></p><p><b>　　org 0000h</b></p><p><b>　　ajmp main</b></p><p>　　org 000bh </p><p><b>　　jmp tim0</b></p><p><b>

20、;　　org 0030h</b></p><p>　　main: ;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>&

21、lt;p>　　mov tmod,#01h ;設(shè)定時方式</p><p>　　mov ie,#82h ;開中斷</p><p><b>　　start0:</b></p><p>　　mov 30h,#00h ; </p><p>　　next:mov a,30h</p><p>　　mov

22、dptr,#table</p><p>　　movc a,@a+dptr ;查表取音調(diào)和節(jié)拍</p><p>　　mov r2,a </p><p>　　jz end0 ;為零，不進行處理</p><p>　　anl a,#0fh</p><p>　　mov r5,a ;將節(jié)拍存入R5</p><

23、p><b>　　mov a,r2</b></p><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>

24、<p><b>　　jmp d1</b></p><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>　　

25、movc a,@a+dptr ;根據(jù)音調(diào)決定定時器初值。</p><p>　　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></

26、p><p><b>　　inc a</b></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 ;啟動定時</p>&l

27、t;p>　　d1: call delay</p><p><b>　　inc 30h</b></p><p><b>　　jmp next</b></p><p>　　end0:clr tr0</p><p>　　jmp start0</p><p>　　tim0: ;

28、定時器中斷服務(wù)程序</p><p><b>　　push acc</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 p

29、1.7</b></p><p><b>　　pop psw</b></p><p><b>　　pop acc</b></p><p>　　retidelay:mov r7,#02h ;延時子程序</p><p>　　d2: mov r4,#130</p><p>

30、;　　d3: mov r3,#248 </p><p>　　djnz r3,$ </p><p>　　djnz r4,d3</p><p>　　djnz r7,d2</p><p>　　djnz r5,delay </p><p><b>　　ret</b></p><p&

31、gt;　　table1: ;決定音調(diào)的定時初值。</p><p>　　dw 64260,64400,64524,64580</p><p>　　dw 64684,64777,64820,64898 </p><p>　　dw 64968,65030,65</p><p><b>　　;1</b></p>&

32、lt;p>　　db 82h,01h,81h,94h,84h,0b4h,0a4h,04h,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,

33、04h</p><p><b>　　;3</b></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,81

34、h,0f4h,0d4h,0b4h,0a4h,94h,0e2h,01h,0e1h,0d4h,0b4h,0c4h,0b4h,04h,00 </p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　5. 總結(jié) </b></p><p>　　單片機的設(shè)計至今為止已經(jīng)進入了令人鼓舞的階段，在進行了

35、長達一個學期的時間的摸索與實驗，使我們不僅僅是對于單片機入門軟件與硬件的常用設(shè)計與功能，還使我們對于一項設(shè)計研究的制作過程所需要的詳細步驟和具體的實現(xiàn)方法的力度的掌握。 </p><p>　　當然在這次寶貴的設(shè)計活動中，經(jīng)驗才是對于我們最大的收獲，而且還增強了自身對未知問題以及對知識的深化認識的能力，用受益匪淺這個詞語來概括這次難忘的活動我覺得再合適不過了。但是，光是完成了作品還是不可以自我滿足的，在從

36、一開始的時候就懷著將作品制作得更加人性化，更加令人滿意，更加地使功能完美又方便地被應(yīng)用領(lǐng)域這個最終目的下，隨著對單片機這門學科的認識加深，到達了拓展的程度，我想這個目的將在不遠的時期內(nèi)被實現(xiàn)。 </p><p>　　總之，這次設(shè)計從軟件編寫、調(diào)試到軟硬件聯(lián)機調(diào)試，我們傾注了大量的時間和心血。真是曾經(jīng)為程序的編寫而冥思苦想過，曾經(jīng)為無法找出錯誤而郁悶苦惱過，也曾經(jīng)為某一功能不能實現(xiàn)而猶豫彷徨過，但最終我們

37、完成設(shè)計了。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1. 張友德 趙志英 涂時亮.單片微型機-原理、應(yīng)用與實驗【M】.上海：復(fù)旦大學出版</p><p><b>　　社.2006.10</b></p><p>　　2. 王用倫.微機原理及接口技術(shù)【M】.北京大學出版. 2