單片機(jī)課程設(shè)計(jì)-八音盒

1、單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)- 八音盒設(shè)計(jì) -名目一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 3二、設(shè)計(jì)工程簡(jiǎn)介 32.1總體設(shè)計(jì)思路.32.2音符產(chǎn)生方法 . 32.3節(jié)拍產(chǎn)生方法 . 42.4核心器件簡(jiǎn)介 . 57、系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介82.5任務(wù)分工7、系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介8四、電路原理圖84.1硬件電路設(shè)計(jì)框圖10鍵盤把握電路10LCD 顯示電路11晶振和復(fù)位電路11揚(yáng)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(shù)mai n.c16功能函數(shù)fun.c18data.c數(shù)據(jù)函數(shù).27主函數(shù)變量定義33功能函數(shù)相關(guān)變量定義33數(shù)據(jù)函數(shù)相關(guān)變量定義34七、總結(jié). 35參考文獻(xiàn)：36摘要近年來(lái)隨著科技的飛速進(jìn)展

2、，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入。當(dāng)今，利用單片機(jī)把握音樂播放舉不勝舉，而利用單片機(jī)存儲(chǔ)音樂，把握播放最為廣泛，它具有功能多、價(jià)格優(yōu)、外圍電路簡(jiǎn)潔等特點(diǎn)，很受音樂愛好者和音樂芯片制造商的青睞。本設(shè)計(jì)主要是應(yīng)用單片機(jī)的原理和把握理論來(lái)設(shè)計(jì)音樂播放器的硬件電路， 并利用 C語(yǔ)言進(jìn)展軟件程序設(shè)計(jì)。通過把握單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生不同頻率的方波，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出不同音調(diào)的音樂，再利用延時(shí)來(lái)把握發(fā)音時(shí)間的長(zhǎng)短。把樂譜轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的定時(shí)常數(shù)就可以從發(fā)音設(shè)備中演奏出動(dòng)聽動(dòng)聽的音樂。最終利用編程 軟件 uVision3 和仿真軟件 PROTEU 對(duì)該音樂播放器進(jìn)展仿真，完全實(shí)現(xiàn)所需功關(guān)鍵詞 89C51 單片機(jī)；矩陣

3、鍵盤；蜂鳴器；LCD 八音盒一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書本設(shè)計(jì)利用 89C51 單片機(jī)結(jié)合內(nèi)部定時(shí)器以及外接 LCD 和矩陣鍵盤設(shè)計(jì)了一 個(gè)八音盒，按下單鍵可以演奏預(yù)先設(shè)置的歌曲旋律。本設(shè)計(jì)可以學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)，按鍵掃描及歌曲旋律簡(jiǎn)潔直覺式輸入法的設(shè)計(jì)方法。89C51 定時(shí)器其根本功能為：1、使用 LCD 顯示器來(lái)顯示目前演奏的歌曲編號(hào)；2、具有 16 個(gè)按鍵操作來(lái)選擇演奏哪一首歌曲； 3、內(nèi)建 10 首歌曲旋律，按下單鍵可以演奏歌 曲；4、演奏時(shí)可以按鍵中斷。程序執(zhí)行后工作指示 LED 閃動(dòng)，表示程序開頭執(zhí) 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(shè)計(jì)工程簡(jiǎn)介1 、設(shè)計(jì)思路： 選

4、用 ATME 公司 89C51 單片機(jī)，它具有 16KB 的內(nèi)部 ROM, 2 個(gè)定時(shí)器/計(jì) 數(shù)器， 2個(gè)外部中斷。 通過中斷實(shí)現(xiàn)歌曲的播放和暫停。 通過定時(shí)實(shí)現(xiàn) LED 閃耀和音樂頻率的變化。 通過鍵盤實(shí)現(xiàn)歌曲的選擇。2、音符產(chǎn)生方法：不同的音調(diào)有不同的頻率。頻率不同，音調(diào)也就不同。利用定時(shí)器，使其工作在模式0，定時(shí)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(yīng)的方波頻率。轉(zhuǎn)變計(jì)數(shù)初值，就轉(zhuǎn)變了頻率。定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間等于半個(gè)周期，定時(shí)時(shí)間到就輸出脈沖取反，重復(fù)此過程，就可在P3.7 引腳得到一音頻的脈沖。如：C 調(diào)中音 1 的頻率=523HZ 周期 T=1

5、/523=1912us； 定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為：T/2=1912/2us=956us ；則其計(jì)數(shù)初值為：TH0=(8192-C)/32 ； TL0=(8192-C)%32;下面是音符及其程序中對(duì)應(yīng)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(jié)拍產(chǎn)生方法:音樂中的節(jié)拍用延時(shí)時(shí)間產(chǎn)生。假設(shè)1/4 拍執(zhí)行一次延時(shí)程序

6、，1/2 拍就執(zhí)行兩次延時(shí)程序，所以只要求出 1/4 延時(shí)時(shí)間，其余的節(jié)拍就是他的倍數(shù)。為便利 記譜，將節(jié)拍數(shù)也進(jìn)展編碼，如下：表 2.2 節(jié)拍編碼表節(jié)拍1/41/2節(jié)拍編碼(根本延時(shí)次數(shù))123/434/44建立曲譜編碼表，例如:簡(jiǎn)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(jié)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(jiǎn)介AT89C51 的性能介紹AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃耀可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器，高性能 CMOS 位微 處理器，俗稱單片機(jī)。該器件承受 ATMEI 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(chǔ)器 組合在單個(gè)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(tǒng)供給了一種機(jī)敏性高且價(jià)廉的方案。它可以供給以下的功能標(biāo)準(zhǔn)：4K 的字節(jié)閃耀存儲(chǔ)器；128 字節(jié)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

8、；32 個(gè) I/O 口；2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器；1 個(gè)串行通信口；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。蜂鳴器蜂鳴器是一種一體化構(gòu)造的電子訊響器，承受直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、 機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)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(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)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(hào)， 阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片

9、發(fā)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(jīng)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(dòng)膜片及外 殼等組成。矩陣鍵盤單片機(jī)系統(tǒng)中 , 假設(shè)使用按鍵的數(shù)量比較多時(shí) ,通常選用用矩陣式鍵盤。矩陣式 鍵由行線和列線構(gòu)成，按鍵位于行、列線的穿插點(diǎn)上 , 鍵盤矩陣是由四行四列構(gòu) 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(shí)別 方法如下：推斷鍵盤中有無(wú)鍵按下 將全部行線置低電平，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。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(gè)按鍵之中。假設(shè)全部列線均為高電平，則鍵盤中無(wú)鍵按下。推斷閉合鍵所在的位置 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)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(cè)各列線的電平狀態(tài)。假設(shè)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(jiǎn)介工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示 16X02 即 32 個(gè)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(lái)顯示字母、數(shù)字、