基于51单片机的音乐播放设计
摘要
为方便人们的日常生活，优化学校、机关等单位的计时系统，采用以单片机为基础设计了一种的自动音乐播放器。本设计利用单片机AT89S52的定时和计数功能，来完成时间的显示和定时功能。并且，通过对定时器初值的设定来产生不同频率的声音，利用定时器中断来完成对音乐节拍长度的控制。通过音频功率放大器，将单片机输出的信号放大，再通过喇叭播放乐曲。通过MAX232型芯片，可以转换PC机上的电压和单片机的电源电压，再通过串口接入PC机，这样就能从PC机上将用C语言编写的程序下载到单片机上。最后可在数码管上显示时间，当定时时间到后，喇叭自动播放一段连续的音乐。此设计摆脱了传统闹钟的刺耳声音，取而代之的是美妙的音乐，能为人们的日常生活提供准确的计时，且成本低廉，值得推广。
关键词：音乐播放；音频转换；时间显示；ULN2003
Music playback design based on 51 single chip microcomputer
Abstract
For the convenience of People's Daily lives, to optimize the timing system schools, agencies and other units, on the basis of the single chip microcomputer was adopted to design a kind of automatic music player.This design using the single chip microcomputer AT89S52 timing and counting functions, to complete the time display and timing functions.And, by the setting of the initial value of timer to generate different frequencies of sound, using a timer interrupt to complete control of the beat of the music length.Through the audio power amplifier, MCU output signal amplification, then play the music over the loudspeaker.Through MAX232 chip, can convert the voltage of power supply voltage of PC and microcontroller, through a serial port connected to the PC, so you can from the PC will be written in C language program downloaded to the microcontroller.Finally on the digital tube display time, when the time to regularly, speakers play a continuous music automatically.This design to get rid of the traditional alarm clock sharp voice, instead, the wonderful music, can offer the accurate timing for People's Daily lives, and low cost, is worth promoting.
Key words:Music playback;Audio conversion;Time display;ULN2003
目录
1 总体设计 (1)
2 硬件设计 (2)
2.1 AT89S52型单片机介绍 (2)
2.2 ULN2003及外围电路的设计 (2)
2.3 串行通信和MAX232芯片 (3)
2.4 AT89S52的定时/计数器概述 (3)
2.5 LED显示 (5)
3 软件设计 (6)
3.1 音乐编程原理及其流程图 (6)
3.1.1 产生声音信号 (6)
3.1.2 产生节拍信号 (6)
3.1.3 音频转换 (7)
3.2 时间显示程序设计 (8)
4 仿真及调试过程 (9)
4.1 硬件调试过程 (9)
4.2 软件仿真过程 (9)
5 结束语 (11)
参考文献 (12)
1 总体设计
在基于单片机的自动音乐播放器中，采用AT89C52RC型单片机为硬件基础，通过C语言对芯片进行编程。单片机需外接+5V稳压电源，并通过MAX232电平转换芯片和串口接入PC机。单片机工作时，用软件对定时器初值进行设定，从而得到所需要的声音频率；通过四位共阴LED数码管，可显示时间，并可进行定时设置；将单片机输出的信号放大，接入喇叭即可发声[1]。具体要求如下：（1）对时间进行定时，当定时时间到后，通过喇叭能连续播放一段音乐。要求播放出的音乐的音阶准确，不能有太大偏差，否则会造成音乐声音刺耳难听；音乐播放必须连贯，即音乐必须有节奏感；喇叭放出的音乐声音响亮，不能太小，否则不能达到乐曲的提示作用。（2）在四位共阴LED数码管上显示出时间（24小时制），包括小时、分钟，当定时1秒后，秒数加1；当定时满60秒后，秒数归零，分钟数加1；当定时满60分钟后，分钟数归零，小时数加1；当定时满24小时后，小时数归零。设计的硬件流程模块如图1-1：
图1-1 硬件流程模块图
首先，PC机通过串口及MAX232芯片将程序下载到单片机中，其中包括把一个个的单音写入单片机的RAM存储器中，程序运行时再将音乐数据按顺序读出，利用单片机的定时器中断控制音乐节拍的长度，这样就能形成一段乐曲。在单片机P1.0口接入音频放大电路，将单片机输出的信号放大，再通过喇叭播放音乐。单片机P2口接4位共阴LED数码管，并外接1K欧的排阻，利用单片机内部的定时器中断控制时间程序，然后在数码管上显示出时间。
2 硬件设计
2.1 AT89S52型单片机介绍
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止[2]。
2.2 ULN2003及外围电路的设计
ULN2003 是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由七个硅NPN 复合晶体管组成乃音频功率放大器，ULN2003 的每一对达林顿都串联一个2.7K 的基极电阻,在5V 的工作电压下它能与TTL 和CMOS 电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据[3]。ULN2003 工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V 的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。
ULN2003 采用DIP—16 或SOP—16 塑料封装。ULN2003是一个非门电路，包含7个单元，单独每个单元驱动电流最大可达350mA，9脚可以悬空。
采用ULN2003驱动蜂鸣器时设计电路图2-1如下：
图2-1 ULN2003驱动蜂鸣器时设计电路图
2.3 串行通信和MAX232芯片
在单片机和PC机之间，要通过MAX232芯片进行电平转换，MAX232芯片主要是完成TTL←→EIA双向电平转换。EIA-RS-232C与TTL转换：EIA-RS-232C是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同[4]。因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在EIA-RS-232C与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。与计算机USB之间通信需要USB 转串口设计，如下图2-2：
图2-2 USB转串口设计
2.4 AT89S52的定时/计数器概述
图2-3是定时器/计数器的结构框图。由图可知，定时器/计数器由定时器0、定时器1、定时器方式寄存器TMOD和定时器控制寄存器TCON组成。
定时器0，定时器1是16位加法计数器，分别由两个8位专用寄存器组成：定时器0由TH0和TL0组成，定时器1由TH1和TL1组成。
图2-3 定时器/计数器的结构框图
TL0、TL1、TH0、TH1的访问地址依次为8AH8DH，每个寄存器均可单独访问。定时器0或定时器1用作计数器时，对芯片引脚T0（P3.4）或T1（P3.5）上输入的脉冲计数，每输入一个脉冲，加法计数器加1；其用作定时器时，对内部机器周期脉冲计数，由于机器周期是定值，故计数值确定时，时间也随之确定。
TMOD、TCON与定时器0、定时器1间通过内部总线及逻辑电路连接，TMOD用于设置定时器的工作方式，TCON用于控制定时器的启动与停止。
计数方式时，T的功能是计来自T0(P3.4)T1(P3.5)的外部脉冲信号的个数。输入脉冲由1变0的下降沿时，计数器的值增加1直到回零产生溢出中断，表示计数已达预期个数。外部输入信号的下降沿将触发计数，识别一个从“1”到“0”的跳变需2个机器周期，所以，对外部输入信号最高的计数速率是晶振频率的1/24。若晶振频率为6MHz，则计数脉冲频率应低于1/4MHz。当计数器满后，再来一个计数脉冲，计数器全部回0，这就是溢出。
脉冲的计数长度与计数器预先装入的初值有关。初值越大，计数长度越小；初值越小，计数长度越大。最大计数长度为65536（216）个脉冲（初值为0）。
定时方式时，T记录单片机内部振荡器输出的脉冲(机器周期信号)个数。每一个机器周期使T0或T1的计数器增加1，直至计满回零自动产生溢出中断请求。定时器的定时时间不仅与定时器的初值有关，而且还与系统的时钟频率有关。在机器周期一定的情况下，初值越大，定时时间越短；初值越小，定时时间越长。最长的定时时间为65536（216）个机器周期（初值为0）。
2.5 LED显示
本文采用将多只LED的阴极连在一起的共阴式数码管。如把阴极接地，在相应段的阳极接上正电源，该段即会发光。当然，LED的电流通常较小，一般均需在回路中接上限流电阻。假如我们将"b"和"c"段接上正电源，其它端接地或悬空，那么"b"和"c"段发光，此时，数码管显示将显示数字“1”。而将"a"、"b"、"d"、"e"和"g"段都接上正电源，其它引脚悬空，此时数码管将显示“2”。8位共阳数码管管脚图如图2-4，采用2片74HC573驱动数码管，以降低I/O口使用数量：
图2-4 8位共阳数码管管脚图
3 软件设计
3.1 音乐编程原理及其流程图
3.1.1 产生声音信号
声音是音频振动的结果，振动的频率高则为高音，频率低则为低音。音频范围为20HZ-200KHZ之间，而人类耳朵比较容易辨识的声音大概是200HZ-20KHZ。一般音响电路是以正弦波信号驱动喇叭，产生悦耳的音乐的[5]。在数字电路里，则是以脉冲信号驱动喇叭以产生声音。同样的频率，脉冲信号或正弦信号产生的音效，对于人类的耳朵来说很难有所区别。若用单片机产生声音，可利用程序产生频率，送到输入/输出端口，例如P1.0，再从该点连接到喇叭的驱动电路，即可驱动喇叭。若要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期，再将此周期除以2，即为半周期的时间。利用定时器计时半周期时间，每当计时终止后就将P1.0反相，然后重复计时再反相。就可在P1.0引脚上得到此频率的脉冲。
3.1.2 产生节拍信号
音阶的频率是固定的，而节拍有快有慢，拍子越短节奏越快，拍子越长节奏越慢。控制发音的时间有两种方法：调用延时子程序或采用定时器中断[6]。本次设计采用的是定时器终端方式。设计的程序具体编程方法如下：
1.首先，定义toneh[]和tonel[]两个数组，将各个音乐频率的定时器初值的16进制数的高8位装入toneh[]，低8位装入tonel[]。
2.利用单片机的定时器中断，将toneh[]和tonel[]的数据分别装入TH0和TL0，并且，收到信号P1.0就反相。
void timer0(void) interrupt 1 using 1
{
P1_0=!P1_0;
TH0=toneh[rti];
TL0=tonel[rti];
}
3.利用定时器1控制音乐节拍的时间长度，将上文所述的定时器初值装入定时器1。
void timer1(void) interrupt 3 using 2
{
TH1=0x0c;
TL1=0xdc;
m++;
}
然后在程序执行时顺序查此表，取出音符代码，查频率表，置入T/C口，取出节拍代
码，供定时器使用，启动后即可发出声音。
3.1.3 音频转换
利用单片机的内部定时器使其工作计数器模式（MODEL1）下，改变其计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法产生不同音阶。音阶与频率的对应关系如表3-1所示。
表3-1 音阶与频率的对应关系表
设计的软件流程如图2-1所示。程序开始运行时先对单片机进行初始化，其中包括定时器及其工作方式的选择、外部中断设定、定时器初值的设定。
图3-1 软件流程设计图
3.2 时间显示程序设计
对于时间程序的设计，主要依靠单片机内部定时器的计数功能实现。时钟由秒针、分针和时针组成，在程序中分别由sdata，mdata，hdata表示各单位的数据。首先对sdata，mdata，hdata分别设定一个初值，其中sdata设为0，表示秒针初始为0。然后利用定时器对秒针计数，当计数值达到1秒的时间后产生定时器中断，sdata的数据就加1。由于本次设计采用的晶振频率为6MHz，所以定时器取值为2500。将hdata的数据装入第一和第二个数码管，将mdata的数据装入第三和第四个数码管。当sdata的数据为59时，若此时再来一个定时器中断，则秒针重新归零，而分针就加1。同样，分针和时针的进位也是同一道理。当设定的闹钟时间一到，程序即转入音频程序，驱动喇叭放出音乐[7]。
4 仿真及调试过程
4.1 硬件调试过程
本次设计的硬件电路主要由单片机AT89S52、MAX232和ULN2003的外围电路组成，在调试电路的过程中也碰到了一些问题。
问题一：单片机无法正常下载程序。
调试步骤：
1、检查单片机和串口电路是否连接错。
2、检查串口的接口是否连接正确。
3、检查焊接电路是否有虚焊和漏焊。
4、检查串口助手的芯片选择是否正确。
MAX232工作电压如表4-1所示。
表4-1 MAX232工作电压表
管脚电压值（V）管脚电压值（V）
1 6.67 9 4.70
2 8.78 10 0
3 2.52 11 4.77
4 4.13 12 0.44
5 -4.25 13 -9.85
6 -8.16 14 -7.60
7 8.26 15 0
8 0 16 4.79
问题二：下载音频程序后无法播放音乐。
调试步骤：
1.检查电源是否正常接入电路中。
2.利用示波器测试单片机输出端是否有信号输出，发现信号输出正常，说明单片机
正常工作。
3.利用示波器测试音频放大电路输出端是否有信号输出，发现信号输出正常，说明
音频放大电路工作正常，同时说明是喇叭部分出现了问题。
4.故障原因：焊接时将发声器件烧坏了，导致发不出声音。解决方案：重新换一个
8欧姆喇叭，即可正常播放音乐。
4.2 软件仿真过程
对于时间显示程序，采用Preteus软件来仿真。首先进入Preteu界面，设计一个简单的仿真电路，及一个单片机的基本外围电路，在P0.0-P0.7接一个4位共阴数码管和排阻。最后，把程序调入单片机中，开始运行。
1、调试过程中所遇到的问题：运行程序时LED4位共阴数码管显示程乱码。
原因分析：数码管初始设置有错。
解决方案：重新设置数码管显示参数。
2、数码管显示的时间与真正的时间进度不一致。
原因分析：定时器初值设置有误。本次设计的晶振为6MHZ，而程序中的初值却设置成了12MHZ晶振所采用的值5000，导致显示的时间比真正的时间要慢。
解决方案：将定时器初值改为12MHZ晶振初值的一半，及2500即可。
5 结束语
51系列单片机，体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好。本设计利用单片机AT89S52的定时和计数功能，来完成时间的显示和定时功能。并且，通过对定时器初值的设定来产生不同频率的声音，利用定时器中断来完成对音乐节拍长度的控制，实现了单片机控制音乐播放的功能。通过本次设计的任务，我了解了做软件的艰辛，也积累了做软件的细节和经验，这些都是书本上无法学来的，这对自己无疑是一种提高。同时也非常感谢刘老师不厌其烦的细心教诲和指导，让我学到了做学问的严谨，对以后得成长起到了积极的作用。
参考文献
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[7]范海绍,李方园.零起点学Proteus单片机仿真技术[M].北京:机械工业出版社,2012,01:46
基于51单片机的音乐播放器 余子健、刘胤、宋亮 摘要：本大作业是基于sst89e52rd2单片机制作的wav音乐播放器。该播放器可以播放存在sd卡中的音乐，通过对sd卡的读取并将数字信号送入单片机中，借助8位DA转换器TLC5620 变成模拟信号，经过放大器TDA2822放大交给扬声器发出最初读取的音频信号，实现音乐播放的功能。 关键词：SD卡，WAV文件，DA，音频放大 1背景 音乐随身听产品经过几年的发展，已经变得相当成熟。市场上可以购买到各类不同的音乐播放器，产品线涵盖了高中低不同档次。作为学习与研究，本作品尝试利用STI51开发板板载资源以及外搭的功率放大电路制作一台音乐播放器，能够播放通过计算机拷贝在SD卡（或MMC卡、TF卡）的根目录中的某一个WAV 文件。 2硬件设计 该音乐播放器硬件组成如下 本音乐播放器使用容量为2G的SD作为外部存储器 主控制器采用SST公司生产的SST89E58RDA，其40引脚封装的芯片功能模块如图1所示。芯片主要特想如下： ?兼容80C51系列，内置超级FLASH存储器的单片机 ?工作电压VDD=4.5~5V，5V工作电压时0-40MHz频率范围 ?1KB的内部RAM ?两块超级FLASH EEPROM，32KB的基本存储卡和8KB的二级存储块（扇区大小为128字节），二级存储块可用于存放掉电后要保存的数据，放在内部具有极强的抗干扰性?最大片外程序/数据地址空间为64KB ?全双工增强型UART，帧错误检测，自动地址识别 ?9个中断源，4个中端优先级 ?降低EMI模式（通过AUXR SFR不允许ALE输出时钟），确保了单片机的高抗干扰性?双DPTR指针（查表，寻址更方便）
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摘要 本设计是一个基于STC89C51RC系列单片机的音乐盒，依据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个多功能多功能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。本音乐盒共有四首歌曲，用4个按键控制。播放歌曲时，蜂鸣器发出某个音调。本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试，配合PROTEUS 仿真软件对硬件进行仿真调试，节约了设计时间。 【关键词】STC89C51RC 按键蜂鸣器 LCD1602液晶
目录 前言 ................................................................................................................................. 第一章工作原理 .............................................................................................................. 1.1设计目标 ............................................................................................................... 第二章软件设计与分析................................................................................................... 2.1 软件设计的组成................................................................................................... 2.2 各部分软件分析 ................................................................................................. 2.2.1 延时165MS,即十六分音符子函数 .......................................................... 2.2.2 延时1MS子函数...................................................................................... 2.2.3 定时器0中断子函数 .............................................................................. 2.2.4 播放音乐子函数...................................................................................... 2.5 定时器1中断子函数.................................................................................. 2.6 按键扫描子函数 ......................................................................................... 2.2.7 主函数..................................................................................................... 2.3 总源程序 ............................................................................................................ 第三章软件仿真 .............................................................................................................. 3.仿真图...................................................................................................................... 3.1 元件清单 ............................................................................................................... 总结 ..................................................................................................................................... 参考文献..............................................................................................................................
一、设计目的 利用8052单片机结合内部定时器设计一个八音盒，按下单键可以演奏预先设置的歌曲旋律。 二、设计要求 其基本功能为：1，使用LED显示器来显示目前演奏的歌曲编号；2，具有8个按键操作来选择演奏哪一首歌曲；3，内建8首歌曲旋律，按下单键可以演奏歌曲。 三、设计器材 T89C52单片机、晶振、八个按键、二位一体共阳极数码管、电阻电容若干、导线。 四、设计方案及分析 设计思路： (1)选择8052单片机，通过T0定时中断，并配合P2.0引脚输出音频频率。 (2)P2.0引脚输出接蜂鸣器。 (3)通过P0口接LED。 (4)P1口接键盘，输入歌曲号。 音符产生方法： 不同的音调有不同的频率。频率不同，音调也就不同。 利用定时器，使其工作在模式1，定时中断，然后控制P2.0引脚的输出每次取反，就可以在P2.0的引脚输出相应的方波频率。改变计数初值，就改变了频率。定时器的定时时间等于半个周期，定时时间到就输出脉冲取反，重复此过程，就可在P2.0引脚得到一音频的脉冲。 如：中音1的频率=523HZ，周期T=1/523=1912us； 定时器的定时时间为：T/2=1912/2us=956us； 计算得TH0,TL0的计数初值THTL=64580 下面是个音符计数初值
节拍产生方法： 音乐中的节拍用延时时间产生。假设1/4拍执行一次延时程序，这1/2拍就执行两次延时程序，所以只要求出1/4延时时间，其余的节拍就是他的倍数。为方便记谱，将节拍数也进行编码，如下： 建立曲谱编码表： 编谱用8位编码，高4位代表音符，低4位代表节拍。如5 6中音5，中音6，都是1/2拍，则编码为：82H 92H 程序清单： #include
/*生日快乐歌曲*/ #include <> #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit beep = P1^5; uchar code SONG_TONE[]={212,212,190,212,159,169,212,212,190,212,142,159, 212,212,106,126,159,169,190,119,119,126,159,142,159,0}; uchar code SONG_LONG[]={9,3,12,12,12,24,9,3,12,12,12,24, 9,3,12,12,12,12,12,9,3,12,12,12,24,0}; //延时 void DelayMS(uint x) { uchar t; while(x--) for(t=0;t<120;t++); } void PlayMusic() { uint i=0,j,k; while(SONG_LONG[i]!=0||SONG_TONE[i]!=0) { //播放各个音符，SONG_LONG 为拍子长度 for(j=0;j
基于51单片机音乐盒程序设计基于51单片机音乐盒程序设计一、功能设计说明 1、电路设计 实物图 矩阵键盘部分电路图 2、运行流程图 程序开始 播放小苹果歌曲
否 判断任意按键是否按下继续播放小苹果歌曲是 否播放完成 进入电子琴模式 判断K16按键是否按下 是 3、电子琴模式按键对应发音设计 按键发音按键发音 低 1 中 2 K1 K9 低 2 中 3 K2 K10 低 3 中 4 K3 K11 低 4 中 5 K4 K12 低 5 中 6 K5 K13 按键发音按键发音 低 6 中 7 K6 K14 低 7 高 1 K7 K15 中 1 重新播放小苹果 K8 K16 二、硬件电路说明
1、程序下载电路 音乐盒电路图 ISP下载接口 本设计采用的单片机为AT89S52单片机，需使用ISP下载器进行下载程序，程序下载电路图如图中ISP1接口. 2、音乐发音电路 IO口P10发出不同频率的脉冲，则BUZZER产生各种不同的声音，本设计采用12MHZ 晶振，系统频率1MHZ，定时器计数一个1us,其对应关系如下表所示: 频率简谱码(T音符音符频率(HZ) 简谱码(T值) (HZ) 值) 低 1 DO 262 63628 # 4 FA# 740 64860 # 1 DO# 277 63731 中 5 SO 784 64898 低 2 RE 294 63853 # 5 SO# 831 64934 # 2 RE# 311 63928 中 6 LA 880
64968 低 3 M 330 64021 # 6 932 64994 低 4 FA 349 64103 中 7 SI 988 65030 # 4 FA# 370 64185 高 1 DO 1046 65058 低 5 SO 392 64260 # 1 DO# 1109 65085 # 5 SO# 415 64331 高 2 RE 1175 65110 低 6 LA 440 64400 # 2 RE# 1245 65134 # 6 466 64463 高 3 M 1318 65157 低 7 SI 494 64524 高 4 FA 1397 65178 中1 DO 523 64580 # 4 FA# 1480 65198 # 1 DO# 554 64633 高 5 SO 1568 65217 中 2 RE 587 64684 # 5 SO# 1661 65235 # 2 RE# 622 64732 高 6 LA 1760 65252 中 3 M 659 64777 # 6 1865 65268 中 4 FA 698 64820 高 7 SI 1967 65282 计算方法: 例如产生262HZ频率(发音DO), 周期T=1/262=3816 us，由于定时器中断使IO不停取反，故周期 T=3816/2=1908 us 定时器初值N=65536-1908=63628 TH0=63628/256 TL0=65536%256 三、程序代码说明 1 、脉冲产生 采用定时器0溢出中断产生脉冲，定时器初始化如下: TMOD = 0x01; //定时器0工作方式1 ，即十六位计数器计数 TR0 = 1; //启动定时器 ET0 = 1; //定时器0溢出中断使能
课程设计说明书
课程设计名称
专
业
班
级
学
号
学生姓名
指导教师
单片机原理及应用课程设计 电子信息工程 140405 20141329 李延琦 胡黄水
2016 年 12 月 26 日
课程设计任务书
课程设计 题目
酒精测试仪
起止日期
2016 年 12 月 26 日— 2017 年 1 月 6 日
设计地点
计算机科学与工程学 院单片机实验室 3409
设计任务及日程安排： 设计任务：分两部分： （一）、设计实现类：进行软、硬件设计，并上机编程、联线、调试、 实现； 1.电子钟的设计 2.交通灯的设计 3.温度计的设计 4.点阵显示 5.电机调速 6.电子音乐发声（自己选曲） 7.键盘液晶显示系统 （二）、应用系统设计类：不须上机，查资料完成软、硬件设计画图。 查资料选定题目。 说明：第 1--7 题任选其二即可。（二）里题目自拟。 日程安排： 本次设计共二周时间，日程安排如下： 第 1 天：查阅资料，确定题目。 第 2--4 天：进实验室做实验，连接硬件并编写程序作相关的模块实验。 第 5--7 天：编写程序，并调试通过。观察及总结硬件实验现象和结果。 第 8--9 天：整理资料，撰写课程设计报告，准备答辩。 第 10 天：上交课程设计报告，答辩。 设计报告要求：
1. 设计报告里有两个内容，自选题目内容+附录（实验内容），每 位同学独立完成。 2. 自选题目不须上机实现，要求能正确完成硬件电路和软件程序 设计。内容包括： 1） 设计题目、任务与要求 2）硬件框图与电路图 3） 软件及流程图 （a）主要模块流程图 （b）源程序清单与注释 4） 总结 5） 参考资料 6）附录 实验上机调试内容
注：此任务书由指导教师在课程设计前填写，发给学生做为本门课程设计 的依据。
基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计
基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计 摘要 随着人类社会的发展，人们对视觉、听觉方面的享受提出了越来越高的要求。小小的音乐盒可以给人们带来美好的回忆，提高人们的精神文化享受。传统音乐盒多是机械型的，体积笨重，发音单调，不能实现批量生产。本文设计的音乐盒是以AT89C51单片机为核心元件的电子式音乐盒，体积小，重量轻，能演奏音乐，功能多，外观效果多彩，配有彩灯,使用方便，本音乐盒有三个按键，key1控制彩灯，key2控制音乐，key3为总开关，可同时关闭音乐与彩灯。具有一定的商业价值。 关键字：AT89C51；音乐盒；按键；彩灯
Abstract Along with the development of human society, people of vision, hearing things put forward higher request. Small music box can bring good memories and improve people's spiritual culture. Traditional music box is heavy mechanical type, size, pronunciation and drab, cannot achieve batch production. Music box designed in this paper based on AT89C51 microcontroller as the core element of electronic music box, small size, light weight, can play music, multi-function, appearance and colorful, with a lantern,easy to use. The music box with three buttons , The key1 control Lantern, key2 control music, key3 total switch can turn off the music and lanterns. Have some commercial value. Keywords: AT89C51, music boxes, buttons, Lantern
课程设计报告 华中师范大学武汉传媒学院 传媒技术学院 电子信息工程2011 仅发布百度文库，版权所有.
AD转换 要求： A.使用单片机实现AD转换 B.可以实现一位AD转换，并显示（保留4位数字）设计框图：
方案设计： AD转换时单片机设计比较重要的实验。模数转换芯片种类多，可以满足不同用途和不同精度功耗等。 外部模拟量选择的是简单的电位器，通过控制电位器来改变模拟电压。显示电压值采用一般的四位七段数码管。而AD转换芯片采用使用最广的ADC0809 ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图所示。 下面说明各引脚功能： ?IN0～IN7：8路模拟量输入端。 ?2-1～2-8：8位数字量输出端。 ?ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。?ALE：地址锁存允许信号，输入端，高电平有效。 ?START： A/D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。 ?EOC： A/D转换结束信号，输出端，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 ?OE：数据输出允许信号，输入端，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。 ?CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHz。
?REF（+）、REF（-）：基准电压。 ?Vcc：电源，单一+5V。 ?GND：地 工作原理： 首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC 变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。 本次实验采用中断方式 把表明转换完成的状态信号（EOC）作为中断请求信号，以中断方式进行数据传送。 不管使用上述哪种方式，只要一旦确定转换完成，即可通过指令进行数据传送。 首先送出口地址并以信号有效时，OE信号即有效，把转换数据送上数据总线，供单片机接受。 采用中断可以减轻单片机负担。并可以使程序有更多的空间作二次开发。
基于51单片机的两种音乐编码方法的比较及用法 （建议对这方面有兴趣的朋友们要先看懂了解音乐简谱，包括高音、中音、低音，节拍、延时，及各个音调的频率，网上有很多资料） 1方法：用51单片机音乐编码器软件（Music encode） 输出十六进制数表示： 曲谱存贮格式unsigned char code MusicName{音高，音长，音高，音长...., 0,0}; 末尾:0,0 表示结束(Important) （其实软件“关于”里的源代码有使用方法的介绍） 音高由三位数字组成： 个位是表示1~7 这七个音符 十位是表示音符所在的音区:1-低音，2-中音，3-高音; 百位表示这个音符是否要升半音: 0-不升，1-升半音。 音长最多由三位数字组成： 个位表示音符的时值，其对应关系是： |数值(n): |0 |1 |2 |3 | 4 | 5 | 6 |几分音符: |1 |2 |4 |8 |16 |32 |64 音符=2^n 十位表示音符的演奏效果(0-2): 0-普通，1-连音，2-顿音 百位是符点位: 0-无符点，1-有符点 2方法：编码为十六进制（高四位表示音调编码，低四位表示节拍编码）（各音调频率及初值计算定时器初值网上有,在此不叙说） do re mi fa so la si分别编码为1~7，重音do编为8,重音re编为9，停顿编为0。 如0x24,表示低音LA、1拍。以此类推 表4.4简谱对应的简谱码、T值、节拍数 简谱发音简谱码T值节拍码节拍数 5 低音SO 1 64260 1 1/4拍 6 低音LA 2 64400 2 2/4拍 7 低音TI 3 64524 3 3/4拍 1 中音DO 4 64580 4 1拍 2 中音RE 5 64684 5 1又1/4拍 3 中音MI 6 64777 6 1又1/2拍 4 中音FA 7 64820 8 2拍 5 中音SO 8 64898 A 2又1/2拍 6 中音LA 9 64968 C 3拍 7 中音TI A 65030 F 3又3/4拍 1 高音DO B 65058 2 高音RE C 65110 3 高音MI D 65157 4 高音FA E 65178 5 高音SO F 65217
本科毕业论文（设计） 题目: 基于51单片机的自动音乐播放 器设计 院系：电子与通信工程学院 专业：通信工程 姓名：张志顺 指导教师：陈冬云 教师职称：助教
填写日期：2014年4月20日 摘要 为了人们在快节奏的日常生活，优化工厂、事业单位、公司等的计时系统，采用了依靠单片机为基础设计了一种的自动音乐播放器。本设计利用单片机89C58RD+的计数和定时功能，来完成对时间的定时和显示功能。并且，通过对定时器初值的设定来产生不同频率的声音，利用定时器中断来对音乐节拍长度的控制。通过LM386N1音频功率放大器的音频放大功能，将单片机控制输出的信号放大，然后通过扩音器播放乐曲。通过MAX232型芯片，可以转换PC机上的电压和单片机的电源电压，再通过相应串口接入PC机，这样就能从PC机上将用C语言编写的程序代码下载到单片机上。最后可以在数码管上显示时间，当到达之前设定的时间之后，
扩音系统就会自动播放一段连续而美妙动听的音乐。此设计规避了传统闹钟的难听并且刺耳声音，而变成的是美妙动听的音乐，能给处于当前快节奏生活的人们的日常生活提供精确的计时，且因为成本较低，值得推广。 关键词:单片机；自动音乐播放；音频转换；时间显示；LM386N1音频功率放大器。 Abstract
To people in the fast pace of daily life, optimization of factories, institutions, companies such as timing system, based on microcomputer was adopted to design a kind of automatic music player. This design using the single chip microcomputer 89 c58rd + count and timing functions, to complete the regular and display function of time. And, through to the setting of the initial value of timer to generate different frequencies of sound, using a timer interrupt to control of the beat of the music length. Through the audio amplifier function LM386N1 audio power amplifier, the single-chip microcomputer control output signal amplification, and then through loudspeakers. Through MAX232 chip, can convert the voltage of power supply voltage of PC and microcontroller, again through the corresponding access PC serial port, so you can from the PC to download program code written in C language to the single chip microcomputer. Last time can be displayed on the digital tube, when, after arriving in setting the time before the public address system will automatically play a continuous and delightful music. This design to avoid the traditional alarm clock ugly and give in the fast-paced life of the People's Daily life to provide accurate timing, and because of lower cost, is worth promoting. Key words: single chip microcomputer; Automatic music playback; Audio conversion; Time display; LM386N1 audio power amplifier.
基于51单片机的音乐盒的 设计毕业论文 目次 目次 (3) 1 引言 (4) 1.1 音乐盒的意义 (4) 1.2 研究容 (5) 2.1系统总体框架图 (6) 2.2音乐盒的设计原理 (6) 2.3 单片机芯片概述 (7) 3 硬件电路设计 (8) 3.1 单片机最小系统原理图 (8) 3.1.1 复位电路 (8) 3.1.2 晶振电路 (9) 3.1.3时钟电路 (9) 3.2 LCD显示模块 (9) 3.3 继电器模块 (11) 3.3.1电磁继电器的工作原理和特性 (12)
3.3.2 固态继电器的工作原理和特性 (12) 3.3.3 继电器主要产品技术参数 (12) 3.4 按键模块 (13) 3.5 其它 (13) 4 软件设计 (14) 4.1 软件总体流程图 (14) 4.2播放/暂停子程序 (15) 4.3 LCD显示模块软件设计 (17) 4.3.1 LCD的初始化函数 (17) 4.3.2 LCD与继电器的函数 (18) 5 系统实现 (19) 5.1 硬件调试 (20) 5.1.1 按键控制的实现 (20) 5.1.2 LCD显示 (21) 5.1.3 其他 (21) 总结 (22) 致谢 (23) 参考文献 (24) 附录A 元器件清单 (25) 附录B 源程序 (26)
1 引言 在进入21世纪后，单片机产品的发展正朝着高性能和多品种方向，并且发展趋势是进一步朝着CMOS化、小体积、低功耗、大容量、高性能、低价格以及外围的电路装化等几个方面去发展。单片机的应用的重要意义还是在于它是从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。过去必须要由模拟电路或者数字电路才可以实现的大部分的功能，现在已能完全可以用单片机通过软件的方法来实现了。这种由软件去代替硬件的控制技术也称之为微控制技术，这是传统控制技术的一次革命。单片机可以说渗透到了我们生活的各个方面，几乎难以找到哪个领域里没有单片机的踪迹。导弹中的导航装置，飞机里安装的各种仪表的控制，计算机里的网络通讯与数据传输方面，工业自动化过程中实时控制和数据处理方面，生活中被广泛使用的各种智能IC卡，民用的高档轿车的安全保障系统，摄像机、录像机、全自动洗衣机所涉及的控制方面，以及远程控制的玩具、电子宠物等等，这些全都是离不开单片机的。 而伴随着科学技术的不断进步和社会的持续发展，人类所接触的更种信息也在不断增加并且信息变得越来越复杂。面对着浩如烟海的繁杂信息，人们目前已经能利用计算机等工具快速、精准地对其进行快速处理，但要想将其处理完毕的信息及时、清晰地传递给其他人，还必须要寻找更加卓越的显示技术去实现它。而单片机技术与液晶显示技术的结合，恰恰使得信息的传输交流向着智能化可视化方向进行快速发展。
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山东建筑大学 课程设计说明书 题目：基于单片机的数字音乐盒 课程：单片机原理及应用B课程设计院（部）：信息与电气工程学院 专业：电子信息工程 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师：高焕兵张君捧 完成日期： 2013年6月
目录 摘要 .................................................................... I 1 设计目的 (2) 2 设计要求 (2) 3 设计内容 (3) 3.1 设计原理 (3) 3.2 方案设计 (3) 3.3 电路各模块说明 (4) 3.4 器件选择 (6) 3.5．系统设计 (8) 3.6 软件设计 (8) 3.7 仿真调试及操作说明 (9) 总结与致谢 (10) 参考文献 (11) 附录 (12) 附录一：基于单片机的数字音乐盒总电路图 (12) 附录二：音乐程序 (12)
山东建筑大学信息与电气工程学院学院课程设计说明书 摘要 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，基于单片机制作的电子式音乐盒，控制功能强大，可根据需要选歌，使用方便。所放歌曲的节奏可以根据需要进行设置，根据存储容量的大小，可以尽可能多的存储歌曲。 本设计由由单片机AT80C51芯片和LCD显示器为核心，辅以必要的电路，构成的一个单片机电子数字音乐盒。本设计采用4*4键盘，用Protel99来画系统硬件图，采用C语言进行编程，编程后利用KEIL C51来进行编译，再生成的HEX文件装入芯片中，采用proteus软件来仿真，检验功能得以正常实现。 关键词：单片机；音乐盒；电路；播放
51单片机课程设计报告 学院： 专业班级： 姓名： 指导教师： 设计时间：
51单片机课程设计 一、设计任务与要求 1.任务：制作并调试51单片机学习板 2.要求： （1）了解并能识别学习板上的各种元器件，会读元器件标示； （2）会看电路原理图； （3）制作51单片机学习板； （4）学会使用Keil C软件下载调试程序； 用调试程序将51单片机学习板调试成功。 二、总原理图及元器件清单 1．总原理图 2．元件清单 三、模块电路分析 1. 最小系统： 单片机最小系统电路分为振荡电路和复位电路， 振荡电路选用12MHz 高精度晶振, 振荡电容选用22p和30p 独石电容;
图 1 图 2 复位电路使用RC 电路，使用普通的电解电容与金属膜电阻即可； 图 3 当单片机上电瞬间由于电容电压不能突变会使电容两边的电位相同，此时RST 为高电平，之后随着时间推移电源负极通过电阻对电容放电，放完电时RST 为低电平。正常工作为低电平，高电平复位。 2. 显示模块： 分析发光二极管显示电路： 图 4 发光二极管显示电路分析:它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能,常简写为
LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,产生自发辐射的荧光。图中一共有五个发光二极管 其中一个为电源指示灯,当学习板通电时会发光以指示状态。其余四个为功能状态指示灯,实际作用与学习板有关 分析数码管显示电路 图 5 数码管显示电路分析:数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,图中所用为八段数码管(比七段管多了一个小数点显示位),按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管.共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。数码管主要用来显示经电路板处理后的程序的运行结果。图中使用了八个八段数码管,可以显示八个0-15的数字。使用数码管可以直观的得到程序运行所显示的结果.也可以显示预置在学习板上的程序,主要通过16个开关来控制。 四、硬件调试 1、是否短路 用万用表检查P2两端是短路。电阻为0，则短路，电阻为一适值，电路正常。 2、焊接顺序 焊接的顺序很重要，按功能划分的器件进行焊接，顺序是功能部件的焊接--调试--另一功能部件的焊接，这样容易找到问题的所在。 3、器件功能 1）检查原理图连接是否正确 2）检查原理图与PCB图是否一致 3）检查原理图与器件的DA TASHEET上引脚是否一致 4）用万用表检查是否有虚焊，引脚短路现象 5）查询器件的DA TASHEET，分析一下时序是否一致，同时分析一下命令字是否正确 6）通过示波器对芯片各个引脚进行检查，检查地址线是否有信号的 7）飞线。用别的的口线进行控制，看看能不能对其进行正常操作，多试验，
题目：音乐播放器 课程设计（论文）任务书
摘要 随着电子技术的发展和计算机越来越普遍的使用，单片机作为这两项技术的有机结合也得到了广泛的应用，在某些领域具有不可替代的作用。音乐播放功能随处都会用到，如，在开发儿童智力的玩具中，等等。目前，基于单片机实现音乐播放，其体积小、价格低、编程灵活等特点在这一领域独领风骚。 单片机的英文名称为single chip microcomputer，最早出现在20世纪70年代，国际上现在已逐渐被微控制器（Microcontroller Unit 或MCU）一词所取代。它体积小，集成度高，运算速度快，运行可靠，功耗低，价格廉，因此在数据采集、智能化仪表、通讯设备等方面得到了广泛应用。而8051单片机在小到中型应用场合很常见，已成为单片机领域的实际标准。随着硬件的发展，8051单片机系列的软件工具也有了C级编译器和实时多任务操作系统RTOS，为单片机编程使用C语言提供了便利的条件；并针对单片机常用的接口芯片编制通用的驱动函数，可针对常用的功能模块，算法等编制相应的函数；C语言模块化程序结构特点，可以使程序模块大家共享，不断丰富，这样就使得单片机的的程序设计更简单可靠，实时性强，效率高。作为测控技术与仪器的学生，掌握8051单片机硬件基础及其相关软件操作，将其应用于现代电子产品中是必要而且重要的，这次课程设计我们的题目是用单片机实验箱系统制作音乐播放器。 本次课程设计主要内容是通过单片机C51语言进行编程，以产生乐曲音符和节拍，把乐谱翻译成计算机语言（音符转换诚成相对应的方波频率即定时器装载初值，节拍转换成相对应的延长时间），并将其预先存储到单片机里，然后根据按键调用再由单片机进行信息处理，在经过信号放大，由喇叭放出乐曲声，实现音乐播放的功能。其主要表现在可以播放十首歌曲，可以用十个数字键控制播放的歌曲，并且能在LCD液晶屏显
成绩： 单片机原理及应用课程设计 课程名<<单片机原理及应用>> 学部机械与电子信息工程学部 专业移动通信技术 学号 姓名 指导教师 日期
一、设计任务与要求 1.任务：制作并调试51单片机学习板 2.要求： （1）了解并能识别学习板上的各种元器件，会读元器件标示； （2）会看电路原理图； （3）制作51单片机学习板； （4）学会使用Keil C软件下载调试程序； 用调试程序将51单片机学习板调试成功。 二、实验内容 （5）AT89S52芯片工作电路，利用晶振提供控制信号。 （6）10引脚下载口与A T89S52芯片相关引脚相连完成下载电路。 （7）8个10K电阻与AT89S52芯片P0口相连，利用上拉电阻组成上拉电路。 （8）使用开关与5.1K电阻连成外部中断0、1电路和复位电路。 （9）利用16个开关做成键盘，实现输入号对已编程的AT89S52芯片的控制并通过数码管显示0--F。 （10）用2片74HC573N具有锁存功能芯片与8个数码管相连，通过编程的A T89S52位选和段选实现输出信号的显示功能。 （11）使用74HC573N锁存功能结合ULN2003AG芯片8非门芯片和74HC04N6非门芯片与4个2N5551三极管实现对步进电机的控制，和控制步进电机的信号结 合LED输出显示的功能。 （12）6、利用1片74HC573N芯片与8个共阴极LED实现跑马灯功能。 三、总原理图 1．总原理图
四、硬件调试 1、是否短路 用万用表检查P2两端是短路。电阻为0，则短路，电阻为一适值，电路正常。 2、焊接顺序 焊接的顺序很重要，按功能划分的器件进行焊接，顺序是功能部件的焊接--调试-- 另一功能部件的焊接，这样容易找到问题的所在。 3、器件功能 1）检查原理图连接是否正确 2）检查原理图与PCB图是否一致 3）检查原理图与器件的DATASHEET上引脚是否一致 4）用万用表检查是否有虚焊，引脚短路现象 5）查询器件的DATASHEET，分析一下时序是否一致，同时分析一下命令字是否正确 6）通过示波器对芯片各个引脚进行检查，检查地址线是否有信号的 7）飞线。用别的的口线进行控制，看看能不能对其进行正常操作，多试验，才能找到问题出现在什么地方。 五、软件调试 1、设置硬件仿真环境 设置硬件仿真环境的具体操作步骤如下： 首先，点击所建工程：Project菜单中的Options for Target…Targer 1?，出现工程的配置窗口，