【正文】 數(shù)字音樂盒的設(shè)計(jì) 各專業(yè)全套優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙 目錄 摘 要 ............................................................... 1 第一章 設(shè)計(jì)方案的對比 ............................................... 2 第二章 總體方案設(shè)計(jì) ................................................. 3 原理簡介 .................................................... 3 方案設(shè)計(jì)思想 ............................................... 3 第三章 方案實(shí)現(xiàn) ..................................................... 4 、音頻脈沖的產(chǎn)生 ............................................. 4 ．音樂節(jié)拍的生成 ............................................. 5 .............................................. 5 第四章 硬件設(shè)計(jì) ..................................................... 6 硬件電路 ................................................... 6 、 AT89C51 的工作特性 .................................... 6 原理說明 ................................................... 7 電路各模塊說明 .............................................. 7 鍵盤系統(tǒng) ............................................... 7 放大電路 ............................................... 8 時(shí)鐘電路 ............................................... 9 復(fù)位電路 ............................................... 9 顯示電路 .............................................. 10 第五章 軟件設(shè)計(jì) .................................................... 11 主模塊的設(shè)計(jì) ............................................... 11 第六章 仿真、安裝和調(diào)試 ............................................ 13 總結(jié) ............................................................... 14 致謝 ............................................................... 15 參考文獻(xiàn) ........................................................... 15 附錄 ............................................................... 16 附錄一：音樂程序 ............................................... 16 附錄二：基于單片機(jī)的數(shù)字音樂盒總電路圖 ......................... 33 數(shù)字音樂盒的設(shè)計(jì) 1 摘 要 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的數(shù)字音樂盒設(shè)計(jì) ,由單片機(jī) AT89C51 芯片和 LCD 顯示器為核心，輔以必要的電路，構(gòu)成的一個(gè)單片機(jī)電子數(shù)字音樂盒。要求利用 I/O口產(chǎn)生一定頻率的方波，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，發(fā)出不同的音調(diào)并采用 LCD 顯示信息，從而演奏樂曲（最少三首樂曲，每首不少于 30 秒），開機(jī)時(shí)有英文歡迎提示字符，播放時(shí)顯示歌曲序號（或名稱），可通過功能鍵選擇樂曲，暫停，播放。 本設(shè)計(jì)采用 4*4 鍵盤，用 Protel99 來畫系統(tǒng)硬件圖，采用匯編語言進(jìn)行編程，編程后利用 KEIL C51 來進(jìn)行編譯，再生成的 HEX 文件裝入芯片中，采用proteus 軟件來仿真，檢驗(yàn)功能得以正常實(shí)現(xiàn)。該音樂盒的設(shè)計(jì)可以通過按鍵選擇不同的曲目，播放和暫停，并通過 LCD 顯示歌曲號及播放時(shí)間。 本設(shè)計(jì)鍵盤采用動(dòng)態(tài)掃描方式。每次掃描一行鍵盤，送此行低電平，讀輸入口的狀態(tài)值，判斷有沒有鍵按下。若有鍵按下，根據(jù)讀入口的值選擇顯示值并送至顯示值寄存單元，判斷鍵值，啟動(dòng)計(jì)數(shù)器 T0，根據(jù)次值為偏移地址找到要選擇的音樂的代碼的首地址，根據(jù)代碼產(chǎn)生一定頻率的脈沖，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，放出音。同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器 T1，計(jì)算音樂的播放的時(shí)間。 關(guān)鍵詞 ： 數(shù)字音樂盒 AT89C51 LCD 顯示器 Proteus 軟件 4*4 鍵盤 動(dòng)態(tài)掃描 KEIL C5 數(shù)字音樂盒的設(shè)計(jì) 2 第一章 設(shè)計(jì)方案的對比 方案一 ： 本設(shè)計(jì)以 89C51 為核心，配合鍵盤系統(tǒng)，放大電路，時(shí)鐘電路和數(shù)碼管顯示電路實(shí)現(xiàn)音樂的演奏。 音樂盒設(shè)計(jì)采用 獨(dú)立的鍵盤做為音符的輸入 以89C51 為核心。 本設(shè)計(jì)中用到了 89C51 單片機(jī)， 4*4 矩陣式鍵盤，蜂鳴器， 14 引腳的 LCD，可以通過以下原理框圖（圖 ）來實(shí)現(xiàn)該音樂盒的設(shè)計(jì)。 方案二：該方案以 AT89S52 單片機(jī)為核心， 主要設(shè)計(jì)模 塊包括數(shù)碼管顯示部分，功能鍵盤部分，蜂鳴器發(fā)聲部分，彩燈部分。數(shù)碼管采用共陽極數(shù)碼管，通過單片機(jī) P1 口控制，實(shí)現(xiàn)歌曲序號的顯示；功能鍵盤采用 1*8 鍵盤按鍵開關(guān)，通過單片機(jī) P3 口控制，實(shí)現(xiàn)歌曲播放順序的調(diào)換和暫停播放功能；蜂鳴器由單片機(jī)的 P2 口控制，實(shí)現(xiàn)歌曲播放；彩燈是由普通發(fā)光二極管代替，能實(shí)現(xiàn)單色長亮和閃爍效 。 綜上所述：由于 方案一的琴鍵輸入是通過獨(dú)立式鍵盤來完成的 ,這樣便于控制且直觀。且本方案是采用我們所熟知的單片機(jī)類型和顯示電路，便于我們理解。而方案二中其他電路部分與方案一相差不大，但系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)比較困難 。且主控芯片采用的是我們少用的 AT89S51，所以我們選擇方案一。 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 琴鍵電路 放大 電路 | 時(shí)鐘電路路 復(fù)位電路 單片機(jī) 89C51 顯示電路 數(shù)字音樂盒的設(shè)計(jì) 3 第二章 總體方案設(shè)計(jì) 原理簡介 當(dāng)鍵盤有鍵按下時(shí)，判斷鍵值，啟動(dòng)計(jì)數(shù)器 T0，產(chǎn)生一定頻率的脈沖，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，放出樂曲。同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器 T1，顯示樂曲播放的時(shí)間，并驅(qū)動(dòng) LCD,顯示歌曲號。 方案設(shè)計(jì)思想 (1)要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期 (1/音頻 ),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)這個(gè)半周期時(shí)間 ,每當(dāng)計(jì)時(shí)到后就將輸出脈沖的 I/O反相 ,然后重復(fù)計(jì)時(shí)此半周期時(shí)間再對 I/O口反相 ,就可在 I/O腳上得到此頻率的脈沖 (2)利用 8951 的內(nèi)部定時(shí)器使其工作在計(jì)數(shù)器模式 MODE1 下 ,改變記數(shù)值TH0及 TL0 以產(chǎn)生不同頻率的方法。例如頻率為 523HZ,其周期 T=1/523=1912 微秒 ,因此只要令計(jì)數(shù)器定時(shí) 956/1=956在每記數(shù) 9次時(shí)將 I/O口反相 ,就可得到中音 D0(523HZ)。 記數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系公式如下： N=Fi/2/Fr N：記數(shù)值 Fi：內(nèi)部計(jì)時(shí)一次為 1微秒．故其頻率為 1MHZ Fr；要產(chǎn)生的頻率 (3)：起記數(shù)值的求法如下： T＝ 65536－ N＝ 65536－ Fi／ 2／ Fr 例如：設(shè) K＝ 65536， F＝ 1000000＝ Fi＝ 1MHZ，求低音 D0（ 523HZ），高音的D0（ 1046HZ） 的記數(shù)值。 T＝ 65536－ N＝ 65536－ Fi／ 2／ Fr＝ 65536－ 1000000／ 2／ Fr＝ 65536－500000／ Fr 低音 D0的 T＝ 65536－ 500000／ 262＝ 63627 中音 D0的 T＝ 65536－ 500000／ 523＝ 64580 低音 D0的 T＝ 65536－ 500000／ 1047＝ 65059