【正文】 單片機設計實驗報告 1 2021 年小學期單片機設計實驗報告 題目：電子音樂發(fā)生器 班 級： 班內序號： 實驗組號： 學生姓名： 指導教師： 單片機設計實驗報告 2 期中檢查 教師評語 指導教師簽字： 年 月 日 單片機設計實驗報告 3 電子音樂發(fā)生器 ―― 2021211****班 實驗摘要 此次本組制作的基于 pic 單片機的電子音樂發(fā)生器是具有液晶顯示屏提示的音樂簡單演奏、播放等功能的演示作品。在目前很多簡單音樂播放器件（如賀卡、禮品中的簡單音樂單元）中，這樣的簡單電路和 rom 編程原理都是可以通用的，而且電路搭接、布局簡單，十分適合電路原理學習、匯編語言編程零基礎訓練以及簡單禮品核心部分制作參考。 整個系統(tǒng)中，微控制器采用了 Microchip 公司的 PIC16F877，軟件設計中涉及PORTB\PORTC\PORTD\PORTE用作普通數(shù)字 I/O腳功能。本實驗用單片機 PORTB\D接收 來自鍵盤輸入的指令信息，由此確定 lcd 液晶屏幕顯示以及喇叭播放內容，再通過 PORTC\D\E 輸出聲音或字幕信息。 Abstract In this experiment， our group made this pic microcontroller based electronic music generator is a simple LCD prompts music playing, playback and other functions to the presentation. In the current lot of simple music playback devices (such as greeting cards, gift of simple musical elements), such a simple circuit and rom programming principles can all be generic, and the circuit lap, the layout is simple, very suitable circuit schematic learn assembly language zerobased training program and a simple gift core part of the production reference. Throughout the system, the microcontroller uses Microchip39。s PIC16F877, software design involves PORTB \ PORTC \ PORTD \ PORTE used as a normal digital I / O pin functions. The experiment with the microcontroller PORTB \ D receives mands from the keyboard input information, thereby determining the LCD screen display and speakers to play the content, and then through PORTC \ D \ E output sound or subtitle information. 關鍵字 單片機 —— microcontroller 芯片 —— CMOS chip lcd液晶顯示屏 —— LCD screen 輸入輸出端口 —— I / O pin 單片機設計實驗報告 4 一一 .實實 驗驗 論論 證證 與與 比比 較較 電子音樂發(fā)生器采用以 Microchip 公司的 PIC16F877 芯片為核心的簡單控制系統(tǒng)，外部電路連接有喇叭、鍵盤、 lcd液晶顯示屏以及其他必要系統(tǒng)調節(jié)元件。 在將所要實現(xiàn)的功能用匯編語言加以實現(xiàn)并燒入 rom 中，作為實驗進行過程中的硬件部分實現(xiàn)人員 ，我在本次實驗中的主要工作是相關資料搜集、軟件的入手使用、相關樂譜搜集及樂理知識簡單介紹、實驗記錄與圖形繪制和最終的硬件設計與焊接實現(xiàn)。 其中，困難的部分在于，理論上認為電子音樂發(fā)生器模擬真正樂器的仿真實現(xiàn)方法，與現(xiàn)實電路實現(xiàn)起來有著一定的差別，在長音、樂譜存儲播放上，編程的同組搭檔也費了不少腦筋和時間。 二二 .系系 統(tǒng)統(tǒng) 總總 體體 設設 計計 ⒈ 系統(tǒng)模塊總體框圖 ⒉ 程序流程圖 單片機設計實驗報告 5 三三 .硬硬 件件 連連 接接 ⒈ 單片機與輸出元件連接 音樂發(fā)生器的聲音輸出單元十分簡單，即 pic16f877 單片機的 RC0 端口與喇叭單元信號輸入端以導線連接即可。而單片機與 lcd 液晶顯示則需要相應管腳與單片機 RE0\1 和 RD07管腳（ 10個）以導線連接。 ⒉ 單片機與輸入元件連接 輸入元件中，鍵盤輸入需單片機 RD74和 RB30端口（ 8個）相連。 硬件連接為我的最主要分工部分，其中，各部分的外圍支持電路（如 4M有源晶振、重置電路、喇叭的放大電路、電源供應電路等的詳細情況請見下圖，具體硬件原理圖） 單片機設計實驗報告 6 具體硬件原理圖（設計、手繪， 12組硬件部分負責學生：劉冰宇） 四四 .調調 試試 過過 程程 ⒈ 軟件程序部分 雖然軟件部分是由本組隊友完成的，但是基本原理上在平時的合作中我也學到了很多容易些的原理，而且在理解了程序控制和輸出原理的基礎上完成硬件設計和實現(xiàn)也就更加有利了。 首先，曲目存儲形式，在參考資料“兩只老虎”簡譜的簡單樂理解釋之后，存儲過程中由于 1/4音符（該曲為“ 4/4拍”歌曲，即“以四分音符為一拍、每小節(jié)有 4拍”，該曲中有設置 1/4拍的必要，詳細見附件“簡譜 1”）的原 因導致程序曾多次需要重新編寫。 單片機設計實驗報告 7 ⒉ 硬件部分 硬件部分設計實現(xiàn)由我負責，硬件部分的完成分為：電路圖的設計、面包板上的電路實現(xiàn)、萬能板上的電路實現(xiàn)三部分。 繪制基本電路圖并根據(jù)電路圖搭接面包板上的電路，但是由于面包板搭接存在不穩(wěn)定性，電路時常會有輸出失常的情況發(fā)生，在最后一次電路終于正常工作、各項參數(shù)均正常之后，聽取實驗室老師的建議，直接進行焊接，在考慮了手中現(xiàn)有萬能板的條件之后，重新繪制適合于該萬能板布局的電路圖，并著手焊接和測試。 調試過程中的經(jīng)驗總結： 市面上學生自行購買的萬能板與教師下發(fā)的教學用萬能板有著很大區(qū)別，其用法也有不同，教學用萬能板有內置相連的焊點，這樣的結構十分適合初次焊接整個電路的學生使用。 焊接很多管腳與輸出元件的部分時，強烈建議焊接之后立即使用萬用表測量焊點是否真正焊上，否則在電路出現(xiàn)問題時再查找將有可能浪費不必要的時間。要在各種學習中貫徹“微積分”的思想，化整為零，分步擊破，再將它們重新組合以求得整體效果的實現(xiàn)，同時，焊一部分就驗一部分，焊接完成的部分及時檢驗，這樣才能最大限度保證電路整體的正常工作。（詳細請參考本實驗報告第 七部分附錄中的各部分分解硬件原理圖） 邊分析邊檢查，猜想可能造成此現(xiàn)象的各種原因，逐個檢驗。 仔細讀圖，避免管腳接錯這樣的低級錯誤。 五五 .參參 考考 文文 獻獻 ： PIC單片機實用教程 —— 基礎篇 李學海 北京航空航天大學出版社 使用說明：的確是一本不可或缺的教材，本書列舉了很多實用的具有實戰(zhàn)意義的例子，單片機入門就是通過把這本書里的好例子一字一行敲進電腦去來實現(xiàn)的。 PIC單片機實用教程 —— 提高篇 李學海 北京航空航天大學出版社 使用說明：繼承了前面基礎篇的風格，例子也具有實戰(zhàn)意義，主要講 RA、 TMR2的 使用和 CCP模塊的 PWM脈寬調制功能。 六六 .實實 驗驗 心心 得得 體體 會會 單片機設計實驗報告 8 在本次小學期實驗過程中，我們組（ 12 組， A 網(wǎng)）遇到的最嚴重的問題，但同時卻并非實驗本身學習問題，時間存在著客觀限制，由于實驗時間在期末考試之后，實驗結束即意味著組員訂票返鄉(xiāng)，由于暑假鐵路客運訂票高峰一票難求的原因，我們組不得不非常無奈而遺憾地選擇了一個相對簡單的題目（本組軟件負責的隊友同學其實本來是非常中意于“單片機智能車”這個題目的，但是未能如愿為之嘗試、努力和鉆研，實在是一大遺憾）并以相對緊湊的實驗節(jié)奏完成了實驗，實驗完成功能： LCD 顯示的電子 音樂發(fā)生器，用時： 30 個教學單元（第 11天完成驗收）。 首先，總結實驗中學到的知識與技能，本次實驗中參考正規(guī)科研實驗的模式編寫并保存了“實驗日記”和出于個