【正文】 武漢紡織大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 課題名稱(chēng)： 一種基于單片機(jī)的音樂(lè)盒設(shè)計(jì) 完成期限： 院系名稱(chēng) 機(jī)械與自動(dòng)化學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師 劉春玲 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 自動(dòng)化 082 班 指導(dǎo)教師職稱(chēng) 學(xué)生姓名 院系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作領(lǐng)導(dǎo)小組組長(zhǎng)簽字 II 一、課題訓(xùn)練內(nèi)容 (1)通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)綜合應(yīng)用，鞏固與擴(kuò)展所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，培養(yǎng) 獨(dú)立分析、使用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的能力； (2)通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想、理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)、嚴(yán)肅 認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度、團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神； (3)訓(xùn)練收集查找中外文專(zhuān)業(yè)資料的閱讀與翻譯能力； (4)學(xué)習(xí)相關(guān)的背景知識(shí)，了解音樂(lè)盒的發(fā)音原理，熟悉 AT89C51 的結(jié)構(gòu)及其編 程方法，訓(xùn)練基于該單片機(jī)的編程及其運(yùn)用，訓(xùn)練對(duì) keil 編 程軟件的使用及調(diào)試； (5)訓(xùn)練計(jì)算機(jī)編程及應(yīng)用能力，在完成過(guò)程中能夠比較熟練地使用工具軟件 proteus 的仿真設(shè)計(jì)，鍛煉實(shí)際操作能力； (6)通過(guò)對(duì)已完成的工作進(jìn)行整理，以及畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的撰寫(xiě)和畢業(yè)答辯，使學(xué) 生書(shū)面和口頭表達(dá)能力得到進(jìn)一步的訓(xùn)練和提高。 二、設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)和要求 1 設(shè)計(jì)任務(wù)： (1)熟悉計(jì)算機(jī)仿真軟件 proteus； (2)對(duì) AT89C51 有一個(gè)更充分的了解，且用 keil51 會(huì)對(duì)其進(jìn)行編程； (3)音樂(lè)盒功能包括：可以播放多首歌曲，且可以暫停 ，可以播放上一首或下一首， 可以顯示時(shí)間等； (4)了解穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)； (5)了解音樂(lè)發(fā)聲原理會(huì)對(duì)歌曲進(jìn)行編碼。 2 設(shè)計(jì)要求： (1)提交開(kāi)題報(bào)告一份，提交時(shí)間 3 月 20 日左右，字?jǐn)?shù)在 2021～ 3000 字之間，內(nèi) 容需包含課題意義，所屬領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r，本課題的研究?jī)?nèi)容、研究方法、研究手 段和研究步驟以及參考書(shū)目等； (2)提交畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一份，正文不得少于 10000 字，按照武漢紡織大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 模版格式要求規(guī)范撰寫(xiě)； (3)翻譯一篇與本課題相關(guān)的專(zhuān)業(yè)英文資料，其對(duì) 應(yīng)的中文翻譯不得少于 3000 字； (4)計(jì)算程序、圖紙完整齊備； (5)所做系統(tǒng)刻成光盤(pán)上交。 III 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要參數(shù)及主要參考資料 （ 1）技術(shù)參數(shù) 單片機(jī) AT89C51。 LCD LM016L。 74LS373 鎖存器 。 27512 外部程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展； 4*4 行列式鍵盤(pán)； 晶振 X1； R1=R3=R4=R5=R6=R7=R8=R9=R10=10k。 R2=47kΩ 。 C1=10uF。 C2=C3=22p. （ 2）參考資料 [1]高麟 .單片機(jī)語(yǔ)音電路的設(shè)計(jì) [J].電子與自動(dòng)化 ,1995,05 [2]張毅剛 .單片微機(jī)原理及應(yīng)用 [M].西安電子科技大 ,1996 [3]何為民 .低功耗單片微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].北京航空航天大學(xué)出版社 ,1994 [4]王瑩 .中國(guó)單片機(jī)市場(chǎng)的理想與現(xiàn)實(shí) [J].電子產(chǎn)品世界 ,1997,09 IV 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度表 武漢紡織大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度表 序 號(hào) 起止日期 計(jì)劃完成 內(nèi)容 實(shí)際完成情況 檢查人簽名 檢查日期 1 20210220 至 20210310 選題并完成對(duì)該設(shè) 計(jì)項(xiàng)目資料的查找 與學(xué)習(xí)掌握 2 20210311 至 20210315 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 3 20210316 至 20210324 選定需要的工具軟 件并安裝調(diào)試 4 20210325 至 20210401 完成項(xiàng)目的理論設(shè) 計(jì) 5 20210402 至 20210415 參照理論設(shè)計(jì)完成 此音樂(lè)盒的作品 6 20210416 至 20210423 調(diào)試系統(tǒng)功能 7 20210424 至 20210501 繼續(xù)調(diào)試系統(tǒng) 8 20210502 至 20210515 整理資料，開(kāi)始撰寫(xiě) 論文初稿 9 20210516 至 20210605 修改完善論文 I 武漢紡織大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 課題名稱(chēng) 一種基于單片機(jī)的音樂(lè)盒設(shè)計(jì) 院系名稱(chēng) 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 自動(dòng)化 班 級(jí) 自動(dòng)化 082 學(xué)生姓名 黃小奇 一、課題意義 音樂(lè)盒的起源，可追溯至中世紀(jì)歐洲文藝復(fù)興時(shí)期。當(dāng)時(shí)為使教會(huì)的鐘塔報(bào)時(shí)， 而將大小的鐘表裝上機(jī)械裝置，被稱(chēng)為 “可發(fā)出聲音的組鐘 ”。音樂(lè)盒有著 300 多年 的發(fā)展歷史，是人類(lèi)文明發(fā)展的歷史見(jiàn)證。 傳統(tǒng)的音樂(lè)盒多是機(jī)械音樂(lè)盒，其工作原理是通過(guò)齒輪帶動(dòng)一個(gè)帶有鐵釘?shù)蔫F 桶轉(zhuǎn)動(dòng) ,鐵桶上的鐵釘撞擊鐵片制成的琴鍵，從 而發(fā)出聲音。但是，機(jī)械式的音樂(lè)盒 體積比較大，比較笨重，且發(fā)音單調(diào)。水、灰塵等外在因素，容易使內(nèi)部金屬發(fā)音 條變形，從而造成發(fā)音跑調(diào)。另外，機(jī)械音樂(lè)盒放音時(shí)為了讓音色穩(wěn)定 ,必須放平不 能動(dòng)搖，而且價(jià)格昂貴，不能實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。 本文設(shè)計(jì)的音樂(lè)盒，是基于單片機(jī)設(shè)計(jì)制作的電子式音樂(lè)盒。與傳統(tǒng)的機(jī)械式 音樂(lè)盒相比更小巧，音質(zhì)更優(yōu)美且能演奏和弦音樂(lè)。電子式音樂(lè)盒動(dòng)力來(lái)源是電池， 制作工藝簡(jiǎn)單，可進(jìn)行批量生產(chǎn)，所以?xún)r(jià)格便宜。基于單片機(jī)制作的電子式音樂(lè)盒， 控制功能強(qiáng)大，可根據(jù)需要選歌，使用方便。所放歌 曲的節(jié)奏可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè) 置，根據(jù)存儲(chǔ)容量的大小，可以盡可能多的存儲(chǔ)歌曲本設(shè)計(jì)采用簡(jiǎn)易音階編碼直覺(jué) 式輸入法方便設(shè)計(jì)音樂(lè)旋律，可以擴(kuò)充其功能如下： （ 1）可以顯示歌曲的名稱(chēng) （ 2）可以設(shè)置睡眠關(guān)機(jī)時(shí)間 （ 3）可以設(shè)置歌曲的播放模式，單曲循環(huán)還是順序播放 （ 4）可以存儲(chǔ)多首歌曲 二、所屬領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r 目前市場(chǎng)上流行的音樂(lè)盒很多，但是這些音樂(lè)盒雖然種類(lèi)很多，但原理大多相同， 都是由發(fā)條帶動(dòng)表面有小凸起的滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)凸起經(jīng)過(guò)簧片時(shí)會(huì)撥動(dòng)簧片，使簧片 振動(dòng)發(fā)出聲音。這些音樂(lè)盒原理 相同，所不同的僅僅是外表。這種音樂(lè)盒因?yàn)闈L筒 II 就相當(dāng)于樂(lè)譜，所以一旦做好就不能改變，也正因?yàn)槿绱?，這種音樂(lè)盒能夠播放的 音樂(lè)很有限，大部分的音樂(lè)盒只能播放一首曲子，又因?yàn)檫@種音樂(lè)盒的音樂(lè)是通過(guò) 簧片的振動(dòng)而發(fā)出的，所以音樂(lè)沒(méi)有樂(lè)器發(fā)出的聲音動(dòng)聽(tīng)。因此往往需要改進(jìn)。 單片機(jī)的顯著特點(diǎn)是面向控制 , 適用于工業(yè)應(yīng)用環(huán)境 , 可靠性高且價(jià)格低 , 因此 廣泛應(yīng)用于檢測(cè)及控制系統(tǒng)中。單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)將是向大容量、高性能化、外圍 電路內(nèi)裝化、低功耗化等方面發(fā)展。其中 CPU、存儲(chǔ)器 、片內(nèi) I/O 等都將有所改進(jìn)。 基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的電子音樂(lè)盒，正是利用單片機(jī)小巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化、 可靠性好、易擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì)來(lái)改進(jìn)老式音樂(lè)盒，以提高老式音樂(lè)盒性能，避免其功能 單一的缺點(diǎn)?；驹硎峭ㄟ^(guò)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將音樂(lè)簡(jiǎn)譜與數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容 本設(shè)計(jì)是以單片機(jī) AT89C51 為核心數(shù)據(jù)處理器件，由 LCD 液晶顯示屏 LM016L 顯 示歌曲的曲號(hào)、播放時(shí)間、開(kāi)機(jī)畫(huà)面以及鍵號(hào)，采用 4*4 行列式鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)曲號(hào)的選 擇，其中 1～ A 號(hào)按鍵用來(lái)選擇曲號(hào)， C 鍵控制下一曲， D 鍵 控制上一曲， E 鍵控制播 放 /暫停， F 鍵為開(kāi)機(jī)畫(huà)面顯示，元件以低耗、高能、耐用、精確、易于操作等為優(yōu) 先考慮因素。采當(dāng)鍵盤(pán)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)揚(yáng)聲器，放出樂(lè)曲。同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器 T1，顯示樂(lè)曲播放的時(shí)間，并驅(qū)動(dòng)LCD, 顯示歌曲號(hào)及播放時(shí)間。 AT89C51 單片機(jī)的內(nèi)存較小，就用了一個(gè) 74LS373 鎖存器和 27512 外部擴(kuò)展芯片對(duì)該單片機(jī)進(jìn)行了內(nèi)存的擴(kuò)充，增大了它的存儲(chǔ)空間，讓他可以 存儲(chǔ)足夠多的歌曲。 四、研究方法與研究手段 （ 1）進(jìn)行 需求分析 （ 2）設(shè)計(jì)原理圖 （ 3）使用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)、調(diào)試程序，實(shí)現(xiàn)智能音樂(lè)盒的設(shè)計(jì) （ 4）進(jìn)行最后的電子音樂(lè)盒的調(diào)試 五、研究步驟 用 3周時(shí)間 ,進(jìn)一步查資料并學(xué)習(xí)研究一般理論知識(shí)，我們一起完成音樂(lè)盒硬件設(shè) 計(jì)； 用 4周時(shí)間 ,我來(lái)完成軟件編程 ,基本實(shí)現(xiàn)其功能； III 用 3周時(shí)間 ,我們一起來(lái)完成修改整個(gè)設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤 ,使硬件電路能正常運(yùn)行； 用 2周時(shí)間 ,完成論文正文的寫(xiě)作； 用 1周時(shí)間 ,完成論文其他內(nèi)容和修改論文格式 ,準(zhǔn)備答辯。 六、參考書(shū)目 [1]高麟 .單片機(jī)語(yǔ)音電路的設(shè)計(jì) [J].電子與自動(dòng)化 1995,05 [2]張毅剛 .單片微機(jī)原理及應(yīng)用 [M].西安電子科技大 [3]何為民 .低功耗單片微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].北京航空航天大學(xué)出版社， 1994 [4]王瑩 .中國(guó)單片機(jī)市場(chǎng)的理想與現(xiàn)實(shí) [J].電子產(chǎn)品世界 ,1997,09 [5]馬堅(jiān) .單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)中的一個(gè)問(wèn)題 ──看國(guó)外單片機(jī)新技術(shù) [J].電腦開(kāi)發(fā)與應(yīng) 用 ,1995,02 [6]馬殿閣 .“單片機(jī)網(wǎng) ”的設(shè)計(jì) [J].微型機(jī)與應(yīng)用 ,1991,12 [7]梁 麗潔 .基于單片機(jī)的簡(jiǎn)單數(shù)字采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J].河北理工大學(xué)學(xué)報(bào) ,2021,01 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 I 摘要 近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng) 控制檢測(cè)日新月異更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是 作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以 及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。 當(dāng)今，利用單片機(jī)控制音樂(lè)播放多不勝舉，音樂(lè)芯片也相當(dāng)之多，而利用單片機(jī) 存儲(chǔ)音樂(lè)，控制播放最為廣泛。它有功能多﹑價(jià)格優(yōu)﹑外圍電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，很受音 樂(lè)愛(ài)好者及音樂(lè)芯片制造商的青昧。本文中，用單片機(jī)芯片及少數(shù)外圍電路控制音樂(lè) 播放。 本設(shè)計(jì)是以單片機(jī) AT89C51 為核心數(shù)據(jù)處理器件，由 LCD 液晶顯示屏 LM016L 顯 示歌曲的曲號(hào)、播放時(shí)間、開(kāi)機(jī)畫(huà)面以及鍵號(hào)，采用 4*4 行列式鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)曲號(hào)的選擇， 其中 1～ A 號(hào)按鍵用來(lái)選擇曲號(hào)， C 鍵控 制下一曲， D 鍵控制上一曲， E 鍵控制播放 / 暫停， F 鍵為開(kāi)機(jī)畫(huà)面顯示，元件以低耗、高能、耐用、精確、易于操作等為優(yōu)先考 慮因素。采當(dāng)鍵盤(pán)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(lè)曲。同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器 T1，顯示樂(lè)曲播放的時(shí)間，并驅(qū)動(dòng) LCD,顯 示歌曲號(hào)及播放時(shí)間。 AT89C51 單片機(jī)的內(nèi)存較小，就用了一個(gè) 74LS373 鎖存器和 27512 外部擴(kuò)展芯片對(duì)該單片機(jī)進(jìn)行了內(nèi)存的擴(kuò)充，增大了它的存儲(chǔ)空間，讓他可以 存儲(chǔ)足夠多的歌曲。 重要的是，基于單 片機(jī)的音樂(lè)播放器解決專(zhuān)用音樂(lè)播放芯片只能一次性燒錄、播 放內(nèi)容不可變的缺點(diǎn)。 該音樂(lè)發(fā)生器的論文詳細(xì)介紹了其硬件結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法，整個(gè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用，功 能完整。 關(guān)鍵詞：音樂(lè)； AT89C51；單片機(jī)； LCD LM016L II ABSTRACT With the rapid development of science and technology in recent years, the