【正文】 符void song()。//開外部中斷0 IT0=1。x14。 delay1(300)。 } break。 delay1(1000)。//開總中斷}void int1() interrupt 2{ EA=0。//開總中斷}void timer0() interrupt 1 //用于產(chǎn)生各種音調(diào){ TH0=timeh。 if(count2==2) temp=jmszl[i]。//關(guān)蜂鳴器 } delay(temp%16)。}void delay(uint z) //延時165MS,即十六分音符{ uint x,y。x0。 delay1(1)。i50。}void delay1(uint z) //延時1MS{ uint x,y。 } TR0=0。 } else { TR0=0。 while(1) { if(count2==0) { break。 if(count2==3) count2=1。 if(count1==5) count1=1。 } break。 delay1(300)。x14。 ET0=1。//選取矩陣鍵盤的一列 EA=1。//將音調(diào)轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的LED樣式void delay1(uint z)。char code huayang4[]={ 0x55,0xaa,0xcc,0x33,0x99,0x66,0x0f,0xf0}。同時，我要感謝機(jī)電工程學(xué)院老師們對我的教育。我不僅品味到了結(jié)果的喜悅，更明白了過程的彌足珍貴。 總體運行圖如圖所示 系統(tǒng)總體運行圖 花樣燈3種花樣圖由于截圖只能看到靜態(tài)圖，不能看到整體圖樣，下面畫圖說明： 花樣燈（1）第一種花樣燈顯示方式為：從D1移向D2，然后D1熄滅，再從D2移向D3，然后D2熄滅，以此類推，往復(fù)循環(huán)。 仿真測試結(jié)果 軟件部分在初次編寫完成之后，出現(xiàn)過一些錯誤，隨后多次向老師和有經(jīng)驗的學(xué)長求教，根據(jù)老師和學(xué)長的提出的修改意見，自己也查了許多的文獻(xiàn)資料，確定了最終的源程序。x0。 }延時程序代碼：void delay(uint z) //延時165MS,即十六分音符{ uint x,y。//關(guān)蜂鳴器 } delay(temp%16)。 jp=temp/16。 delay1(1000)。 case 3: for(x=0。 } break。 TL0=0。//唱第一首歌 P34=0。以0xff作為曲譜的結(jié)束標(biāo)志。因此，需要弄清楚音樂中的音符和對應(yīng)的頻率，以及單片機(jī)定時計數(shù)的關(guān)系?！肮?jié)拍”,即Beat，簡單說就是打拍子，就像我們聽音樂不自主的隨之拍手或跺腳。利用定時器計時這半個周期時間，每當(dāng)計時到后就將輸出脈沖的I/O反相，然后重復(fù)計時此半周期時間再對I/O反相，就可在I/O腳上得到此頻率的脈沖。 音調(diào)的確定不同音高的樂音是用C、D、E、F、G、A、B來表示，這7個字母就是音樂的音名，它們一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI,即唱成簡譜的7，相當(dāng)于漢字“多來米發(fā)梭拉西”的讀音，這是唱曲時樂音的發(fā)音，所以叫“音調(diào)”，即Tone。4） 電路為12MHZ晶振頻率工作，起振電路中CC2均為30PF。如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30PF 10PF，而如果使用陶瓷振蕩器建議選擇40PF 10PF。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，STC89C51是一種高效微控制器。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。P1，P2，P3端口各能驅(qū)動4個LSTTL負(fù)載。使P3端口各線處于第二功能的條件是:1）串行I/O處于運行狀態(tài)(RXD,TXD)。由于V2漏極帶有上拉電阻，可以提供一定的上拉電流，負(fù)載能力約為8個TTL與非門；作為輸出口前，同樣需要向鎖存器寫入“1”，使反相器輸出低電平，V2管截止，即引腳懸空時為高電平，防止引腳被鉗位在低電平。 對于8031單片機(jī)必須外接程序存儲器才能構(gòu)成應(yīng)用電路（或者我們的應(yīng)用電路擴(kuò)展了外部存儲器），而P2端口就是用來周期性地輸出從外存中取指令的地址(高8位地址)，因此，P2端口的多路開關(guān)總是在進(jìn)行切換，分時地輸出從內(nèi)部總線來的數(shù)據(jù)和從地址信號線上來的地址。具有這種操作特點的輸入/輸出端口，稱為準(zhǔn)雙向I/O口。這樣安排的原因在于讀修改寫指令需要得到端口原輸出的狀態(tài)，修改后再輸出，讀鎖存器而不是讀引腳，可以避免因外部電路的原因而使原端口的狀態(tài)被讀錯。在取指令期間，“控制”信號為“0”，V1管截止，多路開關(guān)也跟著轉(zhuǎn)向鎖存器反相輸出端Q非；CPU自動將0FFH（11111111，即向D鎖存器寫入一個高電平‘1’）寫入P0口鎖存器，使V2管截止，在讀引腳信號控制下，通過讀引腳三態(tài)門電路將指令碼讀到內(nèi)部總線，這個過程和I/O讀引腳過程是一樣的。反之，控制信號為‘0’、地址信號為‘1’，“與門”輸出為高電平，V1管導(dǎo)通；反相器輸出低電平，V2管截止，輸出引腳的地址信號為高電平。這個多路選擇開關(guān)就是用于選擇是做為普通I/O口使用還是作為‘?dāng)?shù)據(jù)/地址’總線使用的選擇開關(guān)了。　 P3口第二功能為:　 RXD 串行輸入口　 TXD 串行輸出口　 INT0 外部中斷0（低電平有效）　 INT1 外部中斷1（低電平有效）　 T0 定時計數(shù)器0　 T1 定時計數(shù)器1　 WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通（低電平有效） RD 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通（低電平有效） 51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)振蕩器及定時器電路CPU4K程序存儲器128B數(shù)據(jù)存儲器2個16位定時/計數(shù)器64K總線擴(kuò)展控制可編程I/O可編程串行口中斷系統(tǒng) 51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖從內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖可以看出，51單片機(jī)內(nèi)部有以下主要部分：1) CPU51 2) 振蕩器及定時電路3)4KB程序存儲器 4) 128B數(shù)據(jù)存儲器5) 2個16位定時/計數(shù)器 6) 64KB總線擴(kuò)展控制7) 可編程I/O 8) 可編程串行口9) 中斷系統(tǒng) 51系列的特性1)片內(nèi)存儲器容量較小，一般內(nèi)部ROM：8KB以下，內(nèi)部RAM：256KB以下2)可靠性高3)易擴(kuò)展　　3）RST/VPD:復(fù)位/備用電源。 8051單片機(jī)的引腳功能圖中給出了40引腳的8051單片機(jī)的引腳圖，40個引腳按引腳功能大致可分為4個種類：電源、時鐘、控制和I/O引腳。MCS51系列單片機(jī)分為兩大系列，即51子系列與52子系列。1）電路有兩種工作模式：演奏音樂模式和花樣燈模式。 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 隨著以法、德、意為代表的歐洲和以美國為代表的電子音樂、計算機(jī)音樂早期的大力發(fā)展，國際上許多國家紛紛開始引入電子音樂研究與創(chuàng)作。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)。用戶可以按照自己的喜好選擇音樂并將其轉(zhuǎn)化成機(jī)器碼存入單片機(jī)的存儲器中。由于音樂合成器制作和修改方便，成本低，音樂豐滿，所以市場需求量很大，因此，世界許多國家的廠商都不斷地在發(fā)展并推出新的型號，每年都要更新?lián)Q代。 STC89C51。本設(shè)計利用KEIL編程軟件對音樂盒源程序進(jìn)行編程并調(diào)試，配合PROTEUS仿真軟件對硬件進(jìn)行仿真調(diào)試，節(jié)約了設(shè)計時間。通過控制單片機(jī)內(nèi)部的定時器產(chǎn)生不同頻率的方波，驅(qū)動喇叭發(fā)出不同音調(diào)的音樂，再利用延遲控制發(fā)音時間的長短。其次闡述了程序的流程和實現(xiàn)過程。MCS51單片機(jī)簡述 5 8051與80C51的區(qū)別 5 8051單片機(jī)的引腳功能 5 51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8 51系列的特性 8 并行I/O口 8 P0端口的結(jié)構(gòu)及工作原理 9 P1端口的結(jié)構(gòu)及工作原理 11 P2端口的結(jié)構(gòu)及工作原理 11 P3端口的結(jié)構(gòu)及工作原理 12 驅(qū)動能力 13 3 系統(tǒng)總體方案介紹 13 系統(tǒng)組成框圖 13 音樂發(fā)生器的功能結(jié)構(gòu)圖 14 14 PROTEUS軟件簡介 14 KEIL簡介 14 4 硬件設(shè)計 15 總體設(shè)計框圖 15 16 STC89C51簡介 16 LED顯示電路設(shè)計與原理 16 時鐘振蕩電路 17 硬件電路圖及功能 17 5 軟件設(shè)計 18 、節(jié)拍以及編碼的確定方法 19 音調(diào)的確定 19 節(jié)拍的確定 20 編碼 21 軟件程序設(shè)計 23 程序流程圖及相應(yīng)代碼塊 23 程序源代碼（見附錄A） 27 6 調(diào)試 27 檢查硬件連接 27 檢查軟件系統(tǒng) 27 仿真測試結(jié)果 27 總體運行圖 27 花樣燈3種花樣圖 28 7 總結(jié) 30 致謝： 31 參考文獻(xiàn)： 32 附錄A： 33 程序源代碼： 33 前 言音樂電聲的一個重要內(nèi)容就是電子音樂。隨著以法、德、意為代表的歐洲和以美國為代表的電子音樂、計算機(jī)音樂早期的大力發(fā)展，國際上許多國家紛紛開始引入電子音樂研究與創(chuàng)作。 課題意義音樂盒的起源，可追溯至中世紀(jì)歐洲文藝復(fù)興時期。與傳統(tǒng)的機(jī)械式音樂盒相比更小巧，音質(zhì)更優(yōu)美且能演奏和弦音樂。從此，首先在歐美地區(qū)，合成器作為新型的樂器被音樂家尤其是流行音樂家所采用并飛快的流行開來。3）按下按鍵2進(jìn)入花樣燈模式，再按切換LED花樣，共三種花樣。8051單片機(jī)與80C51單片機(jī)從外形看 是完全一樣的，其指令系統(tǒng)、引腳信號、總線等完全一致（完全兼容），也就是說在8051下開發(fā)的軟件完全可以在80C51上應(yīng)用，反過來，在89C51下開發(fā)的軟件也可以在8051上應(yīng)用。(2)時鐘時鐘:XTALXTAL2 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端?！　?）EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。 P0端口的結(jié)構(gòu)及工作原理P0端口由鎖存器、輸入緩沖器、切換開關(guān)、一個與非門、一個與門及VV2場效應(yīng)管驅(qū)動電路構(gòu)成。P0口作為I/O端口使用時，多路開關(guān)的控制信號為‘0’（低電平），V1管截止，多路開關(guān)是與鎖存器的Q非端相接的（即P0口作為I/O口線使用）。此時無論端口線上外接的信號是低電乎還是高電平，從引腳讀入單片機(jī)的信號都是低電平，因而不能正確地讀入端口引腳上的信號。在系統(tǒng)設(shè)計時務(wù)必注意，即程序中不能再含有以P0口作為操作數(shù)（包含源操作數(shù)和目的操作數(shù)）的指令。單片機(jī)復(fù)位后，各個端口已自動地被寫入了1，此時，可直接作輸入操作。其實，這里輸出的數(shù)據(jù)往往也是一種地址，只不過是外部RAM的高8位地址。由于P2口輸出高8位地址，與P0口不同，無須分時使用，因此P2口上的地址信息（程序存儲器上的A15~A8）功數(shù)據(jù)地址寄存器高8位DPH保存時間長，無須鎖存。在應(yīng)用中,如不設(shè)定P3端口各位的第二功能,則P3端口線自動處于第一功能狀態(tài)，也就是靜態(tài)I／O端口的工作狀態(tài)。單片機(jī)負(fù)責(zé)接收按鍵的輸入，根據(jù)輸入控制音樂播放曲目和音樂花樣燈的顯示樣式以及蜂鳴器發(fā)音。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。發(fā)光二極管的亮、滅由內(nèi)部程序控制，8個LED發(fā)光二極管分別對應(yīng)不同的音階，所以LED會隨著音階的變化按規(guī)律亮、滅。這種情況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。程序檢測count1的值，count1等于1時播放第一首歌曲，等于2時播放第二首。在鋼琴等鍵盤樂器上，C–D、D–E、F–G、G–A、A–B兩音之間隔著一個黑鍵，他們之間的距離就是全音；E–F、B–C兩音之間沒有黑鍵相隔，它們之間的距離就是半音。3）例如頻率為523Hz，其周期T=1/523=1912us，因此只要令計數(shù)器計時956us/1us=9