【正文】 [M]， 北京 ：清華大學(xué)出版社， 1991. [9] 陳小忠，黃寧 . 單片機(jī)接口技術(shù)實(shí)用子程序 [M]， 北京 ：北京人民郵電出版社， 2021. [10] 歐偉明，周春臨， 瞿遂春 .電子信息系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M]，西安電子科技大學(xué)出版社， . [11] 賈立新，王涌 .電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐 [M]，北京：清華大學(xué)出版社， 2021. [12] 羅亞非 .凌陽 16 位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ) [M]，北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021. [13] 雷思孝 .凌陽單片機(jī)原理及實(shí)用技術(shù) [M]，西安電子科技大學(xué)， 2021. 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁 共 32 頁 科技外文文獻(xiàn) Getting Started with 181。只是今后大家就難得再聚在一起吃每年元旦那頓飯了吧，沒關(guān)系，各奔前程，大家珍重。四年了，仿佛就在昨天。 感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿 。 我不僅品味到了結(jié)果的喜悅，更明白了過程的彌足珍貴。 總之，這次設(shè)計(jì)從軟件編寫、調(diào)試到軟硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試，我傾注了大量的時(shí)間和心血。 當(dāng)然在這次寶貴的畢業(yè)設(shè)計(jì)活動(dòng)中，經(jīng)驗(yàn)才是對(duì)于我們最大的收獲，而且還增強(qiáng)了自身對(duì)未知問題以及對(duì)知識(shí)的深化認(rèn)識(shí)的能力，用受益匪淺這個(gè)詞語來概括這次難忘的活動(dòng)我覺得再合適不過了。 與 第一種方式 的不同之處為：當(dāng) D1 移向 D2 時(shí)， D1 不熄滅， 再從 D2 移向 D3時(shí)， D2 也不熄滅，以此類推。 具體如 圖 。 測試結(jié)果 ．總體運(yùn)行圖 圖 系統(tǒng)總體運(yùn)行圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 共 32 頁 ．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： 圖 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)。 2．將所有程序組織起來，在軟件環(huán)境下運(yùn)行，檢查程序是否正確。 } 程序源代碼 （見附錄 A） 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 共 32 頁 5 調(diào)試 檢查硬件連接 在 PROTUES 檢查各硬件 管腳 是否連接正確， 線路邏輯是否正確，例如 ：晶振電路的連接，復(fù)位電路是否設(shè)計(jì)正確。y0。x0。 } void delay1(uint z) //延時(shí) 1MS { uint x,y。y0。x0。 } 延時(shí)程序代碼： void delay(uint z) //延時(shí) 165MS,即十六分音符 { uint x,y。 } TR0=0。 TR0=1。 //唱完一個(gè)音停 10MS fm=1。//關(guān)蜂鳴器 } delay(temp%16)。 } else { TR0=0。 if(jp!=0) { timeh=cuzhi[jp*2]。 P1=yinyue[jp]。 jp=temp/16。 // 播放千年之戀 if(count2==2) temp=jmszl[i]。 while(1) { if(count2==0) { break。 uchar jp。 delay1(1000)。 } break。 duan=0。 beep()。x++) { duan=1。 case 3: for(x=0。 if(count1!=2) break。 delay1(300)。 P1=huayang2[x]。x14。 } break。 duan=0。 beep()。x++) { duan=1。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 32 頁 while(1) { if(count1!=0) //音樂停止，花樣燈開始 按照花樣閃爍 { switch(count1) { case 1: for(x=0。 TL0=0。//外部中斷 1 下降沿觸發(fā)方式 TMOD=0x01。//外部中斷 0 下降沿觸發(fā)方式 EX1=1。//開總中斷 EX0=1。//唱第一首歌 P34=0。 count1=0。程序從數(shù)組中取出一個(gè)數(shù)，然后分離出高 4 位得到音調(diào)，接著找出相應(yīng)的值賦給定時(shí)器 0，使之定時(shí)操作蜂鳴器，得出相應(yīng)的音調(diào)；接著分離出該數(shù)的低 4 位，得到延時(shí)時(shí)間，接著調(diào)用軟件延時(shí)。 舉例 2：音 調(diào) re,發(fā)音長度為半拍，即八分音符，將其編碼為 0x22 歌曲播放的設(shè)計(jì)。以 0xff 作為曲譜的結(jié)束標(biāo)志。播放長度以十六分音符為單位（在本程序中為 165ms），一拍即四分音符等于 4 個(gè)十六分音符，編為 4,其它的播放時(shí)間以此類推。所以只要求得 1/4 拍的 DELAY 時(shí)間，其余的節(jié)拍就是它的倍數(shù)，如圖 為 1/4 和 1/8 節(jié)拍的時(shí)間設(shè)定 。如果 1 拍為 秒， 1/4 拍實(shí) 秒，只要設(shè)定延遲時(shí)間就可求得節(jié)拍的時(shí)間。因此，需要弄清楚音樂中的音符和對(duì)應(yīng)的頻率，以及單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)的關(guān)系。了解音樂的一些基礎(chǔ)知識(shí)，我們可知產(chǎn)生不同 頻率的音頻脈沖即能產(chǎn)生音樂。休止符表示暫停發(fā)音。至于 1拍多少 s，并沒有嚴(yán)格規(guī)定，就像人的心跳一樣，大部分人的心跳是每分鐘 72下，有些人快一點(diǎn)，有些人慢一點(diǎn)，只要聽的悅耳就好?！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。高音的DO（ 1046Hz）的計(jì)算值 T=65536N=65536Fi? 2? Fr=655361000000? 2? Fr=65536500000/Fr 低音 DO 的 T=65536500000/262=63627 低音 DO 的 T=65536500000/523=64580 低音 DO 的 T=65536500000/1047=65059 5） C 調(diào)各音符頻率與計(jì)數(shù)值 T 的對(duì)照表如 表 。 計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系公式如下： N=Fi? 2? Fr N：計(jì)算值； Fi：內(nèi)部計(jì)時(shí)一次為 1us，故其頻率為 1MHz； 4） 其計(jì)數(shù)值的求法如下： T=65536N=65536Fi? 2? Fr 例如：設(shè) K=65536， F=1000000=Fi=1MHz，球低音 DO（ 261Hz） 。 此外結(jié)束符和休止符可以分別用代碼 00H 和 FFH 來表示，若查表結(jié)果為 00H，則表示曲子終了；若查表結(jié)果為 FFH，則產(chǎn)生相應(yīng)的停頓 效果。利用定時(shí)器計(jì)時(shí)這半個(gè)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(duì) I/O 反相，就可在 I/O 腳上得到此頻率的脈沖。例如高音 DO 的頻率（ 1046Hz）剛好是中音 DO 的頻率（ 523Hz）的一倍，中音 DO 的頻率（ 523Hz）剛好是低音 DO 頻率（ 266 Hz）的一倍；同樣的，高音 RE 的頻率（ 1175Hz）剛好是中音 RE 的頻率（ 587Hz）的一倍，中音 RE 的頻率（ 587Hz）剛好是低音 RE 頻率 （ 294 Hz）的一倍。通常唱成 7 的音叫自然音，那些在它們的左上角加上﹟號(hào)或者 b 號(hào)的叫變化音。兩個(gè)音之間的距離有兩個(gè)“半音”，就叫“全音”。 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(gè)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(shí)樂音的發(fā)音，所以叫“音調(diào)”，即 Tone。 音調(diào)、 節(jié)拍 以及 編碼的確定 方法 一般說來，單片機(jī)演奏音樂基本都是單音頻率，它不包含相應(yīng)幅度的諧波頻率，也就是說不能像電子琴那樣能奏出多種音色的聲音。另一方面根據(jù) count2 的值來切換 LED 的花樣。按鍵 1使得 count1 在 1和 2之間切換，按鍵 2使得 count2 在 1~4之間切換。 4） 電路為 12MHZ 晶振頻率工作，起振電路中 C C2 均為 30PF。 2） ~ 控制 LED。由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過一個(gè) 2 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條 件的要求。采用外部時(shí)鐘的電路如圖示。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。外接石英晶體及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。 時(shí)鐘振蕩電路 AT89C51 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。外形及引腳排列如圖 所示 圖 AT89C51 系列單片機(jī) 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 32 頁 LED 顯示電路設(shè)計(jì)與原理 LED 顯示電路是 由 8 個(gè) LED 發(fā)光二極管組成， 連接方式為 共陽極 ， LED 接到單片機(jī)的 P1 口，若為低電平 ，可使 LED 亮 起。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 共 32 頁 3 硬件設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)框圖 圖 總體設(shè)計(jì)框圖 各部分硬件設(shè)計(jì)及其原理 AT89C51簡介 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 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。運(yùn)行 Keil 軟件需要 Pentium或以上的 CPU， 16MB 或更多 RAM、 20M 以上空閑的硬盤空間、WIN9 NT、 WIN202 WINXP 等操作系統(tǒng)。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于 MCS51 單片機(jī)的匯編軟件有早期的 A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級(jí)語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展， Keil 軟件是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持 Keil即可看出。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil和 MPLAB 等多種編譯器。 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(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 圖 音樂盒功能結(jié)構(gòu)圖 主要設(shè)計(jì)軟件介紹 本設(shè)計(jì)利用 KEIL編程軟件對(duì)音樂盒源程序進(jìn)行編程并調(diào)試，配合 PROTEUS仿真軟件對(duì)硬件進(jìn)行仿真調(diào)試 ，兩種軟件的簡介如下： PROTEUS 軟件簡介 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 32 頁 Proteus 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。 Key1 負(fù)責(zé)切換播放歌曲，播放歌曲共 2 首，分別是揮著翅膀的女孩和寂寞沙洲冷。 系統(tǒng)組成框圖如圖 。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 32 頁 2 系統(tǒng) 總體方案介紹 系統(tǒng)組成框圖 音樂盒的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以 AT89C51 單片機(jī)位控制核心，加上 2個(gè)按鍵、時(shí)鐘復(fù)位電路、蜂鳴器、 LED模塊組成。 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。 演奏音樂模式：演奏完整的一首的歌曲，八路 LED隨著音樂變化。使用兩個(gè)按鍵，一個(gè)用來切換歌曲，另一個(gè)切換八路 LED 的變化花樣。 設(shè)計(jì)一個(gè)基于 AT89C51 系列單片機(jī)的音樂盒，利用按 鍵 切換演奏出不同的樂曲。根據(jù)存儲(chǔ)容量的大小，可以盡可能多的存儲(chǔ)歌曲。電子式音樂盒動(dòng)力來源是電池，制作工藝簡單，可進(jìn)行批量生產(chǎn)，所以價(jià)格便宜。 本文設(shè)計(jì)的音樂盒，是基于單片機(jī)設(shè)計(jì)制作的電子式音樂盒。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)。 傳統(tǒng)的音樂盒多是機(jī)械音樂盒，其工作原理是通過齒 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。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，被稱為 “ 可發(fā)出聲音的組鐘 ” 。該軟、硬件系統(tǒng)具有很好的通用性，很高的實(shí)際使用價(jià)值，為廣大的單片機(jī)和音樂愛好者提供了很好的借鑒。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(chǔ)器中。本文設(shè)計(jì)的音樂盒是以單片