【正文】 以演奏歌曲；內(nèi)置自動定時器，若沒有按鍵，則自動演奏歌曲。26第2章 設(shè)計方案 設(shè)計方案本次設(shè)計利用89C52單片機(jī)結(jié)合內(nèi)部定時器及LCD顯示器，設(shè)計一個簡易的微電腦八音盒，按下單鍵可以演奏預(yù)先設(shè)置的歌曲旋律。4．可通過功能鍵選擇樂曲，暫停，播放。2．用字符型LCD顯示當(dāng)前播放的歌曲序號。用51系列單片機(jī)設(shè)計一個音樂盒。18世紀(jì)末設(shè)計的八音是以鐘聲、電鈴為音源，演奏比較單調(diào)的音樂，后來經(jīng)過各種各樣的改良，出現(xiàn)了圓桶八音，手動八音、人形自動八音、自動鋼琴等。300多年來席卷全球市場的機(jī)械音樂盒的最大魅力也許就在于它能將抽象的音樂，凝固成具象的藝術(shù)品，成為人們表達(dá)美好情感，追思逝去年華的最佳選擇。 每個不同時期的音樂盒造型，都能折射出當(dāng)時不同的社會心態(tài)和文明發(fā)展現(xiàn)狀，它也成了時代的一面鏡子。 在這里，八音琴的價格并不是很貴，很適合作為禮品送給自己的朋友，其中，30音的八音琴價格在500元左右，50音的八音琴價格幾乎上千。韻升八音琴店在北京東方新天地里設(shè)立了自己在北京的第一家店面，這也是惟一一家國內(nèi)品牌的八音琴專賣店。每個不同時期的音樂盒造型，都能折射出當(dāng)時不同的社會心態(tài)和文明發(fā)展現(xiàn)狀，它也成了時代的一面鏡子。目前，韻升八音琴已占據(jù)全球八音琴市場份額的1/4，僅次于 日本Sankyo，位居全球第二位。 國內(nèi)外單片機(jī)應(yīng)用音樂盒概況1992年，中國第一臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的八音琴在中國寧波韻升的誕生，標(biāo)志著中國，全方位地參與全球音樂盒這塊巨 大蛋糕的市場競爭，經(jīng)過十多年的努力，韻升 對八音琴的制造技術(shù)進(jìn)行了更多的技術(shù)更新， 取得了多個國家和地區(qū)50余項發(fā)明專利。1870年，德國的發(fā)明家首創(chuàng)了盤式音樂盒。經(jīng)過各種的發(fā)明創(chuàng)造，1780年前后，拉勻芳的瑞士人從人偶自動鐘的原理獲得啟示，發(fā)明了一種令人贊嘆的機(jī)制——機(jī)械鳥鳴鐘。1598年，意大利籍耶穌會士利瑪竇第一次來到北京，隨行禮物中就有八音琴一臺。數(shù)字音樂盒設(shè)計方案 智能音樂盒背景及意義音樂盒的起源，可追溯至中世紀(jì)歐洲文藝復(fù)興時期。當(dāng)時為使教會的的鐘塔報時，而將大小的鐘表上機(jī)械裝置，被稱為“可發(fā)出聲音的組鐘”。這是有史書記載的最早進(jìn)入中國的八音琴。1796年，日內(nèi)瓦鐘匠的發(fā)明，給機(jī)械音樂盒帶來了革命性的改變，使音樂盒的體積縮小達(dá)到極限，而在接下來的世紀(jì)得以成功的發(fā)展。17世紀(jì)初，音樂盒的工業(yè)成為瑞士超過制表和縫制蕾絲業(yè)的第一大產(chǎn)業(yè)，這使得位于瑞士侏羅山邊的小鎮(zhèn)聞名于世。這使 得音樂盒無論在音質(zhì)，音量，譜曲，和外觀設(shè)計等方面都有了更大的改進(jìn)。音樂盒300多年的產(chǎn)品發(fā)展，同時也是人類文明300多年發(fā) 展的歷史鑒證?，F(xiàn)今，音樂盒的制造，延襲傳統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)代，正日益成為人們或為了典藏一段歲月，或為了收藏一份情感，或出于對音樂的追求，或?qū)τ谂f時代的懷念，或為了居室的美化，等等，而得到眾多品位人士的追求。在66平方米的店面中陳設(shè)了將近120多種八音琴，只要走進(jìn)去就能感受到八音琴那清澈、透亮的音質(zhì)所帶來的美妙享受。但其美觀的造型博得了很多白領(lǐng)人士的青睞。音樂盒悠揚(yáng)的樂聲，經(jīng)常勾起人們對美好往事的會議，甚至魂牽夢縈，墜入時光歲月的追憶中。 日本文字和中國文字本身就有許多相通的地方，八音盒譯成中文就是“音樂盒”，據(jù)說在中世紀(jì)的歐洲，17世紀(jì)的鐘樓經(jīng)過調(diào)音，可以播放音樂了。 本文研究的主要內(nèi)容八音盒可以經(jīng)常發(fā)出宜人的音樂旋律，能給生活增加不少的樂趣。功能如下：1．利用I/O口產(chǎn)生一定頻率的方波，驅(qū)動蜂鳴器，發(fā)出不同的音調(diào)，從而演奏樂曲。3．開機(jī)時有英文歡迎提示字符。5．顯示樂曲播放時間或剩余時間（至少30秒）。使用了文字LCD(162)顯示目前演奏的歌曲編號，由鍵盤（2*4）來選擇演奏歌曲；具有8個按鍵操作來選擇演奏哪一首歌曲；演奏時可以按鍵中斷。利用單片機(jī)定時器來產(chǎn)生固定頻率的方波信號推動壓電喇叭，發(fā)出旋律。在歌曲旋律設(shè)計方面采直覺式輸入法，由程序中直接輸入方便快速設(shè)計歌曲。 系統(tǒng)整體設(shè)計圖21電路方框 如圖21所示，本產(chǎn)品擬采用以AT89C52單片機(jī)為核心芯片的電路來實現(xiàn)，主要由AT89C522芯片、電源、文字型LCD(162)顯示、24按鍵、蜂鳴器5部分AT89C5224按鍵文字型LCD(162)蜂鳴器電源組成。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C52是一種高效微控制器，AT89C2052是它的一種精簡版本。如下圖31所示。與MCS51 兼容 全靜態(tài)工作：0Hz24Hz128*8位內(nèi)部RAM兩個16位定時器/計數(shù)器可編程串行通道片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 管腳說明VCC：供電電壓。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P3口也可作為AT89C52的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時器0外部輸入） T1（記時器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。另外，該引腳被略微拉高。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 振蕩器特性XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。在閑置模式下，CPU停止工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。能顯示的每個字符都有一個代碼，代碼對應(yīng)字符的點陣圖形數(shù)據(jù)由字符發(fā)生器產(chǎn)生，通過驅(qū)動電路后在LCD顯示出字符。如圖22所示。表31字符型LCD引腳功能表引腳號符號狀態(tài)功能1Vs電源地2Vdd正5V邏輯電源3Vo液晶驅(qū)動電源4RS輸入寄存器選擇：；5R/W輸入讀、寫操作選擇6E輸入使能信號7至14DB0—DB7三態(tài)數(shù)據(jù)總線*15 E1輸入MDLS40466上兩行使能信號*16E2輸入MDLS40466下兩行使能信號 電路設(shè)計 單片機(jī)時鐘電路設(shè)計單片機(jī)的每一條指令的執(zhí)行都是由若干個基本的微動作組合而成的。這些微動作在時間上存在著嚴(yán)格的先后順序，要想這些動作有條不紊地執(zhí)行，就必須有一個時間基準(zhǔn)來同步各部件的動作。而根據(jù)連接方式不同，時鐘信號的產(chǎn)生有內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式兩種方式。AT89C52單片機(jī)內(nèi)部有一個高增益的反相放大器，XTAL1為內(nèi)部反相放大器的輸入端，XTAL2為內(nèi)部反相放大器的輸出端，在其兩端接上晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩電路，并產(chǎn)生振蕩脈沖，振蕩電路輸出的脈沖信號的頻率就是晶振的固有頻率。在圖中，電容器CC2常稱為微調(diào)電容，其作用有三個：快速起振、穩(wěn)定振蕩頻率、微調(diào)振蕩頻率。一般情況下，使用頻率較低的晶振時，CC2的容量可選大一點。內(nèi)部振蕩方式所得到時鐘信號比較穩(wěn)定，在實際電路中，一般是選用內(nèi)部振蕩方式。 外部振蕩方式把外部已有的時鐘信號接至XTAL1引腳，而將XTAL2懸空，這樣就構(gòu)成了外部振蕩方式。在實際應(yīng)用中，為了使進(jìn)入單片機(jī)的時鐘信號為TTL電平，常將外部時鐘信號經(jīng)過一個帶有上拉電阻的TTL反相門后，再接至XTAL1引腳。若有，則表明振蕩電路工作基本正常，否則振蕩電路失常。 單片機(jī)復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。因而，復(fù)位是一個很重要的操作方式。 當(dāng)MCS5l系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個機(jī)器周期以上的高電平時，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。常用的上電復(fù)位電路如下圖A中左圖所示。上電后，保持RST一段高電平時間，由于單片機(jī)內(nèi)的等效電阻的作用，不用圖中電阻R1，也能達(dá)到上電復(fù)位的操作功能，如下圖(A)中右圖所示。常用的上電或開關(guān)復(fù)位電路如上圖(B)所示。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時，按下復(fù)位鍵K后松開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。 根據(jù)實際操作的經(jīng)驗，下面給出這兩種復(fù)位電路的電容、電阻參考值。 上圖(A)中：Cl＝1030uF，R1＝1kO 整體電路設(shè)計 硬件電路圖利用Proteus軟件設(shè)計八音盒硬件電路原理圖如圖34所示。由于是利用Proteus軟件進(jìn)行仿真設(shè)計可以不考慮晶振電路，但在實際中需要考慮晶振電路。 硬件原理說明當(dāng)鍵盤有鍵按下時，判斷鍵值，啟動計數(shù)器T0，產(chǎn)生一定頻率的脈沖，驅(qū) 動蜂鳴器，放出樂曲。也可在LED顯示歌曲號。圖35按鍵電路 文字型LCD電路如圖36所示文字型LCD(162)。