【正文】 以演奏歌曲；內(nèi)置自動(dòng)定時(shí)器，若沒(méi)有按鍵，則自動(dòng)演奏歌曲。26第2章 設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)方案本次設(shè)計(jì)利用89C52單片機(jī)結(jié)合內(nèi)部定時(shí)器及LCD顯示器，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)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(guò)功能鍵選擇樂(lè)曲，暫停，播放。2．用字符型LCD顯示當(dāng)前播放的歌曲序號(hào)。用51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)音樂(lè)盒。18世紀(jì)末設(shè)計(jì)的八音是以鐘聲、電鈴為音源，演奏比較單調(diào)的音樂(lè)，后來(lái)經(jīng)過(guò)各種各樣的改良，出現(xiàn)了圓桶八音，手動(dòng)八音、人形自動(dòng)八音、自動(dòng)鋼琴等。300多年來(lái)席卷全球市場(chǎng)的機(jī)械音樂(lè)盒的最大魅力也許就在于它能將抽象的音樂(lè)，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(gè)不同時(shí)期的音樂(lè)盒造型，都能折射出當(dāng)時(shí)不同的社會(huì)心態(tài)和文明發(fā)展現(xiàn)狀，它也成了時(shí)代的一面鏡子。 在這里，八音琴的價(jià)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(jià)格在500元左右，50音的八音琴價(jià)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(guó)內(nèi)品牌的八音琴專賣店。每個(gè)不同時(shí)期的音樂(lè)盒造型，都能折射出當(dāng)時(shí)不同的社會(huì)心態(tài)和文明發(fā)展現(xiàn)狀，它也成了時(shí)代的一面鏡子。目前，韻升八音琴已占據(jù)全球八音琴市場(chǎng)份額的1/4，僅次于 日本Sankyo，位居全球第二位。 國(guó)內(nèi)外單片機(jī)應(yīng)用音樂(lè)盒概況1992年，中國(guó)第一臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的八音琴在中國(guó)寧波韻升的誕生，標(biāo)志著中國(guó)，全方位地參與全球音樂(lè)盒這塊巨 大蛋糕的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，經(jīng)過(guò)十多年的努力，韻升 對(duì)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(gè)國(guó)家和地區(qū)50余項(xiàng)發(fā)明專利。1870年，德國(guó)的發(fā)明家首創(chuàng)了盤式音樂(lè)盒。經(jīng)過(guò)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(dòng)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(niǎo)鳴鐘。1598年，意大利籍耶穌會(huì)士利瑪竇第一次來(lái)到北京，隨行禮物中就有八音琴一臺(tái)。數(shù)字音樂(lè)盒設(shè)計(jì)方案 智能音樂(lè)盒背景及意義音樂(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)的的鐘塔報(bào)時(shí)，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(shū)記載的最早進(jìn)入中國(guó)的八音琴。1796年，日內(nèi)瓦鐘匠的發(fā)明，給機(jī)械音樂(lè)盒帶來(lái)了革命性的改變，使音樂(lè)盒的體積縮小達(dá)到極限，而在接下來(lái)的世紀(jì)得以成功的發(fā)展。17世紀(jì)初，音樂(lè)盒的工業(yè)成為瑞士超過(guò)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(lè)盒無(wú)論在音質(zhì)，音量，譜曲，和外觀設(shè)計(jì)等方面都有了更大的改進(jìn)。音樂(lè)盒300多年的產(chǎn)品發(fā)展，同時(shí)也是人類文明300多年發(fā) 展的歷史鑒證?，F(xiàn)今，音樂(lè)盒的制造，延襲傳統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)代，正日益成為人們或?yàn)榱说洳匾欢螝q月，或?yàn)榱耸詹匾环萸楦校虺鲇趯?duì)音樂(lè)的追求，或?qū)τ谂f時(shí)代的懷念，或?yàn)榱司邮业拿阑?，等等，而得到眾多品位人士的追求。?6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(lái)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(lè)盒悠揚(yáng)的樂(lè)聲，經(jīng)常勾起人們對(duì)美好往事的會(huì)議，甚至魂?duì)繅?mèng)縈，墜入時(shí)光歲月的追憶中。 日本文字和中國(guó)文字本身就有許多相通的地方，八音盒譯成中文就是“音樂(lè)盒”，據(jù)說(shuō)在中世紀(jì)的歐洲，17世紀(jì)的鐘樓經(jīng)過(guò)調(diào)音，可以播放音樂(lè)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(lè)旋律，能給生活增加不少的樂(lè)趣。功能如下：1．利用I/O口產(chǎn)生一定頻率的方波，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，發(fā)出不同的音調(diào)，從而演奏樂(lè)曲。3．開(kāi)機(jī)時(shí)有英文歡迎提示字符。5．顯示樂(lè)曲播放時(shí)間或剩余時(shí)間（至少30秒）。使用了文字LCD(162)顯示目前演奏的歌曲編號(hào)，由鍵盤（2*4）來(lái)選擇演奏歌曲；具有8個(gè)按鍵操作來(lái)選擇演奏哪一首歌曲；演奏時(shí)可以按鍵中斷。利用單片機(jī)定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生固定頻率的方波信號(hào)推動(dòng)壓電喇叭，發(fā)出旋律。在歌曲旋律設(shè)計(jì)方面采直覺(jué)式輸入法，由程序中直接輸入方便快速設(shè)計(jì)歌曲。 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)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(lái)實(shí)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(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。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AT89C52是一種高效微控制器，AT89C2052是它的一種精簡(jiǎn)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(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可編程串行通道片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 管腳說(shuō)明VCC：供電電壓。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)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(chǔ)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(gè)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(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時(shí)，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(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。當(dāng)P3口寫(xiě)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(shí)器0外部輸入） T1（記時(shí)器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)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(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)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(chǔ)器的選通信號(hào)。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)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(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)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(xiě)“1”且在任何非空存儲(chǔ)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(gè)硬件復(fù)位為止。能顯示的每個(gè)字符都有一個(gè)代碼，代碼對(duì)應(yīng)字符的點(diǎn)陣圖形數(shù)據(jù)由字符發(fā)生器產(chǎn)生，通過(guò)驅(qū)動(dòng)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(hào)符號(hào)狀態(tài)功能1Vs電源地2Vdd正5V邏輯電源3Vo液晶驅(qū)動(dòng)電源4RS輸入寄存器選擇：；5R/W輸入讀、寫(xiě)操作選擇6E輸入使能信號(hào)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(hào)*16E2輸入MDLS40466下兩行使能信號(hào) 電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的每一條指令的執(zhí)行都是由若干個(gè)基本的微動(dòng)作組合而成的。這些微動(dòng)作在時(shí)間上存在著嚴(yán)格的先后順序，要想這些動(dòng)作有條不紊地執(zhí)行，就必須有一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)來(lái)同步各部件的動(dòng)作。而根據(jù)連接方式不同，時(shí)鐘信號(hào)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(gè)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(hào)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(gè)：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(shí)，CC2的容量可選大一點(diǎn)。內(nèi)部振蕩方式所得到時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，在實(shí)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(shí)鐘信號(hào)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(shí)際應(yīng)用中，為了使進(jìn)入單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)為TTL電平，常將外部時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)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(gè)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(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，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(kāi)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(shí)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(kāi)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(shí)，按下復(fù)位鍵K后松開(kāi)，也能使RST為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或開(kāi)關(guān)復(fù)位的操作。 根據(jù)實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)，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(jì) 硬件電路圖利用Proteus軟件設(shè)計(jì)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(jì)可以不考慮晶振電路，但在實(shí)際中需要考慮晶振電路。 硬件原理說(shuō)明當(dāng)鍵盤有鍵按下時(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。也可在LED顯示歌曲號(hào)。圖35按鍵電路 文字型LCD電路如圖36所示文字型LCD(162)。