【正文】 方向發(fā)展趨勢將是進(jìn)一步向著 CMOS 化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個方面發(fā)展。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實現(xiàn)了。 單片機(jī)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域 ，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。 隨 著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會的發(fā)展，人類所接觸的信息也在不斷增加并且日益復(fù)雜。 單片機(jī)技術(shù)與液晶顯示技術(shù)的結(jié)合，使信息傳輸交流向著智能可視化方向迅速發(fā)展。小小的音樂盒可以給人們帶來美好的回憶，提高人們的精神文化享受。本文設(shè)計的音樂盒是以單片機(jī)為核心元件的電子式音樂盒，體積小，重量輕，能演奏和旋音樂，功能多，外觀效果多彩，使用方便，并具有一定的商業(yè)價值。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。該軟、硬件系統(tǒng)具有很好的通用性，很高的實際使用價值，為廣大的單片機(jī)和音樂愛好者提供了很好的借鑒。當(dāng)時為使教會的鐘塔報時，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 ” 。 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一個帶有鐵釘?shù)蔫F桶轉(zhuǎn)動 ,鐵桶上的鐵釘撞擊鐵片制成的琴鍵，從而發(fā)出聲音。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)。 本文設(shè)計的音樂盒，是基于單片機(jī)設(shè)計制作的電子式音樂盒。電子式音樂盒動力來源是電池，制作工藝簡單，可進(jìn)行批量生產(chǎn)，所以價格便宜。根據(jù)存儲容量的大小，可以盡可能多的存儲歌曲。 設(shè)計任務(wù)和要求 (1)利用 I/O 口產(chǎn)生方波，驅(qū)動蜂鳴器，發(fā)出不同的音調(diào)，從而演奏樂曲。 (3)可通過功能鍵暫停，播放，下一曲。有兩個按鍵，一個用來實現(xiàn)暫停 和播放功能，另一個實現(xiàn)選擇下一曲的功能。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。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持 805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和MSP430 等， 2020 年 即將增加 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。 KEIL 軟件簡介 單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。 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(qiáng)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。掌握這一軟件的使用對于使用 51 系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如 果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用 C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 AT89C51 是一種帶 2K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 AT89C51 單片機(jī)為很多 嵌入式控制 系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 圖 AT89C51 原理圖 LED 顯示電路 本次課程設(shè)計的顯示電路采用 LED 數(shù)碼管顯示， LED有單個 LED 和八段 LED之分，也有共陰和共陽兩種。由于 LED 是屬于電流控制器件，使用時必須加限流電阻。 時鐘振蕩電路 AT89C51 中有一個用于構(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。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。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X TA L218X TA L119A LE30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /INT 012P 3 .3 /INT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6/W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1023P 2 .3 /A 1124P 2 .4 /A 1225P 2 .5 /A 1326P 2 .6 /A 1427U1A T8 9 C5 1 6 端， XTAL2 則懸空。振蕩器電路圖如 圖 所示。 按鍵電路如圖 所示。復(fù)位電路如圖 。 （ 2） ~ LED。 （ 4） 電路為 12MHZ 晶振頻率工作，起振電路中 C C2 均為 30PF。 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。 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。兩個音之間的距離有兩個“半音”，就叫“全音”。通常唱成 7 的音叫自然音，那些在它們的左上角加上﹟號或者 b號的叫變化音。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。利用定時器計時這半個周期時間，每當(dāng)計時到后就 8 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。 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。 計數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系公式如下： N=Fi? 2? Fr N：計算值； Fi：內(nèi)部計時一次為 1us，故其頻率為 1MHz； （ 4） 其計數(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）。高音的 DO（ 1046Hz）的計算值 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)各音符頻率與計數(shù)值 T的對照表如表 ?！肮?jié)拍 ” ,即 Beat，簡單說就是打拍子， 9 就像我們聽音樂不自主的隨之拍手 或跺腳。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。休止符表示暫停發(fā)音。了解音樂的一些基礎(chǔ)知識，我們可知產(chǎn)生不同頻率的音頻脈沖即能產(chǎn)生音樂。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。如果 1 拍為 秒， 1/4 拍實 秒，只要設(shè)定延遲時間就可求得節(jié)拍的時間。所以只要求得 1/4 拍的 DELAY 時間，其余的節(jié)拍就是它的倍數(shù)，如圖 1/4 和 1/8 節(jié)拍的時間設(shè)定。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個十六分音符，編為 4,其它的播放時間以此類推。以 0xff 作為曲譜的結(jié)束標(biāo)志。 10 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。程序從數(shù)組中取出一個數(shù)，然后分離出高 4位得到音調(diào)，接著找出相應(yīng)的值賦給定時器 0，使之定時操作蜂鳴器，得出相應(yīng)的音調(diào)；接著分離出該數(shù)的低 4位，得到延時時間，接著調(diào)用軟件延時。 檢查軟件系統(tǒng) （ 1） 根據(jù)系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)檢查各流程圖是否