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基于51單片機的電子音樂盒的設(shè)計與實現(xiàn)(文檔下載)

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ID:453219 發(fā)表于 2018-12-24 10:57 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
基于單片機的電子音樂盒的設(shè)計與實現(xiàn)
一、設(shè)計目的
為證明單片機可以通過軟件程序控制硬件電路實現(xiàn)簡單音樂播放器的功能，以此證明單片機的功能強大。
二、設(shè)計概述
   本課題是一個基于51單片機的電子音樂盒，依據(jù)單片機控制技術(shù)原理，設(shè)計出一個可以播放多首音樂的數(shù)字音樂盒，通過數(shù)碼管顯示當(dāng)前是第幾首音樂，系統(tǒng)設(shè)計了三個按鍵，具體功能：S1：暫停/播放；S2：加一首（下一首）；S3：減一首（上一首）。通過硬件電路制作以及以及軟件編程，設(shè)計制作出一個多功能的電子音樂盒。
三、設(shè)計方案
在這個系統(tǒng)的設(shè)計中，單片機采用51兼容系列的STC89C52RC。有以下幾部分構(gòu)成：電源電路、單片機最小系統(tǒng)、發(fā)聲系統(tǒng)、鍵盤控制電路、顯示電路。經(jīng)過論證后我確定的系統(tǒng)框圖，如下圖所示：




四、設(shè)計原理
1、原理
本系統(tǒng)由單片機系統(tǒng)，獨立按鍵、數(shù)碼管組成。利用I/O口產(chǎn)生一定頻率的方波，驅(qū)動揚聲器，發(fā)生不同的音調(diào)，從而實現(xiàn)樂曲的演奏。系統(tǒng)能通過功能鍵完成選擇樂曲、播放、暫停、和復(fù)位的基本功能。在播放樂曲的同時LCD上顯示所播放的歌曲序號，可以通過復(fù)位鍵使音樂盒從第一首歌曲重新播放，本系統(tǒng)成本低廉，功能強大實用。
2、音樂基礎(chǔ)簡介
<1>音樂頻率表
低音
頻率
中音
頻率
高音
頻率
11
262
1
523
11
1046
22
294
2
587
22
1175
33
330
3
659
33
1318
44
349
4
698
44
1397
55
392
5
784
55
1568
66
440
6
880
66
1760
77
494
7
988
77
1967
<2>音調(diào)表建立
由于單片機輸出為方波輸入信號，波形圖如下：
高低電平各占1/2，根據(jù)單片機定時器工作原理。
定時時間=（滿值-初值）X機器周期
    初值=滿值-定時時間/機器周期
        =216-（1/f）X（1/2）X106
以低音11為例，初值為=216-（1/262）X（1/2）X106
                    =63627.6
                    =63628
同理得其他音調(diào)值，具體如下：
Unsigned int code table[]={0,63628,63835,64021,64103,64260,64399,64523,64579,64684,64777,64819,64898,64968,65030,65058,65110,65157,65178,65217,65252,65282};
<3>音樂表的建立
我們以兩只老虎音樂為例子，然后我們就會得到該音樂表
Uchar code music1[]={8,4,9,4,10,4,8,4,9,4,10,4,8,4,10,4,11,4,12,8,10,4,11,4,12,8,12,3,13,1,12,3,11,1,10,4,8,4,12,3,13,1,12,3,11,1,10,4,8,4,9,4,5,4,8,8,9,4,5,4,8,8,0,0xff};
3、硬件電路設(shè)計
  • 單片機最小系統(tǒng)
在基于單片機的應(yīng)用系統(tǒng)中，其核心是單片機的最小系統(tǒng)，而單片機又是最小系統(tǒng)的核心，為了方便起見，采用的型號是：STC89C52RC，內(nèi)部資源有：8kbflash，512b sram，4個8位I/O口，2個TC，1個UART，帶ISP和IAP功能。是近年來流行的低端51單片機。時鐘電路采用12MHz晶體，復(fù)位電路采用簡單的RC復(fù)位電路。R4=1KΩ，R3=10KΩ,C5=10Uf。
  • 發(fā)聲控制電路
音樂的發(fā)生器采用小喇叭，使用PNP型三極管。
  • 鍵盤控制電路
通過安按鍵來控制樂曲的暫停/播放、加+、減-。S1、S2、S3的功能設(shè)定如下。S1暫停/播放；S2樂曲/+；S3樂曲/-。
  • 音樂數(shù)目顯示電路
顯示當(dāng)前的樂曲序列。為了直觀的觀察室哪一首曲子的效果，設(shè)置一位數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管需要接一個200-100Ω的電阻起分壓作用。
4、程序流程圖


五、仿真結(jié)果
所仿真出來的結(jié)果，去掉N2905，聲音變小了，加上之后聲音變大了，額，第一首是兩只老虎，第二首，我換成通天大道，不過沒找到樂譜規(guī)律，錯了，第三首是小兔子快開門，第四首新年好，第五首歌曲接連被放出來。效果不錯。
六、總結(jié)
通過本次仿真作圖，以及程序編寫，仿真原圖，和自己再畫圖，和程序再組合效果，依然不錯，原圖只是作為參考，其次，通過本次作業(yè)，明白，每一門課代表以后的每項工作，而這門課開設(shè)的原因估計是要我們認(rèn)為，在一臺機器，里面通過芯片，芯片的程序帶動硬件，一件成品就出來了。所以，軟件和硬件屬于相輔相成，在未來的世界中，是屬于硬件和軟件共存的時代，沒有軟件，硬件別想動；同理硬件也是一樣的。認(rèn)可了工程師的偉大，以及程序員的厲害之處。
七、附錄
1、元件清單
元件清單：2N2905、2W10G、7SEG-MPX2-CA  A700127M004ATE018、AT89C52、BUTTON、BUZZER、CAP  CRYSTAL、 DIODE-LED、 RES、 SW-SPDT
2、電路圖


單片機源程序如下:
  1. #include"reg52.h"
  2. #define uchar unsigned char
  3. #define uint unsigned int
  4. sbit buzzer=P2^7;
  5. void delay(uint z);
  6. void scan();
  7. sbit S1=P3^1;
  8. sbit S2=P3^2;
  9. sbit S3=P3^3;
  10. bit flag=1;
  11. uchar buf,high,low,n;
  12. char i;
  13. uint sound;
  14. uchar code num[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
  15. uint code table[]={0,63628,63835,64021,64103,64260,64399,64523,64579,64684,64777,64819,64898, 64968,65030,65058,65110,65157,65178,65217,65252,65282};
  16. uchar code music1[]={8,4,9,4,10,4,8,4,9,4,10,4,8,4,10,4,11,4,12,8,10,4,11,4,12,8,12,3,13,1,12,3,11,1,10, 4,8,4,12,3,13,1,12,3,11,1,10,4,8,4,9,4,5,4,8,8,9,4,5,4,8,8,0xff};
  17. uchar code music2[]={10,10,10,9,8,9,10,12,10,10,9,8,9,10,20,19,20,17,19,19,19,15,20,19,17,19,19,19, 15,16,17,16,19,17,16,15,16,19,8,20,19,19,8,20,19,17,19,20,8,8,20,19,10,10,12,9,8,8,0xff};
  18. uchar code music3[]={12,4,15,2,13,2,12,4,12,4,10,2,12,2,13,2,15,4,12,4,12,4,13,4,12,2,10,2,9,4,9,4,10, 4,12,2,10,2,9,2,10,2,8,4,13,4,12,4,13,4,12,4,13,4,12,4,10,4,13,4,12,4,12,2,12,2,10,2,9,2,8,2,8,8,2,8,2,9,2,10,2,8,8,0xff};
  19. uchar code music4[]={8,3,8,3,8,3,5,3,10,3,10,3,10,3,8,4,8,3,10,3,12,3,12,4,10,3,11,3,10,3,9,6,9,3,10,3, 11,3,11,4,10,3,9,3,10,3,8,4,8,3,10,3,9,3,5,4,7,3,9,3,8,6,0xff};
  20. uchar code music5[]={0,2,8,2,10,2,11,2,12,2,12,2,11,2,12,4,13,2,14,2,15,2,10,2,10,2,11,2,12,8,13,4,12, 2,11,2,12,2,15,2,15,4,13,4,13,2,14,2,15,4,14,4,12,4,10,2,11,2,10,2,11,2,12,4,13,2,14,2,15,4,14,2,13,2,12,8,12,2,13,24,9,8,16,0xff};
  21. uchar code *menu[]={0,music1,music2,music3,music4,music5};
  22. uchar *p;
  23. char j;
  24. void int0() interrupt 0
  25. {if(S2==0)
  26.    {delay(1);
  27.      if(S2==0)
  28.               {j++;
  29.          if(j==6)
  30.                             {j=1;}            
  31.            P0=num[j];
  32. TR0=0;TR1=0;
  33. n=0;i=3;
  34. p=menu[j];
  35. }     
  36. delay(1);
  37. while(! S2);
  38.   }
  39. }
  40. void int1() interrupt 2
  41. {
  42.    if(S3==0)
  43.    {  delay(1);
  44. if(S3==0)
  45. { j--;
  46.   if(j==0){j=5;}
  47.    P0=num[j];TR0=0;TR1=0;n=0;i=3;p=menu[j];}
  48. delay(1);
  49. while(! S3);
  50. }
  51. }
  52. void t1() interrupt 3
  53. {
  54.               TH1=(65536-50000)/256;
  55.               TL1=(65536-50000)%256;
  56.               n--;
  57.               scan();
  58. }
  59. void t0() interrupt 1
  60. {
  61.               TH0=high;
  62.               TL0=low;
  63.               buzzer=!buzzer;
  64. }
  65. void init()
  66. {
  67.               TMOD=0x11;
  68.               TH1=(65536-50000)/256;
  69.               TL1=(65536-50000)%256;
  70.               EA=1;ET0=1;ET1=1;EX0=1;
  71.               EX1=1;IT0=1;IT1=1;
  72. }
  73. void main()
  74. {            
  75.               init();
  76.               while(1)
  77.               {
  78.               for(j=1;j<6;j++)
  79.               {P0=num[i];
  80.                 i=0;p=menu[j];
  81.                  delay(200);while(p[i]!=0)
  82.                  {
  83.                                           buf=p[i];
  84.                                           if(buf!=0)
  85.                                           {
  86.                                                                       sound=table[buf];
  87.                                                                       high=sound/256;
  88.                                                                       low=sound%256;
  89.                                                                       TH0=high;
  90.                                                                       TL0=low;
  91.                                                                       if(flag)
  92.                                                                       {
  93.                                                                         TR0=1;
  94.                                                                         }
  95.                                                                         else
  96.                                                                         {
  97.                                                                         while(!flag);
  98.                                                                         }
  99.                                               }
  100.                                                         else{
  101.                                                         TR0=0;
  102.                                                         }
  103.                                                         i++;
  104.                                                         n=p[i]*2;
  105.                                                         TR1=1;
  106.                                                         while(n!=0);
  107.                                                         i++;
  108.                      }
  109.                  }
  110.               }
  111. }
  112. void scan()
  113. {                           
  114.                             if(S1==0)
  115.                             {
  116.                                 delay(10);
  117.                                           if(S1==0)
  118.                                           {
  119.                                                                       flag=!flag;
  120.                                                                       TR0=~TR0;
  121.                                           }
  122.                                           while(!S1)
  123.                                           {
  124.                                              delay(10);
  125.                                           }
  126.                                              while(!S1);
  127.                             }
  128. }
  129. void delay(uint z)
  130. {uint x,y;
  131.               for(x=0;x<100;x++)
  132.                             for(y=0;y<z;y++);}
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沙發(fā)
ID:770726 發(fā)表于 2020-6-9 09:25 | 只看該作者
如果把第二首音樂去掉，那其他代碼的哪些部分需要改動呀
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板凳
ID:777601 發(fā)表于 2020-6-21 09:53 | 只看該作者
有電路圖嗎
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地板
ID:783980 發(fā)表于 2020-6-21 10:12 | 只看該作者
有資源包嗎？
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