简易音乐演奏系统设计

1、课程设计说明书设计题目：简易音乐演奏系统设计专业： 电 子 信 息 工 程 班级：11级1班设计人： 蔡 山 东 科 技 大 学2014年1月10日课 程 设 计 任 务 书学院 电气与信息工程学院 专业 电子信息工程 班级11级1班 姓名 蔡士智1、 课程设计题目：简易音乐演奏系统设计2、 课程设计主要参考资料：（1） 公茂法，黄鹤松，杨学蔚 MCS51/52单片机原理与实践北京航空航天大学出版社。（2）（3）3、 课程设计应主要解决的问题：（1） 数码管循环提示乐曲信息。按键选择乐曲并演奏，如：按1号键，演奏乐曲1；按2号键，唱乐曲2（2）按下预先定义按键，蜂鸣器发出指定音调的声音，同时数

2、码管和LED灯反馈音调的信息。4、 课程设计相关附件（如：图纸、软件等）：（1） Protues7.8 Keil4（2）单片机开发仪5、 任务出发日期：2013年12月30号 课程设计完成日期：2014年1月10号 指导教师签字： 系主任签字： 指导教师对课程设计的评语 指导教师签字： 年 月 日摘要 本文介绍了利用AT89C52单片机驱动单片仪上的蜂鸣器设计音乐演奏系统。实现两个功能：一是按下预先定义按键，蜂鸣器发出指定的音调的声音，同时数码管和LED灯反馈音调的信息；二是数码管循环提示乐曲信息，按键选择乐曲并演奏，如：按1号键，演奏乐曲1；按2号键，唱乐曲2。关键词：音乐键盘，keil，p

3、rotues目录1 绪论2 系统整体介绍3系统硬件设计3.1 AT89C52模块3.2 键盘扫描模块3.3 LED灯显示模块3.4 数码管显示模块3.5 蜂鸣器模块4系统软件设计4.1 主程序4.2 键盘扫描子程序4.3 LED灯数码管显示子程序4.4 音乐定时器初值4.5 延时子程序4.6 程序框图5 调试与结果6 设计总结7 参考文献8 附件 8.1系统原理图 8.2程序清单1 绪论利用AT89C52单片机和相应的单片机知识，通过简单的设计模拟钢琴键盘的发声，矩阵键盘驱动蜂鸣器发出相应频率的音调和歌曲，LED灯和数码管显示相应的音调和歌曲编号。本设计节约了为买大型钢琴所花费的大量钱财，为喜

4、爱音乐创作的人员提供了一个追求梦想的平台。还可以满足小朋友玩耍的需要。2系统整体介绍本系统可分为：AT89C52模块，键盘输入模块，LED灯显示模块，数码管显示模块，蜂鸣器模块。AT89C52模块：系统的核心部分，负责处理来自键盘输入模块的键值，然后AT89C52根据键值做出相应的判断，驱动LED灯显示模块、数码管显示模块和蜂鸣器模块做出相应的响应。键盘输入模块：读取那个键按下，将键值送到AT89C52。LED灯显示模块：将AT89C52送来的音调或歌曲编号通过8个LED灯显示出来。数码管显示模块：将AT89C52送来的音调或歌曲编号通过8位静态数码管显示出来。蜂鸣器模块：AT89C52 I/

5、O口送来的高低电平驱动蜂鸣器发出对应频率的声音。3 系统硬件设计3.1 AT89C52模块AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。如图3.1所示： 图3.1 AT89C52P0：需外接上拉电阻（10K）。P1、P2、P3：不需要外接上拉电阻RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机

6、器周期以上高电平将使单片机复位。XTAL1、XTAL2：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端、输出端。3.2 键盘输入模块方法一：独立键盘有键按下，返回键值；否则，返回0FFH。如图3.2.1图3.2.1方法二：矩阵键盘线反转法：首先，将行线编程为输入线，列线编程为输出线，然后使列线全输出低电平，读取行线电平，行线从高电平转为低电平的行线为按下按键所在行；然后，将列线编程为输入线，行线编程为输出线，然后使行线全输出低电平，读取列线电平，列线从高电平转为低电平的列线为按下按键所在列。如图3.2.2所示： 图 3.2.2本系统采用方法二，因为矩阵键盘节约I/O口，节约资源，而且按键多。如图3.

7、2.3所示： 图 LED灯显示模块本系统采用LED灯静态显示的方法，共阴高电平点亮。如图3.3.1所示： 图 3.3.1 图 3.3.2图 3.3.2为本系统实际的LED灯和芯片的连接电路。LED灯第几个亮：1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8；对应代码为： 01h,02h,04h,08h,10h,20h,40h,80h；3.4 数码管显示模块本系统采用8位段码静态显示的方法，共阳低电平点亮。如图3.4.1所示： 图 3.4.1 图 3.4.2图 3.4.2为本系统实际的数码管和芯片的连接电路。数码管显示： 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7；对应段码为：0f9h

8、,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h；3.5 蜂鸣器模块输入高电平，蜂鸣器发出响声；输入低电平，蜂鸣器不响。通过控制输入信号的频率来发出不同的音调；通过控制信号持续时间来控制声音的长短。蜂鸣器如图3.5所示： 图 3.54 系统软件设计4.1 主程序org0000h jmpmainorg000bhjmpint_0org0100hmain:setbet0setbeamovtmod,#01hnext0:lcallkey0cjnea,#08h,next1;a=#direct cy=0next1:jncnext2;cy=0跳转lcallledlcallmusiclcallwaitjm

9、pnext0next2:cjnea,#08h,next3;/=跳转lcallledlcallwaitlcallsong10jmpnext0next3:lcallledlcallwaitlcallsong20jmpnext04.2 键盘扫描子程序键值检测程序如下：key0:movp0,#0fhmova,p0cpla;取反anla,#0fh;与mov30h,a;行值jznext0;a=0转移key1:movp0,#0f0hmova,p0cplaanla,#0f0hmov31h,a;列值jznext0jbcf0,key2;bit=1转移setbf0lcalldelay0jmpkey0key2:mov

10、a,30hmov30h,#00hmov32h,#03hclrckey3:rrca;右移jckey4;cy=1转移inc30hdjnz32h,key3key4:mova,31hmov31h,#03hmov32h,#03hclrckey5:rlca;左移jckey6dec31hdjnz32h,key5key6:mova,30hclrcrlcarlcaadda,31hmov33h,aret键值送给33h键盘松手检测程序如下：wait:movp0,#0f0hmova,p0cplaanla,#0f0hjnzwaitclrtr0clrf0ret歌曲中断检测程序如下：button:movp0,#0fhmov

11、a,p0cplaanla,#0fhret4.3 LED灯数码管显示子程序led:mova,33hmovdptr,#tab0movca,a+dptrmovp1,amova,33hmovdptr,#tab1movca,a+dptrmovp3,aret4.4 音乐定时器初值定时器初值查表程序如下：music:mova,33hmovdptr,#mus0hmovca,a+dptrmov34h,amovth0,34hmova,33hmovca,a+dptrmov35h,amovtl0,35hsetbtr0ret 中断程序如下：int_0:clrtf0cplp2.0movth0,34hmovtl0,35hr

12、eti4.5 延时子程序delay0:movr0,#20;延时20msloop0:movr1,#250loop1:nopnopdjnzr1,loop1djnzr0,loop0retdelay1:movr0,#100;延时100msloop2:movr1,#250loop3:nopnopdjnzr1,loop3djnzr0,loop2ret4.6 程序框图开始LED灯显示数码管显示发出音调判断P0口的键值中断初始化设置TMOD松手检测 键值=8松手键值=8是否LED灯显示数码管显示放歌2检测键值LED灯显示数码管显示放歌1检测键值 没松手无键 无键 图 4.6 有键 5 调试与结果（1）不能正确

13、读取矩阵键盘的键值，因为P0口没有外接上拉电阻，而P1、P2、P3口不需要外接上拉电阻。（2）播放歌曲的音的时长不正确，因为每个音的节拍不一样，持续时间长短也不一样，需要单独的一个延时子程序。使用说明：矩阵键盘共4*4=16个键，按下前八个键会对应发出1、2、3、4、5、6、7、1八个音，第九个按键和第十个按键分别对应两首歌曲，其余六个按键未定义。6 设计总结经过本次课程设计，更加详细的了解单片机的具体内部原理和工作过程，知道了通过给单片机的定时/计数器设置计数初值，驱动蜂鸣器发出各种音调和完整歌曲的方法。在设计的过程中遇到了很多问题，需要上网查资料解决，培养了独自解决问题的能力；和组员商量讨

14、论，提高了设计效率，培养了团队合作意识。7 参考文献（1） 公茂法，黄鹤松，杨学蔚 MCS51/52单片机原理与实践北京航空航天大学出版社。（2） 音调和计数初值关系/p-.html8 附件 8.1系统原理图 8.2程序清单;30h行值;31h列值;32h置循环数;33h键值;34hth0;35htl0;36h查表数;37h节拍数org0000h jmpmainorg000bhjmpint_0org0100hmain:setbet0setbeamovtmod,#01hnext0:lcallkey0cjnea,#08h,next1;a=#direct cy=

15、0next1:jncnext2;cy=0跳转lcallledlcallmusiclcallwaitjmpnext0next2:cjnea,#08h,next3;/=跳转lcallledlcallwaitlcallsong10jmpnext0next3:lcallledlcallwaitlcallsong20jmpnext0key0:movp0,#0fhmova,p0cpla;取反anla,#0fh;与mov30h,a;行值jznext0;a=0转移key1:movp0,#0f0hmova,p0cplaanla,#0f0hmov31h,a;列值jznext0jbcf0,key2;bit=1转移s

16、etbf0lcalldelay0jmpkey0key2:mova,30hmov30h,#00hmov32h,#03hclrckey3:rrca;右移jckey4;cy=1转移inc30hdjnz32h,key3key4:mova,31hmov31h,#03hmov32h,#03hclrckey5:rlca;左移jckey6dec31hdjnz32h,key5key6:mova,30hclrcrlcarlcaadda,31hmov33h,aretdelay0:movr0,#20;延时20msloop0:movr1,#250loop1:nopnopdjnzr1,loop1djnzr0,loop0r

17、etdelay1:movr0,#100;延时100msloop2:movr1,#250loop3:nopnopdjnzr1,loop3djnzr0,loop2retled:mova,33hmovdptr,#tab0movca,a+dptrmovp1,amova,33hmovdptr,#tab1movca,a+dptrmovp3,aretmusic:mova,33hmovdptr,#mus0hmovca,a+dptrmov34h,amovth0,34hmova,33hmovca,a+dptrmov35h,amovtl0,35hsetbtr0retwait:movp0,#0f0hmova,p0cp

18、laanla,#0f0hjnzwaitclrtr0clrf0retbutton:movp0,#0fhmova,p0cplaanla,#0fhretsong10:mov36h,#0ffhsong11:inc36hmova,36hmovdptr,#mus1hmovca,a+dptrmov34h,amovth0,34hmova,36hmovdptr,#mus1lmovca,a+dptrmov35h,amovtl0,35hmova,36hmovdptr,#mus1rmovca,a+dptrcjnea,#100,song12clrtr0jmpsong14song12:mov37h,asetbtr0son

19、g13:lcalldelay1lcallbuttonjnzsong14djnz37h,song13jmpsong11song14:retsong20:mov36h,#0ffhsong21:inc36hmova,36hmovdptr,#mus2hmovca,a+dptrmov34h,amovth0,34hmova,36hmovdptr,#mus2lmovca,a+dptrmov35h,amovtl0,35hmova,36hmovdptr,#mus2rmovca,a+dptrcjnea,#100,song22clrtr0jmpsong24song22:mov37h,asetbtr0song23:l

20、calldelay1lcallbuttonjnzsong24djnz37h,song23jmpsong21song24:retint_0:clrtf0cplp2.0movth0,34hmovtl0,35hretitab0:db01h,02h,04h,08h,10h,20h,40h,80h,01h,02htab1:db0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,79h,0f9h,0a4hmus0h:db0f8h,0f8h,0fah,0fah,0fbh,0fbh,0fch,0fchmus0l:db88h,50h,17h,6bh,08h,92h,0eh,40h;1,2,3,4,5

21、,6,7,1mus1h:db0fdh,0fdh,0fdh,0fdh,0fdh,0fdh,0fdh,0fch,0fch,0fch,0fch,0fdh,0fdh,0fch,0fch,0fch,0fdh,0fdh,0fdh,0fdh,0fdh,0fdh,0fdh,0fch,0fch,0fch,0fch,0fdh,0fch,0fch,0fch,0fch,0fch,0fch,0fdh,0fch,0fch,0fch,0fdh,0fdh,0fch,0fch,0fdh,0fdh,0fdh,0fch,0fch,0fch,0fbh,0fdh,0fdh,0fdh,0fdh,0fdh,0fdh,0fdh,0fdh,0fdh,0fch,0fch,0fch,0fch,0fdh,0fch,0fch,0fch,0fch,00hmus1l:db09h,09h,34h,82h,82h,34h,09h,0ach,44h,44h,0ach,09h,09h,0ach,0