单片机课程设计报告-音乐花样灯.doc

单片机课程设计报告名 称：院 系：班 级：学生姓名：同组姓名： 日 期：1、设计方案设计一个基于mcs-51系列单片机的音乐盒，利用试验板上的开关，按开关切换演奏出不同的乐曲。蜂鸣器发出某个音调，与之相对应的led亮起。使用两个按键，一个用来切换歌曲，另一个切换八路led的变化花样。2、实现功能：1）电路有两种工作模式：演奏音乐模式和花样灯模式。演奏音乐模式：演奏完整的一首的歌曲，八路led随着音乐变化。花样灯模式：八路led变化出各种花样，蜂鸣器随着发出“嘀嘀”声2）按下按键1进入演奏音乐模式，再按切换歌曲，共两首歌曲。3）按下按键2进入花样灯模式，再按切换led花样，共四种花样。此电路的程序只占用了1k左右，可编制更多的音乐和led花样，使系统的功能更加强大。3、硬件电路设计电路原理图由于51单片机的电流驱动能力较弱，而蜂鸣器的工作电流为几十ma，故驱动蜂鸣器需用一个pnp三极管。单片机给p3.0低电平，则蜂鸣器开；给高电平则蜂鸣器关。led接到单片机的p1口，拉低io口，可使led亮起。两个按键的一端接单片机的io口，另一端接地。不按下去时与按键相连的io口被单片机内部上拉电阻拉高，按下则与之相连的io口变成低电平，引发单片机中断。4、软件设计程序设置了两个标志count1和count2，分别初始化为1和0。按键1使得count1在1和2之间切换，按键2使得count2在14之间切换。程序检测count1的值，count1等于1时播放第一首歌曲，等于2时播放第二首。另一方面根据count2的值来切换led的花样。count1和count2的值是互斥的，设置count1等于1、2时，count2同时设置为0；设置count2等于14时，count1也同时设置为0。歌曲简谱的编码规则：do re mi fa so la si分别编码为17，重音do编为8,重音re编为9，停顿编为0。播放长度以十六分音符为单位（在本程序中为165ms），一拍即四分音符等于4个十六分音符，编为4,其它的播放时间以此类推。音调作为编码的高4位，而播放时间作为低4位，如此音调和节拍就构成了一个编码。以0xff作为曲谱的结束标志。举例1：音调do,发音长度为两拍，即二分音符，将其编码为0x18。举例2：音调re,发音长度为半拍，即八分音符，将其编码为0x22歌曲播放的设计。先将歌曲的简谱进行编码，储存在一个数据类型为unsigned char 的数组中。程序从数组中取出一个数，然后分离出高4位得到音调，接着找出相应的值赋给定时器0，使之定时操作蜂鸣器，得出相应的音调；接着分离出该数的低4位，得到延时时间，接着调用软件延时。确定定时器0对应于音调的初值：假设要得到500hz的声音。500hz的声音信号每个周期为2ms，即2000us。假设单片机采用12mhz的晶振，每个机器周期的时间为12/12m=1 us。故单片机操作（对与蜂鸣器相连的io口取反）一次蜂鸣器的时间间隔为2000us/1us/2=1000个机器周期，故给工作在方式1的定时器0赋的初值为th0（65536-1000）/256，tl0=(65536-1000)%256。下面给出定时器0工作在方式1对应各音调的初值，假定使用的晶振是12mhz：5、程序流程图主程序流程图播放音乐子程序流程图count2=0?计数i=0count2=1?从第一个编码表取第i个数从第二个编码表取第i个数结束标志？取数高4位，点亮相应led是0？关蜂鸣器，停顿一次给定时器0置入相应初值取数的低4位，调用软件延时i=i+1,修改编码指针结束yesnoyesnoyesyesnono6、调试音乐盒的程序设计过程中，遇到了很多问题，但是通过不断调试仿真，最终都得到解决。问题是出在蜂鸣器与单片机的输出端口上，在这个环节消耗了很多时间。之前这些程序通过星研软件编译没有错误，而且通过ptotues仿真成功，但在实验板上调试运行时却不行。最终在迟老师的指导下发现问题的所在，就是在单片机输出端口出现问题，由于实验箱中单片机芯片的p2口在实验箱中被其他硬件电路所占用，所以我们在使用此端口时没有达到我们预想的效果，当我们把程序中单片机给蜂鸣器的信号输出端修改为由p3口输出信号，问题最终得到了解决。7、心得体会做单片机课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢？我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。通过这次单片机课程设计，我们不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，同时也使我们认识到自身存在的不足之处，无论是理论上还是遇到问题的处理能力上都还有待提高，而且这也激发了我们今后努力学习的兴趣。此次课程设计结果能够符合要求，成功完成了此次课程设计任务。但我们不只在乎这一结果，更加在乎的是这个过程。这个过程中，我们花费了大量的时间和精力，更重要的是，我们在学会创新的基础上，同时还懂得合作精神的重要性，在团队中，我们互帮互助，对整个课程设计来说，这是至关重要的，缺少每一个人都会对我们的设计产生影响。还有要感谢指导老师在我们遇到困难时，给予我们的建议与鼓励。此次课程设计结束了，但是从中学到的知识会让我受益终身。发现问题、提出问题、分析问题、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。8、参考文献1 单片机演奏音乐时音调和节拍的确定方法 伟纳电子 2音乐和简谱知识 网络资源3千年之恋及寂寞沙洲冷的简谱 网络资源3芯片资料下载网站三毛电子世界、21ic中国电子网等9、附录软件源程序：#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit duan=p26;sbit key1=p32;/按key1可切换花样sbit key2=p33;/按key2可切换歌曲sbit fm=p37;/蜂鸣器连续的io口sbit p34=p34;/矩阵键盘的一列uchar code huayang1=0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf;/花样1uchar code huayang2=0x7f,0xfe,0xbf,0xfd,0xdf,0xfb,0xef,0xf7,0xef,0xfb,0xdf,0xfd,0xbf,0xfe;/花样2uchar code huayang3=0x7f,0x3f,0x1f,0x0f,0x07,0x03,0x01,0x0,0x80,0xc0,0xe0,0xf0,0xf8,0xfc,0xfe,0xff;char code huayang4= 0x55,0xaa,0xcc,0x33,0x99,0x66,0x0f,0xf0;uchar count1;/花样标志uchar count2;/歌曲标志uchar timeh,timel,i;/=简谱=/编程规则:字节高位是简谱,低位是持续时间,/代表多少个十六分音符/1-7代表中央c调,8-e代表高八度,0代表停顿/最后的0是结束标志uchar code qnzl= /千年之恋0x12,0x22,0x34,0x84,0x74,0x54,0x38,0x42,0x32,0x22,0x42,0x34,0x84,0x72,0x82,0x94,0xa8,0x08,/前奏0x32,0x31,0x21,0x32,0x52,0x32,0x31,0x21,0x32,0x62,/竹林的灯火 到过的沙漠 0x32,0x31,0x21,0x32,0x82,0x71,0x81,0x71,0x51,0x32,0x22,/七色的国度 不断飘逸风中 0x32,0x31,0x21,0x32,0x52,0x32,0x31,0x21,0x32,0x62,/有一种神秘 灰色的旋涡 0x32,0x31,0x21,0x32,0x83,0x82,0x71,0x72,0x02,/将我卷入了迷雾中 0x63,0xa1,0xa2,0x62,0x92,0x82,0x52,/看不清的双手 0x31,0x51,0x63,0x51,0x63,0x51,0x63,0x51,0x62,0x82,0x7c,0x02,/一朵花传来谁经过的温柔 0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0xa2,0x71,0x76,/穿越千年的伤痛 0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0x52,0x31,0x36,/只为求一个结果 0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0xa3,0x73,0x62,0x53,/你留下的轮廓 指引我 0x42,0x63,0x83,0x83,0x91,0x91,/黑夜中不寂寞 0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0x0a2,0x71,0x76,/穿越千年的哀愁 0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0x52,0x31,0x36,/是你在尽头等我 0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0xa3,0x73,0x62,0x53,/最美丽的感动 会值得 0x42,0x82,0x88,0x02,0x74,0x93,0x89,0xff/结束标志/用一生守候;uchar code jmszl= /寂寞沙洲冷0x12,0x12,0x22,0x32,0x31,0x22,0x21,0x22,/自你走后心憔悴0x21,0x31,0x51,0x52,0x31,0x52,0x61,0x15,0x14,/白色油桐风中纷飞0x51,0x52,0x31,0x52,0x62,0x13,0x11,0x13,0x32,0x28,0x08,0x28,/落花似人有情 这个季节0x31,0x32,0x31,0x32,0x11,0x21,0x51,0x52,0x51,0x52,/河畔的风放肆拼命地吹0x51,0x51,0x31,0x32,0x31,0x32,0x81,0x72,0x63,/不断拨弄离人的眼泪0x62,0x71,0x81,0x72,0x61,0x61,0x52,0x31,0x21,0x32,0x51,0x54,/那样浓烈的爱再也无法给0x22,0x12,0x11,0x12,0x11,0x12,0x12,0x14,0x26,0x32,0x26,/伤感一夜一夜0x32,0x61,0x51,0x51,0x31,0x31,0x21,0x31,0x51,0x61,0x51,0x31,0x51,/当记忆的线缠绕过往支离破碎0x02,0x32,0x81,0x81,0x81,0x81,0x62,0x52,0x34,/是慌乱占据了心扉 0x31,0x81,0x81,0x81,0x61,0x91,0x82,/有花儿伴着蝴蝶0x51,0x51,0x51,0x51,0x31,0x61,0x53,/孤雁可以双飞0x21,0x11,0x21,0x11,0x22,0x11,0x21,0x26,/夜深人静独徘徊0x32,0x61,0x51,0x51,0x31,0x31,0x21,0x31,0x51,0x61,0x51,0x31,0x51,0x52,/当幸福恋人寄来红色分享喜悦0x31,0x31,0x81,0x81,0x81,0x61,0x91,0x81,0x61,0x31,0x56,/闭上双眼难过头也不敢回0x32,0x32,0x81,0x81,0x81,0x81,0x91,0x81,0x61,0x81,0x61,0x51,0x31,0x51,0x34,/仍然捡尽寒枝不肯安歇微带着后悔0x21,0x31,0x51,0x31,0x21,0x11,0x61,0x21,0x16,/寂寞沙洲我该思念谁0xff;/=简谱音调对应的定时器初值=/适合11.0592m的晶振uchar code cuzhi= 0xff,0xff,/占位 0xfc,0x8e,/中央c调1-7 0xfc,0xed, 0xfd,0x43, 0xfd,0x6a, 0xfd,0xb3, 0xfd,0xf3, 0xfe,0x2d, 0xfe,0x47,/高八度1-7 0xfe,0x76, 0xfe,0xa1, 0xfe,0xc7, 0xfe,0xd9, 0xfe,0xf9, 0xff,0x16 ;uchar yinyue=0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f,0x0,0x0;/将音调转化为对应的led样式void delay1(uint z);/延时1msvoid delay(uint z);/延时165ms,即十六分音符void song();void beep();/蜂鸣器叫一声main()uchar x;count1=0;/流水灯无花样count2=1;/唱第一首歌p34=0;/选取矩阵键盘的一列ea=1;/开总中断ex0=1;/开外部中断0it0=1;/外部中断0下降沿触发方式ex1=1;/开外部中断1it1=1;/外部中断1下降沿触发方式tmod=0x01;/定时器0工作在方式1th0=0;tl0=0;et0=1;while(1)if(count1!=0)switch(count1)case 1:for(x=0;x14;x+)duan=1;p1=huayang1x;beep();delay1(300);duan=0;if(count1!=1)break;break;case 2:for(x=0;x14;x+)duan=1;p1=huayang2x;beep();delay1(300);du