毕业论文-基于at89c51单片机的音乐流水灯设计【定稿】

东华理工大学长江学院毕业设计题目基于AT89C51单片机的音乐流水灯设计英文题目MICROCONTROLLERBASEDMUSICDESIGNEDLIGHTWATER学生姓名乔建申请学位门类工学学士学号09325321专业电子信息工程系别机电系指导教师陈锐职称讲师二0一三年六月摘要随着科技和经济的快速发展，人们对生活质量和生活环境的要求不断的提高，多彩多样的彩灯成了现今装饰和美化的时尚和潮流。千姿万态的流水灯能给人一种视觉冲击。拟采用单片机AT89C51去实现这种千变万化的流水灯。单片机技术是一种传统和典型的技术，具有智能化、体积小、集成度高和价格低廉等许多独特的优点。而且单片机明显优越于其他电子电路，其硬件电路和软件方面都不是特别复杂。本设计将所学的单片机的理论和动手实践结合起来，主要利用AT89C51单片机设计并制作一个音乐流水灯。首先设计一个稳定的直流电源电路，然后设计一个复位电路，为单片机的正常工作提供条件，然后再设计时钟电路和声音驱动电路，可以使单片机能够更好的控制与编译音乐部分，另外还设计一个通信电路以方便单片机和PC机的连接与通信，最后还需要设计按键电路用来控制音乐流水灯。为了使蜂鸣器能够正常的发生还需设计一个音频电路。硬件电路设计后要将各模块连接起来进行仿真和调试。软件设计部分则需要将各电路模块进行编译，并设计音乐频率程序、流水灯程序和按键程序，同时将其进行仿真调试和组合调试。以实现在播放音乐时LED灯有千变万化的效果，以满足对视觉上的享受。关键词单片机；音乐；流水灯；仿真；ABSTRACTWITHTHESCIENCEANDTECHNOLOGYANDTHEECONOMYTHERAPIDDEVELOPMENT,PEOPLEPAIRSQUALITYOFLIFEANDLIVINGENVIRONMENTTHEREQUIREMENTSOFCONTINUOUSLYIMPROVE,COLORFULANDDIVERSEOFTHELANTERNBECAMEANOWADAYSDECORATIVEANDBEAUTIFYSFASHIONANDTRENDZIMILLIONSTATEOFFLOWINGWATERLAMPCANGIVEAPERSONONEKINDSVISUALIMPACTINTENDSTOADOPTAT89C51MICROCONTROLLERTOGOACHIEVESUCHKALEIDOSCOPICOFFLOWINGWATERLIGHTSMCUTECHNOLOGYISAKINDOFTRADITIONANDTYPICALTECHNICAL,WITHINTELLIGENT,THEVOLUMEISSMALL,HIGHINTEGRATIONANDPRICEINEXPENSIVEANDSOONMANYUNIQUEADVANTAGESMOREOVERSINGLECHIPOBVIOUSLYSUPERIORTOOTHERELECTRONICCIRCUIT,ITSHARDWARECIRCUITSANDSOFTWAREASPECTSOFARENOTPARTICULARLYCOMPLICATEDTHESINGLECHIPDESIGNWILLCOMBINETHEORYANDPRACTICE,THEMAINUSEAT89C51SINGLECHIPDESIGNOFAMUSICALWATERLIGHTSFIRST,DESIGNASTABLEDCPOWERSUPPLYCIRCUIT,ANDTHENDESIGNARESETCIRCUITFORTHEMICROCONTROLLERTOPROVIDENORMALWORKINGCONDITIONS,ANDTHENDESIGNACLOCKCIRCUITANDSOUNDDRIVERCIRCUIT,WILLENABLEMCUTOBETTERCONTROLANDCOMPILEMUSICPART,INADDITIONTODESIGNATOFACILITATECOMMUNICATIONCIRCUITCHIPANDPCCONNECTIVITYANDCOMMUNICATION,ANDFINALLYALSONEEDTODESIGNTHECIRCUITTOCONTROLTHEMUSICKEYSLIGHTWATERINORDERTOMAKETHEBUZZERTONORMALDESIGNANAUDIOCIRCUITNEEDSTOHAPPENAFTERTHEHARDWARECIRCUITDESIGNTOCONNECTTHEMODULESFORSIMULATIONANDDEBUGGINGSOFTWAREDESIGNWILLNEEDTOBECOMPILEDEACHCIRCUITMODULE,ANDTHEDESIGNFREQUENCYOFTHEMUSICPROGRAM,WATERLIGHTSANDKEYPROCEDURES,ANDITSCOMBINATIONOFSIMULATIONDEBUGGINGANDDEBUGGINGWHENPLAYINGMUSICINORDERTOACHIEVEAKALEIDOSCOPICEFFECTLEDLIGHTSTOMEETTHEVISUALENJOYMENTKEYWORDSMCUMUSICLIGHTWATER；SIMULATION目录摘要IABSTRACTII目录11绪论111单片机的概念112单片的历史、发展和应用42总体设计621设计要求622设计方案选择623整体设计思路63系统硬件设计与部分电路说明831硬件设计框图832部分电路说明8321电源及启动电路8322复位电路9323时钟电路10324通信电路10325键盘电路11326流水灯电路11327音频电路1233电路原理图及说明124系统软件电路设计与分析1341音乐程序设计13411音乐程序流程图1442流水灯设计16421流水灯程序流程图16422流水灯程序1643音乐流水灯程序16431音乐流水灯程序流程图16432音乐流水灯程序175系统调试与仿真1951硬件调试1952软件调试1953软件仿真19总结22致谢23参考文献24附录一25附录二26附录三31附录四321绪论11单片机的概念单片机是在一块芯片上超大规模集成技术集中了中央处理单元（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、特殊功能寄存器（SFR）和各种输入/输出（I/O）接口（定时/计数器、中断系统接口、并行和串行I/O接口以及A/D转换接口等）的微型计算机，又称微控制器。目前最强大的单片机系统可以将声音和图像等复杂的输入输出系统集成在一块芯片上，所以单片机亦被称为微控制器和嵌入式控制器。AT89C51单片机是由美国ATMEL公司生产的具有低电压和低功耗、高性能、多功能的通用型8位单片机，其具有庞大而丰富的内部资源1个8位中央处理机CPU、12MHZ的片内时钟电路、12821B的片内数据存储器、4KB的片内程序只读存储器、4KB闪存、4个8位并行I/O接口、1个串行I/O接口、2个16位定时/计数器、5个中断源、具有425550V的电压工作范围和024MHZ的工作频率，另外使用AT89C51单片机时无需外扩存储器。AT89C51芯片的引脚功能如图11所示VCC电源电压GND接地端RST即RESET，复位输入端。单片机振荡器工作时，若RST引脚上出现高电平并保持2个时钟周期，则实现复位操作，所有的I/O引脚都将复位为“1”，单片机恢复为初始状态。XTAL1即反向震荡放大器的输入和内部时钟工作电路的输入。XTAL2即反向震荡放大器的输出和内部时钟工作电路的输出。对于CHMOS芯片，该引脚悬空不接。ALU算数逻辑单元。可进行加、减、乘、除运算和与、或、非、异或等逻辑运算，另外还可执行增量、减量、左移位、右移位、半字节更换以及位处理等操作。ACC8位累加器。PSW8位程序状态字。其中存放着当前ALU的一些操作状态特征，详见表11，其字节地址是D0H。图118051芯片的引脚图表11程序状态字内部定义PSW位PSW7PSW6PSW5PSW4PSW3PSW2PSW1PSW0位地址D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0H位符号CYACF0RS1RS0OVF1PPSEN片外程序存储器读选通信号输出端。当从外部程序存储器读取数据或者指令时，PSEN的每个机器周期2次有效，以通过数据总线口读回数据或指令。DPTR16位数据指针。主要用来存放外部RAM的数据地址和ROM数据表的基地址。内存中包含DPL和DPH两个8位寄存器，其中DPH存放地址的高8位，DPL存放地址的低8位。SP8位堆栈指针。用于指出当前堆栈的顶部地址。当单片机内有入栈操作时，SP自动加1，出栈时SPSP1。PC16位程序计数器。只有中断、跳转和调用指令才能使其作其他变化。其中单片机开机或者复位时，PC的起始值为0000H。P0口P00P07统称为P0口。当不接外部存储器或不扩展I/O接口时，可作为准双向8位输入/输出接口。当接有外部存储器或扩展I/O接口时，P0口为地址/数据分时复用口。分时可提供低8位地址总线和8位双向数据总线。图12P0口内部结构图P1口8位准双向I/O接口，包括P10P17。P10和P11有第二功能，P01可用作定时/计数器2的计数脉冲输入端T2P11则可用作定时/计数器2的外部控制端T2EX。图13P1口内部结构图P2口引脚P20P27的统称，一般可作为准双向I/O接口。当接有外部存储器或扩展I/O接口且寻址范围超过256B时，P2口还可当作是高8位地址总线送出高8位地址。P3口双功能口，包括P30P37，可作为一般的准双向I/O接口，同时也可以将每1位用于第2功能，另外P3口的每一条引脚均可独立定义为第1功能的输入/输出或第2功能。图14P2口内部结构图图15P3口内部结构图表12P3口引脚第二功能说明引脚名第二功能描述引脚名第二功能描述P30RXD串行口输入P32外部中断0（低电平有效）P31TXD串行口输入P33外部中断11（低电平有效）P34定时器T0外部输入P36外部RAM写信号（低电平有效）P35定时器T1外部输入P37外部RAM读信号（低电平有效）12单片的历史、发展和应用单片机包括4位/8位/16/位/32位等，从8位单片机的诞生开始，其发展历史大致可分为以下几个阶段（1）第一阶段（19761978）单片机发展的初期阶段，主要是探索计机算机的单芯片集成。（2）第二阶段（19781982）单片机的完善阶段。完善的外部总线。设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、控制总线、16位地址总线以及具有多机通信功能的串行通信接口。CPU外围功能单元的集中管理模式。设置能体现工控特性的位地址空间和位操作方式。指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。（3）第三阶段（19821990）微控制器的形成阶段。此阶段是8位单片机得到巩固与发展以及16位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器方向发展的重要阶段。（4）第四阶段（1990）微控制器的全面发展阶段。纵观单片机的发展历史，由于单片机不断出现的新的特点，其朝着多功能、多选择、高速度、低价格、扩大存储容量和加强I/O功能及结构兼容等方向发展，大致有以下几个方向多功能高性能低电压和低功耗串行扩展总线由于单片机的智能化、体积小、运用灵活，而且成本低等许多显著的优点，使其涉及到我们生活中的每个领域，如家用电器、智能仪表、工业控制、航空航天、计算机网络和通信等。但单片机的应用意义远远超过了其应用范畴和由此带来的经济效益，更重要的是它已从根本上改变了传统的电子涉及方法和科技策略，使科技上先前无法实现的理论技术得以实现并转化为现实的生产力，推动了社会进步，改善了人类生活。2总体设计21设计要求本次设计的主要内容是利用单片机设计音乐流水灯，其设计要求如下（1）用单片机编译和控制。单片机是本设计的核心部分，所有的程序、数据和指令都需经过单片机编译和控制。（2）用8个发光二极管作为显示电路。通过二极管的亮灭来反应流水灯的效果。（3）播放5首音乐。本设计中选取了5首音乐，用来实现其相互切换和顺序播放。（4）能够根据音乐的节奏控制显示灯的亮灭。根据音乐的节奏和音符，单片机控制对应端口的电平状态，从而控制LED灯的亮灭。22设计方案选择音乐流水灯可通过多种电路设计完成，而在这里提供常用的三种方案（1）采用FPGA作为系统的控制器,即现场可编程门阵列。其将所有器件集成在一块芯片上，不仅缩小了体积，提高了稳定性，而且还可用EDA软件进行仿真和调试。FPGA采用了并行的输入输出方式，具有很高的处理速度。可用来实现各种规模大，密度高，逻辑功能复杂的程序。由于本设计中对数据处理的速度要求不高，而FPGA集成度高，成本高，芯片的引脚数较多，为电路的设计和焊接增加了复杂程度。所以不采用FPGA。（2）采用可编程控制器，即PLC，是一种数字运算操作的系统。由于具有可编程的存储器，可存储执行各种逻辑运算、计数、定时、顺序控制等操作，通过模拟或数字输入输出模块，控制各种机械或生产过程。PLC具有可靠性高、操作简单、编程方便和灵活性强等特点。虽然PLC可以使用多种程序语言，而且采用非的编程语言包括功能模块、梯形图、功能表图等，但是昂贵的价格，使得设计成本较高，故不采用。（3）采用单片机编程控制。单片机不仅可以将软件部分和硬件部分结合起来，还可以再恶劣的环境下应用。单片机在稳定性和可靠性方面都有很好的保证，而且低电压和低功耗，精度较高，成本低等众多的优点，使得本设计采用单片机最为合适。23整体设计思路通过利用单片机内部的定时器来定时时间，以产生不同频率的脉冲信号，用来驱蜂鸣器发出不同的音节的声音，同时可利用延时子程序来控制音调的节拍。不同的频率可产生不同的音调，而每个音调都是由一个节拍和一个音符构成。音调的高低由音符决定，而节拍则是决定是该音调是多少节拍。由此可见，一个音调占用的是两个字节。单片机可根据音符字节产生相应的大小次数的延时，同时声音输出口取相反，就可得到该音调的高低音；同时根据设置单元的延时多少，可控制音乐播放速度。为了编程的简单和方便，一般可将简单的音符和对应的节拍转换成定时和延时常数，分别控制单片机内部定时器产生的相应的脉冲频率和该频率持续的时间，当持续时间到时，程序则会自动查找下一个音符的定时常数和延时常数。时间常数可通过查表法获得。以此类推，并循环，就可听到美妙动听的音乐。将单片机的一个I/O端口定义为声音输出端，在一定的节拍中，根据音符字节的大小来产生延时，同时可将声音输出口不断的置高或置低即取反，由此便可获得相应的音调。简谱中每个音符和对应的脉冲频率可用内部定时器的T0方式产生，同时利用延时常数控制脉冲频率持续的时间。另外可在单片机上的P0P8脚接LED灯，用来加强观赏性和实用性。3系统硬件设计与部分电路说明31硬件设计框图本设计中的硬件电路是由七个电路模块和单片机构成，通过将电路模块与单片机连接起来，扩展和加强其功能，使各电路共同工作，用来实现音乐流水灯效果。其中流水灯在本设计中用8个LED灯来实现。通过控制每个LED灯对应的单片机接口的电平状态来控制LED灯的亮灭，当P0口的电平为高电平时，对应的LED灯发光，若要使LED灯熄灭，则只需要将对应的P0口的电平变为低电平即可。完整的硬件系统框架图如图31复位电路音频电路按键电路通信电路电源电路流水灯电路时钟电路AT89C51单片机图31硬件系统框架图本设计的目的是要实现根据音乐声音的大小和节奏来调节流水灯的流水速度和节奏。将各电路之间的接线连接正确后，对系统进行通电。单片机刚通电时，对系统进行初始化，扫描P22口，判断按键是否按下，同时扫描出并确定的即将执行的功能。流水灯的流水效果是通过每个灯的亮灭而实现的。32部分电路说明321电源及启动电路本设计若用普通电池供电，需要串联许多电池，驱动LED灯和蜂鸣器，单片机工作时间会很短，而且电池工作时间久了电压不稳定，甚至达不到工作电压。故本设计拟采用一个电压转换电路获得稳定的5V电压提供给单片机，从而简单的解决了单片机的工作时间，且降低了设计成本。电路原理图如图32所示图32供电电路将220V交流电通过变压器转换成低压交流电，再经过桥式整流电路和滤波电容的整流和滤波，在LM7805的GND端和VIN端形成不稳定的直流电压，再经过LM7805的稳压和滤波电路即可产生稳定度好的直流输出电压。322复位电路单片机启动时需要复位，确保CPU和系统各单元都处于确定的初始状态，并且从初始状态开始工作。图33所示即为单片机的手动按键复位电路原理图首先经过上电复位，在按下按键时，复位端口RST通过电阻与VCC连接，为复位提供高电平，同时电容经过电阻放电放开按键时，电源对电容进行充电，此时RST依旧为高电平，依然是处于复位状态，当充电结束后，电容相当于断路，若RST处于低电平，系统开始正常工作。图33复位电路323时钟电路本电路利用到单片机内的振荡器的反向放大器，XTAL1为输入端，XTAL2为输出端，这两个引脚之间跨接晶体振荡器和可微调电容，便形成了一个稳定的自激振荡器。该电路原理如图34图34时钟电路324通信电路本电路用来实现系统和PC机的通信。由于系统和PC机连接进行通信时，通过MAX232电路将PC机串口电平进行转换变成TTL电平。其电路原理图为图35通信电路MAX232具有电平转换功能，内部结构可分为电荷泵电路，包括1、2、3、4、5、6引脚和4个电容，提供给RS232串口12V两个电源。数据转换通道，包括7、8、9、10、11、12、13、14引脚，而7脚（T2OUT）、8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）为第一数据通道，11脚（T1IN）、12脚（R1OUT）、13脚（R1IN）、14脚（T1OUT）为第二数据通道；T1IN、T2IN将TTL/CMOS数据转换为RS232数据，通过T1OUT和T2OUT传送到电脑DP9端口，反之,RS232数据通过R1IN和R2IN输入转换为TTL/CMOS数据，再从R1OUT、R2OUT输出。最后一部分则是供电部分，即15脚GND和16脚VCC。325键盘电路本设计采用独立键盘，负责实现任务过程中的任务切换和选择，分别控制单片机的P30P35端口，其电路原理图如下图36键盘电路按下按键，将低电平连接到I/O口上，通过软件程序对数据进行采集处理分析，便可得到单片机下一步将要执行的操作。部分代码如JNBP31,YY1由按键控制直接跳转到音乐1JNBP32,YY2由按键控制直接跳转到音乐2JNBP33,YY3由按键控制直接跳转到音乐3JNBP34,YY4由按键控制直接跳转到音乐4JNBP35,YY5由按键控制直接跳转到音乐5326流水灯电路本电路采用8个LED灯，依次接在P10P17端口，公共端接地。若P1口输出高电平，则LED灯亮，若输出的是低电平，则LED灯灭。其电路原理图如图37流水灯电路327音频电路本电路负责音乐的播放和停止，如果直接用单片机的输出电压和信号驱动蜂鸣器，发出的声音不仅微弱，而且不清晰。因此，必须给蜂鸣器附加一个PNP晶体管来作为驱动，其电路原理图为图38音频电路当P2O端口的电平为高电平时，蜂鸣器不发出声音，当P20端口的电平为低电平时，才会发出声音。而本设计中利用单片机处理不同频率的音调后在P2口产生不同频率的信号，从而使蜂鸣器播放出一首完整连续的音乐。33电路原理图及说明本设计的完整电路原理图如附录一，将电路及启动电路、复位电路、时钟电路、通信电路、键盘电路、流水灯电路和音频电路完整的连接在一起，灵活的工作，同时将整个电路的功能进行扩展，从而完成本设计的任务和要求。4系统软件电路设计与分析41音乐程序设计用程序控制单片机输出端口的电平状态，则在该端口上可产生一定频率的矩形波，接上蜂鸣器就可发出相应的声音；再用延时程序控制电平的持续时间，就可改变输出的频率，从而可改变音调。同样，音乐音符的节拍用定时器控制，不同的初值会产生不同的定时时间。将定时器定义为以10MS为时间基准，设置一个中断计数器，单片机可通过判断终端计时器的值控制节拍的时间。音乐的效果是由每一个音符的时间常数和对应的节拍作为一组，按照一定的顺序将一首音乐里的常数排列而产生。每个音符用1个字节表示，字节的高4位表示音符的高低，音符的节拍则用低4位表示。表41音符频率对应表音符频率/HZ半周期/US频率/HZ半周期/US频率/HZ半周期/US低音区中音区高音区126219085230956104604781277180555409031109045122941700578084211750426231116086220804124504023330151665907591318037243491433698071613970358437013507400676148003385392127678406381568031954151205831060216610292644011368800568176002846466107293205361865026874941012988050619760253注“”表示半音，及上升或下降时的半音，乘以2就提升该声音一个八度音阶，减半就降一个八度音阶。表42节拍码对照表1/4节拍1/8节拍节拍码节拍数节拍码节拍数11/4拍11/8拍22/4拍21/4拍33/4拍33/8拍41拍41/2拍51又1/4拍55/8拍61又1/2拍63/4拍71又3/4拍77/8拍82拍81拍92又1/4拍91又1/8拍A2又1/2拍A1又1/4拍B2又3/4拍B1又3/8拍C3拍C1又1/2拍D3又1/4拍D1又5/8拍E3又1/2拍E1又3/4拍F2又3/4拍F1又7/8拍表43各调节拍的时间表设定1/4节拍1/8节拍曲调值DELAY曲调值DELAY调4/4125毫秒调4/462毫秒调3/4187毫秒调3/494毫秒调2/4250毫秒调2/4125毫秒411音乐程序流程图开始初始化开中断读取音乐序号判断P30判断按键播放相应的歌曲顺序播放P300有无返回P301图41音乐程序流程图412音乐程序本设计的主要目的是将5首音乐进行顺序播放，并且可以相互切换，每首歌曲播放结束后有一定的间隔时间，详细程序见附录二部分程序如下ORG00HJMPSTARTORG0BHJMPTIM0STARTMOVTMOD,01HMOVIE,82HCLRTR0MOVP2,0FFHMOVA,P2MOVP2,0FFHRRARRAANLA,00HMOV40H,AJBP30,P30为起始信号片选信号START0MOV30H,00HSAOMIAOMOVA,40HJNBP31,YY1由按键控制直接跳转到音乐1JNBP32,YY2由按键控制直接跳转到音乐2JNBP33,YY3由按键控制直接跳转到音乐3JNBP34,YY4由按键控制直接跳转到音乐4JNBP35,YY5由按键控制直接跳转到音乐5MOVDPTR,TABLE1从音乐1开始演奏JMPCONYY1MOVA,P3CJNEA,0FDH,YY2MOVDPTR,TABLE1演奏音乐2JMPCON42流水灯设计421流水灯程序流程图开始点亮所有LED灯LED灯顺序点亮延迟返回主程序图42流水灯程序流程图422流水灯程序本设计的流水灯是通过利用单片机的P1口控制的，当P1口处于高电平时LED灯会亮，当P1口处于低电平是LED灯熄灭。本设计中音乐开始时流水灯全部亮，然后每个LED灯依照一定的顺序变亮。详细程序见附录三。部分程序如下ORG0000HAJMPMAINMAINNOPNOPMOVA,0FFH送数据初值MOVP1,AMOVA,FEH数据送P1口点亮发光二极管ACALLYC延时MOVR3,07H设置左移7次LOOPRLA左移一位MOVP1,A数据送P1口点亮发光二极管ACALLYC延时DJNZR3,LOOPR3是否为0，不为0转LOOP继续执行AJMPMAIN返回主程序循环值43音乐流水灯程序431音乐流水灯程序流程图开始初始化开中断读取音乐序号判断P30判断按键播放相应的歌曲P300有无返回P301顺序播放音乐流水灯程序中断图43音乐流水灯程序流程图432音乐流水灯程序本设计中音乐的播放同时和流水灯的亮灭是通过单片机内部的两个定时器T0和T1产生的中断来控制，其中定时器T0的优先级定义为第一优先级，T1定义为第二优先级。详细程序见附录四部分程序如下ORG0000HJMPSTARTORG000BHJMPTIM0ORG001BHORGTIM1STARTMOVTMOD,11HMOVIE,8AHCLRTR0CLRTR1SETBPT0CLRPT1MOVP2,0FFHMOVA,P2MOVP2,0FFHNOPANLA,00H从第一首音乐开始播放MOV40H,AJBP30,P30为起始信号片选信号5系统调试与仿真51硬件调试设计中的硬件电路所使用的元器件和引脚的接线都需要进行检查，电源连接的正确与否是整个电路的关键，元器件和引脚的连线是否断路，按键工作是否正常，整个过程都需要用万用表检测。通电后观察芯片和元器件有没有发热的现象，LED是否正常发光。如果芯片或元器件发烫，立即关闭电源，检查芯片或元器件是否连接正确或者断路，将芯片或元件重新插一下。若果LED灯不亮，则需要逐个进行检查。若果第一次插上电源LED正常发光，但在播放音乐时，LED不能发光不正常，则需要检查LED灯是否是虚焊。若果一切都正常，则可以进行软件调试。52软件调试软件调试则是检查并修改计算机上已经编程好的程序和数据，以及在运行过程中出现的错误，如LED灯显示不正常等等，都需要将程序逐步检查和修改，直到运行编译后，音乐和LED灯可以正常并有规律的工作。程序的检测都是一个模块一个模块进行检查和调试，先需要检查每个模块独立时是否能正常工作，再检查整个程序编译存在的错误，直到运行后可以出现理想的效果为止。53软件仿真本设计是利用KEILVISION38和PROTEUS74软件进行编译和调试。具体步骤如下（1）打开PROTEUS软件安装目录中的HELP，点击ARMHLP文档，出现连接REMOTEDEBUGGERDRIVERS/DOWNLOADANDINSTALLREMOTEDEBUGGERDRIVERFORKEIL3点击并下载VDMAGDLEXE，安装到KEIL的VDM51DLL文档中。（2）打开KEIL软件，在PROJECT中的TARGET1上右键选中OPTIONSFORTARGET，打开的对话框中选DEBUG，在右上角选好USE，选中下拉菜单中PROTEUSVEMSIMULATOR旁出现SETTINGS，点击确定并保存。（3）在PROTEUS中打开已画好的电路图，点击DEBUG中的USEREMOTEDEBUGMONITOR。在KEIL中BUILDALL编译并且仿真运行，PROTEUS中就会显示仿真结果。其图如下图51AT89C51属性编辑对话框图52流水灯程序运行结果仿真图53流水灯硬件仿真结果总结本次毕业设计是基于单片机设计音乐流水灯，在设计中要实现5首音乐连续播放和它们之间的相互切换，同时LED灯先需要全部点亮，然后再跟着音乐从第一个LED灯依次逐个点亮。这些效果的实现都需要单片机和一个完整的电路系统的控制，电路系统需要进行分模块设计，部分电路采用了专业课上所学到的比较典型的电路模块。比如蜂鸣器持续发声，因此在本设计中通过给单片机设计一个直流稳压电源将其改善。而本设计中的程序编译尤其重要，虽然汇编语言不容易读写，但是很容易调试和修改，而且汇编语言的执行速度较快，占用的内存空间较少。此次毕业设计让我对单片机有了更深的了解，在各方面都让我受益匪浅，对以后的生活和工作有很大的帮助。致谢经历了将近一个多月的时间，终于将这篇设计完成。在设计中遇到的重重困难和障碍，在老师和同学的帮助下克服了。特别感谢陈锐指导老师，在程序框架和设计思路上给予了建议，让我更好的理解了设计的内容。当我在设计电路图和编程时遇到了重重困难，也是在指导老师耐心精心的指导和帮助下完成，让我对拥有渊博知识的老师更加崇拜。在此，向帮助和指导过我的各位老师表示衷心的感谢。向本设计中设计到的各位学者表示感谢。如果没有各位学者研究成果的帮助和启发，我将会很难完成本次设计的任务。感谢我的同学，在设计过程中给予了我很多素材，帮我分析思路，在论文排版过程中提供了热情的帮助。由于我的学术水平有限，致使本设计还有许多不足之处，恳请各位老师和同学批评和指正。参考文献1倪云峰单片机原理与应用M西安西安电子科技大学出版社，200962周荷琴，吴秀清微型计算机原理与接口技术（第四版）M合肥中国科学技术大学出版社，200863谢嘉奎电子线路非线性部分M北京高等教育出版社，201044宋戈单片机应用开发范例大全M北京人民邮电出版社，201055王思明，张金敏单片机原理及应用系统设计M北京科学出版社，201266孙晓峰常用电器件及典型应用M北京电子工业出版社，200687刘利民MCS51系列单片机系统设计M北京北京航空航天大学出版社，200858李云钢，周逢兴，龙志强单片机原理与系统设计M北京中国水利水电出版社，200869张大明单片微机控制应用技术M北京机械工业出版社，2009410赵志英，张友德单片微型机原理、应用与实验M上海复旦大学出版社，20001111李广第单片机基础M北京北京航天航空大学出版社，2007612MEEHANJOANNEMUIRLINDSEYSCMINMERSEYSIDESMESBENEFITSANDBARRIERSJTOMJOURNAL,200813网上资源WWWWENKUBAIDUCOM附录一电路原理图附录二音乐程序ORG00HJMPSTARTORG0BHJMPTIM0STARTMOVTMOD,01HMOVIE,82HCLRTR0MOVP2,0FFHMOVA,P2MOVP2,0FFHRRARRAANLA,00HMOV40H,AJBP30,P30为起始信号片选信号START0MOV30H,00HSAOMIAOMOVA,40HJNBP31,YY1由按键控制直接跳转到音乐1JNBP32,YY2由按键控制直接跳转到音乐2JNBP33,YY3由按键控制直接跳转到音乐3JNBP34,YY4由按键控制直接跳转到音乐4JNBP35,YY5由按键控制直接跳转到音乐5MOVDPTR,TABLE1从音乐1开始演奏JMPCONYY1MOVA,P3CJNEA,0FDH,YY2MOVDPTR,TABLE1演奏音乐2JMPCONYY2MOVA,P3CJNEA,0FBH,YY3MOVDPTR,TABLE2演奏音乐3JMPCONYY3MOVA,P3CJNEA,0F7H,YY4MOVDPTR,TABLE3演奏音乐4JMPCONYY4MOVA,P3CJNEA,0EFH,YY5MOVDPTR,TABLE4演奏音乐5JMPCONYY5MOVA,P3CJNEA,0DFH,BBFMOVDPTR,TABLE5JUMCONCONSETBP20MOVA,30H歌曲数据查表MOVCA,ADPTRMOVR2,AJZJIESANLA,0FH算节拍MOVR5,AMOVA,R2SWAPAANLA,0FH算出音调值JNZSINGCLRTR0JMPD1SINGMOV50H,AMOVA,40HCJNEA,00H,MODE1MOVDPTR,TABLE0TABLE1JMPCONTMODE1MOVDPTR,TABLE00CONTMOVA,50H定时T0器装置DECAMOV22H,ARLAMOVCA,ADPTRMOVTH0,AMOV21H,AMOVA,22HRLAINCAMOVCA,ADPTRMOVTL0,AMOV20H,ASETBTR0定时启动器T0DYCCALLYC调用延迟程序INC30H指向下一个歌曲数据JMPSAOMIAOJIESCLRTR0JMPSTART0TIM0PUSHACC定时器T0中断程序PUSHPSWMOVTL0,20HMOVTHO,21HCPLP20POPPSWPOPACCRET1YCMOVR7,02延迟程序D2MOVR4,125D3MOVR3,248DJNZR3,DJNZR4,D3DJNZR7,D2DJNZR5,YCRETTABLE0DW64260,64400,64524,64580DW64684,64777,64820,64898DW64968,65030,65058,65110DW65157,65178,65217TABLE00DW64260,64400,64524,64580DW64684,64777,64820,64898DW64968,65030,65058,65110DW65157,65178,65217TABLE1生日快乐DB82H,01H,81H,94H,84HDB0B4H,0A4H,04HDB82H,01H,81H,94H,84HDB0C4H,0B4H,04HDB82H,01H,81H,0F4H,0D4HDB0B4H,0A4H,94HDB0E2H,01H,0E1H,0D4H,0B4HDB0C4H,0B4H,04HDB82H,01H,81H,94H,84HDB0B4H,0A4H,04HDB82H,01H,81H,94H,84HDB0C4H,0B4H,04HDB82H,01H,81H,0F4H,0D4HDB0B4H,0A4H,94HDB0E2H,01H,0E1H,0D4H,0B4HDB0C4H,0B4H,04HTABLE2康定情歌DB34H,52H,63H,62H,52H,64H,32H,28HDB33H,32H,52H,63H,62H,52H,63H,32H,37HDB34H,52H,63H,62H,52H,63H,32H,28HDB53H,52H,32H,22H,32H,22H,12H,24H,98HDB93H,22H,28H,53H,32H,38H,22H,12H,98H,53H,52H,32H,22H,32H,22H,12H,23H,98HDB93H,22H,28H,53H,32H,38H,23H,12H,98H,53H,52H,32H,22H,32H,22H,12H,22H,65HTABLE3精忠报国DB66H,52H,36H,22H,12H,12H,22H,32H,98H,84H,82H,92H,14H,12H,22HDB32H,52H,22H,42H,38H,66H,52H,36H,22H,12H,22H,22H,32H,98HDB24H,22H,32H,54H,52H,32H,92H,12H,92H,82H,98H,66H,52H,36H,22HDB12H,12H,22H,32H,98H,84H,82H,92H,14H,12H,22H,32H,52H,22H,42H,38HDB66H,52H,36H,22H,12H,22H,22H,32H,98H,24H,22H,32H,54H,52H,32HDB22H,12H,92H,82H,98H,14H,24H,34H,44H,64H,0B4H,64H,32H,52HDB62H,0B2H,62H,52H,38H,24H,22H,32H,54H,52H,62H,52H,32H,32H,22H,38HDB64H,0B4H,64H,32H,52H,62H,0B2H,62H,52H,38H,22H,22H,22H,32H,52H,52HDB52H,62H,7FH,74H,04H,58H,6FHTABLE4同一首歌DB88H,14H,24H,36H,42H,34H,14H,28H,14H,94HDB1FH,88H,14H,24H,34H,32H,42H,54H,14HDB46H,32H,54H,22H,32H,32H,22H,2CH,38H,54H,74HDB76H,62H,68H,54H,52H,62H,74H,62H,52H,3FHDB46H,42H,54H,64H,54H,42H,32H,28H,0A4H,0A2HDB92H,84H,94H,1FH,0B8H,68H,46H,52H,68HDB74H,72H,72H,74H,62H,52H,3FH,0B8H,68HDB46H,52H,68H,64H,62H,62H,64H,42H,32H,2FHDB58H,14H,24H,36H,42H,34H,12H,12H,26H,22H,24H,22H,12HDB94H,9CH,0A8H,0A6H,92H,84H,64H,54H,22H,22H,46H,42H,44H,32H,22H,5FHTABLE5大海DB82H,92H,12H,14H,12H,14H,92H,82H,12H,14H,22H,14H,92H,12H,22H,24HDB22H,24H,12H,92H,22H,24H,32H,24H,32H,52H,62H,54H,52H,64H,52H,32HDB22H,32H,22H,12H,94H,82H,92H,12H,14H,12H,14H,94H,1CHDB82H,92H,12H,14H,12H,14H,92H,82H,12H,14H,22H,14H,92H,12H,22H,24HDB22H,24H,12H,92H,22H,24H,32H,24H,32H,52H,62H,54H,52H,64H,52H,32HDB22H,32H,22H,12H,94H,82H,92H,12H,14H,12H,14H,22H,12H,1CH,32H,52HDB62H,64H,62H,64H,0B2H,62H,52H,54H,62H,54H,32H,22HDB12H,14H,12H,14H,24H,3CH,32H,22H,12H,14H,12H,14H,0B2H,62H,52H,54H,62H,54H,32H,52HDB66H,0B2H,0B4H,62H,52H,5CH,32H,52H,62H,64H,62H,64H,0B2H,62H,52H,54HDB62H,54H,32H,22H,12H,14H,12H,14H,54H,3CH,32H,22H,12H,14H,12H,14H,22H,32HDB52H,54H,32H,54H,32H,52H,6FH,04H,02H,92H,32H,24H,12H,1FHDBOOEND附录三流水灯程序ORG0000HAJMPMAINMAINNOPNOPMOVA,0FFH送数据初值MOVP1,AMOVA,FEH数据送P1口点亮发光二极管ACALLYC延时MOVR3,07H设置左移7次LOOPRLA左移一位MOVP1,A数据送P1口点亮发光二极管ACALLYC延时DJNZR3,LOOPR3是否为0，不为0转LOOP继续执行AJMPMAIN返回主程序循环值YCMOVR4,01H；延迟程序DL1MOVR5,8EHDL0MOVR6,02HDJNZR6,DJNZR5,DL0DJNZR5,DL1RETEND附录四音乐流水灯程序ORG0000HJMPSTARTORG000BHJMPTIM0ORG001BHORGTIM1STARTMOVTMOD,11HMOVIE,8AHCLRTR0CLRTR1SETBPT0CLRPT1MOVP2,0FFHMOVA,P2MOVP2,0FFHNOPANLA,00H从第一首音乐开始播放MOV40H,AJBP30,P30为起始信号片选信号START0MOV30H,00HSAOMIAOMOVA,40HJNBP31,YY1由按键控制直接跳转到音乐1JNBP32,YY2由按键控制直接跳转到音乐2JNBP33,YY3由按键控制直接跳转到音乐3JNBP34,YY4由按键控制直接跳转到音乐4JNBP35,YY5由按键控制直接跳转到音乐5MOVDPTR,TABLE1从音乐1开始演奏JMPCONYY1MOVA,P3CJNEA,0FDH,YY2MOVDPTR,TABLE1演奏音乐2JMPCONYY2MOVA,P3CJNEA,0FBH,YY3MOVDPTR,TABLE2演奏音乐3JMPCONYY3MOVA,P3CJNEA,0F7H,YY4MOVDPTR,TABLE3演奏音乐4JMPCONYY4MOVA,P3CJNEA,0EFH,YY5MOVDPTR,TABLE4演奏音乐5JMPCONYY5MOVA,P3CJNEA,0DFH,BBFMOVDPTR,TABLE5JUMCONCONSETBP20MOVA,30H歌曲数据查表MOVCA,ADPTRMOVR2,AJZJIESANLA,0FH算节拍MOVR5,AMOVA,R2SWAPAANLA,0FH算出音调值JNZSINGCLRTR0JMPD1SINGMOV50H,AMOVA,40HCJNEA,00H,MODE1MOVDPTR,TABLE0TABLE1JMPCONTMODE1MOVDPTR,TABLE00CONTMOVA,50H定时T0，T1器装置DECAMOV22H,ARLAMOVCA,ADPTRMOVTH0,AMOVTH1，AMOV21H,AMOVA,22HRLAINCAMOVCA,ADPTRMOVTL0,AMOVTL1,AMOV20H,ASETBTR0定时定时器T0SETBTR1启动定时器T1D1CALLYC调用延迟程序INC30H指向下一个音乐数据JMPSAOMIAOJIESCLRTR0JMPSTART0TIM0PUSHACC定时器T0中断程序PUSHPSWMOVTL0,20HMOVTHO,21HCPLP20CLRTR0JSYCSETBPT0CLRPT1POPPSWPOPACCRET1TIM1PUSHACC定时器T0中断程序PUSHPSWMOVTL120HMOVTH121HJMPLSD跳转到流水灯程序JSLSDSETBPT0CLRPT1POPPSWPOPACCRETISDNOPNOPMOVA,0FFH送数据初值MOVP1，AMOVA,00FEH数据送P1口点亮发光二极管ACALLYC1延时MOV24H,07H设置左移7次LOOPRLA左移一次MOVP1，A数据送P1口点亮发光二极管ACALLYC1延时JSYC1DJNZ24H,LOOP24H单元是否为0，若不为0则转LOOP继续执行AJMPJSLSD返回主程序循环执行YC1MOV27H,01H流水灯延迟程序DL1MOV26H,8EHDL0MOV25H,02HDJNZ25H,DJNZ26H,DL0DJNZ27H,DL1AJMPJSYC11YCMOVR7,02音乐延时程序D2MOVR4,125D3MOVR3,248DJNZR3,DJNZR4,D3DJNZR7,D2DJNZR5,YCAJMPJSYCTABLE0DW64260,64400,64524,64580DW64684,64777,64820,64898DW64968,65030,65058,65110DW65157,65178,65217TABLE00DW64260,64400,64524,64580DW64684,64777,64820,64898DW64968,65030,65058,65110DW65157,65178,65217TABLE1生日快乐DB82H,01H,81H,94H,84HDB0B4H,0A4H,04HD