音乐盒完整版

1、音乐盒设计单片机原理实验报告学 院：信息科学与工程学院专业班级：通信0909学生姓名：2222指导 老师： xxxxxx1、设计内容 12、总体设计 13、硬件设计 23.1 硬件电路 2.3.2 原理说明 2.4、软件设计 35、仿真、安装和调试 36、收获与体会 4参考文献 5附件1 ：元件清单 6附件2: 总电路图 7附件3 ：音乐程序 81、设计内容(1) 利用 i/o 口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演乐曲 ( 内存两首乐曲 ) 。(2 直接当前播放的歌曲。(3) 可通过功能键选择各个歌曲2、总体设计(1) 要产生音频脉冲， 只要算出某一音频的周期 (1/ 音频

2、 ), 然后将此周期除以2, 即为半周期的时间 , 利用定时器计时这个半周期时间 , 每当计时到后就将输出脉冲的 i/o 反相 , 然后重复计时此半周期时间再对i/o 口反相 , 就可在 i/o 脚上得到此频率的脉冲利用8051的内部定时器使其工作在计数器模式mode仆，改变记数值th0及tl0以产生不同频率的方法。例如频率为523hz,其周期t=1/523=1912微秒, 因此只要令计数器定时956/1=956在每记数 9次时将 i/o 口反相 , 就可得到中音 d0(523hz)。记数脉冲值与频率的关系公式如下：n=fi/2/fr n ：记数值fi ：内部计时一次为 1 微秒故其频率为 1

3、mhzfr ；要产生的频率1.1 ：起记数值的求法如下：t= 65536 n= 65536 fi /2/fr例如：设 k= 65536, f= 1000000= fi=1mhz 求低音 d0 (523hz),高音的 d0 (1046h2j的记数值。t= 65536- n= 65536- fi /2/fr = 65536- 1000000/2/fr = 65536-500000/fr低音 d0 的 t= 65536 500000/262=63627中音 d0 的 t= 65536-500000/523= 64580低音 d0 的 t= 65536-500000/1047=650593、硬件设计1

4、.2 硬件电路本设计中用到89c51 单片机，扬声器。（硬件电路原理图如图 1 所示）1最小系统单片机（如图1）：本次设计使用单片机芯片at89c51at89c51的工作特性：?内含4kb的flash#储器榛写次数1000次；?内含128 字节的ram；?具有 32 根可编程i/o 线；?具有 2 个 16 位编程定时器?具有 6 个中断源， 5 个中断矢量， 2 级优先权的中断结构；?具有 1 个全双工的可编程串行通信接口；?具有 1 个数据指针dptr；?具有可编程3 级程序锁定位；?at89c51的工作电源为5 （10.2） v且典型值为5v;?at89c5做高工作频率为24mhz?at

5、89c51的编程频率为324mhz编程启动电流和启动电压分别为1ma、 5 或 12v。 （图 1）1.3 原理说明当键盘有键按下时，判断键值，启动计数器 t0,产生一定频率的脉冲，驱动蜂鸣器，放出乐曲。同时启动定时器t1, 显示歌曲号。(1)硬件电路中用into、int1分别接s1、s2作为上、下一曲的功能键(2)用 p1.0-p1.6 控制七段码 a,b,c,d,e,f 。(3)用p2.0 口控制喇叭。(4)电路为12mh如振频率工作，起振电路中 c1,c2均为30pf。p1j/t7exp1.2xtalzrstpsenal.46js.7jn 1. .1 1 p p p pppo.oxado

6、 po.vadi po.2xacs po.3xads fo.qxam po.5xac6 po.8/acc po.7xad7p乙。能 p2,13p2.2/a1o p2.3jra11 p2.4ta12 p2.5/a13 p2.8/a14 p2.7/a15p3 0/rxd p3 vtxd p32/bmto p3.3/hmtip3.-vto p9.fi/ri 殛1音乐盒原理图4、软件设计本程序可以实现课程设计的基本要求， 并可以通过按键播放两首歌曲，程序 流程图如下:5、仿真、安装和调试按照上面设计的电路在proteus软件内画图,打开单片机软件开发系统keil,选;f 89c51单片机，在其中编写程

7、序，运行生成一个后缀名为hex的文件， 然后将该文件下载到proteus中的at89c51单片机中进行仿真，观察实验现象。 仿真能实现播放音乐，按键选择曲目，暂停，播放功能。仿真成功后，安装好实 验板，然后将音乐程序下载到电路板内，观察结果。能实现播放音乐，按键换曲 等功能。程序调试中出现的问题及解决的办法：(1)有时会出现程序一点错误也没有， 但就是不能正常运行的现象，最后 我们发现是因为程序中有的指令书写得不规范导致的，例如有的ret返回指令一 定要按正确格式书写或在两行指令间最好不要留空行。（2）程序中的跳转指令的运用很重要，为保险起见，都用 ljmp,我们就遇 到过跳转指令用错程序无法

8、正常运行的现象。 当用jnz指令时，跳转范围比较少， 这时要用一个标号中转。（ 3） 编程时要注意，在程序开始时，要写入各定时器中断的入口地址。（ 4） 编程过程中要注意加注释或分割线， 否则， 在程序过长时容易变得很 乱，不便于查找或更改。（ 5） 编程前要加流程图， 这样会使思路清晰， 例如数字音乐盒的设计思路 完全可以按着mp3的工作方式列写流程图。（ 6） lcd计时正常显示的解决办法：a. 两个定时器同时工作，存在中断时序问题，刚开始时我们把定时器1 设定在方式3,计250us,由于定时中断过于频繁，使cpu负载过大，导致音乐不能正常播放，时间不能正常显示。解决办法：将定时器1设定在

9、工作方式1, 16位计数，计50ms,效果有很大 改观。但还有问题。b. 当音乐为全4 拍起始时，此时音乐节奏与定时器t1 中断频率错开， lcd显示和音乐播放都会好一些。c.另外，在歌曲中，当遇到一个音符发音为4拍，在编曲中为*ch,因时间较长，当定时器t1 此时来中断时，就会对歌曲播放产生影响，若改为发音一拍，中断对歌曲播放影响减弱，但音乐效果变差。改进方案：若采用可以定时时间更长的单片机，可以避免所有问题。6、收获与体会在上课的时候， 通过老师的讲解， 接触到了单片机， 知道了其应用很广泛，但是课堂内容只有一个理论基础， 而对单片机的实际操作如硬件设计， 软件设计掌握的深度不够， 但通过

10、此次课程设计， 明显的改善了， 首先对于硬件电路的工 作原理有了进一步的学习，同时有了一个提升；软件方面，在程序的设计，程序的调试方面都有了很大的进步。本次课程设计说起来真是不容易，要有耐心、有钻研精神，不仅巩固了以 前所学过的知识， 而且让我学到了很多在书本上所没有学到过的知识。 在设计的过程中发现了自己的不足之处， 对以前所学过的知识理解得不够深刻， 掌握得不够牢固， 对于很多芯片的使用还处于一知半解的状态， 但是经过此次实践， 对于怎么去排错、 查错， 怎么去看每一部分的运行结果， 怎么去了解芯片的功能以确保程序的正确性都有了更为深刻的认识。 在调试过程中， 我收获了很多， 包括如何硬件

11、测试、 如何去连接复杂电路等。 在此过程中， 遇到了很多在课堂上未多深思的问题， 通过思考我对课本知识有了进一步的理解。 这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的， 只有理论知识是远远不够的， 我们要把所学的理论知识与实践相结合起来， 从理论中得出结论， 从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。此后，我要努力的培养自己的动手能力和实践能力。参考文献1 许珉 . 单片机原理及应用 m. 北京 : 中国电力出版社,2007.082 三恒星科技.mcs-51 单片机原理与应用实例 m. 北京：电子工业出版社，2008.013 王为青，程国钢 . 单片机 keil cx51 应用开发技术m

12、. 北京：人民邮电出版社 ,2007.024 john markus. 电子电路大全m. 北京：计量出版社， 19955 阎石 . 数字电子技术基础m. 北京：高等教育出版社， 1998.12 ，第 4 版6 邓元庆 . 数字电路与逻辑设计m. 北京：电子工业出版社， 2001附件1:元件清单名称数量（个）型号备注电阻6排阻 rx8（1 个）1k（2 个）,5.5k（1个）,10k（1个）,15（1 个）数码管17seg-digital开关4button单片机1at89c51三极管12n3906扬声器1speaker电源25v电容330pf（2 个）,10uf（1个）晶振1crystal附件2

13、:总电路图xtal2rstpsenal eap 1.0/12 pu/hek p匕p13p1.4p1j5p1jsp1.7po.o/ado po 1xad1 p0.2xad2 p0.3/ad8 po：-wm p0.5xac6 p0.8xac6 p0.7/ad7pnq% 产2j般日pn2m1o 吵3网q p2.4ja12 p2.5m13 p2.8/a14 p2.7/a15p3 0/rxd p3 imo f3-2/jntdp3.3/hmt-1p3,-vt0 p9.67t1 p36陋p3.7/rd附件3：音乐程序外部中断out bit p2.0n equ 6out_num equ p1org 0000h

14、ajmp mainorg 0003hajmp last_songorg 000bhajmp f_t0org 0013hq4: ajmp next_song定义音频输出端口 ,p2.0; 歌曲总数; 数码管显视当前所放歌曲曲数外部中断 0 用于接上一曲歌按键定时器 0 用于定时，作音符发生器用1 接下一曲歌按键org 001bhajmp startpause定时器 1用计数，这里用作中断，接开始 / 暂停键 , 初值为 0ffh ，方式 2org 0030hmain: mov sp,#60hmov dptr,#table的地址。;dprt指向每首歌曲的入口地址开始的单元存放每首歌曲的入口地址，其

15、中mov r0,#30h;r0中存入数据30h， 这里在以 30h30h,31h 存放歌曲的节拍入口地址，32h， 33h 存放歌曲音符入口地址，每首歌占用四个存储存单元。mov r5,#00h序号mov r6,#1曲数set_tab: mov a,r5在以30h开始的存储单元中movc a,a+dptrmov r0,ainc r5inc r0mov a,r5movc a,a+dptrmov r0,ainc r5inc r0mov a,r5movc a,a+dptrmov r0,ainc r0;r5 中存放表tabled正在执行操作的;r6设置每首歌曲的入口信息，存放存放正在设置入口信息的歌i

16、nc r5mov a,r5movc a,a+dptrmov r0,ainc r0inc r5inc r6;cjne r6,#n+1,set_tab进行下面的操作;*关参数进行设置mov tmod, #61h式2mov th1,#0ffh作方式 2，所以mov tl1,#0ffhsetb et1setb et0断clr pt0setb pt1setb it0发setb px0setb it1发setb px1setb ex1setb ex0setb easetb tr1作中断用setb out;clr f0播放的标置位用mov 22h,#01h播放的歌曲编号mov dptr,#out_tab号送

17、数码管显视mov a,22hmovc a,a+dptrmov out_num,amov r7,#00h;r7 中存放歌曲总信息的设置完一首歌曲后，歌曲数加; 是否设置完，没有便继续，否则对中断，计数器的相; 计数器 0 工作方式 1， 计数器 1 工作方；给计数器1置初值0ffh又由于是工; 计数器计数为 1，相当于一外部中断。; 允许计数器1 中断;允许计数器具0 中计数器 0 为低优先级; 计数器 1 为高优先级外部中断0 为跳沿触高优先级外部中断1 为跳沿触高优先级允许外部中断1 中断; 允许外部中断定0 中断;开中断总开关;定时器 1 开始工作，; 音频输出端口初始化; 设置结束设置f

18、0=0， 用来作暂停/;22h单元中存放正在;将正在播放的歌曲编入口地址start0:mov r4,#00h 播放歌曲的第几个节拍数mov r0,#30h息mov a,r7入口地址送到 dptradd a,r0mov r0,amov dph,r0inc r0;r4;30h 开始的单元中存放歌曲的入口信将歌曲的节拍表的存放当前正在mov dpl,r0inc r0mov a,r4inc r4movc a,a+dptr;取出第一节拍数, 其实第一个节拍不是歌曲的第一个节拍，而是表示几分音符.*mov 26h,a；将取出的音符数十节拍数保存在职26h单元中 next: mov r0,#30h;开始取出

19、歌曲的第一个数据mov a,r7add a,r0mov r0,amov dph,r0inc r0mov dpl,r0inc r0mov a,r4inc r4movc a,a+dptr;放在 a 中;* ;jz end0;若为0， 则表示为休止符，不唱，本次音符不唱，mov r1,a;不为 0，取出节拍数anl a,#0fhmov r2,amov a,r1swap aanl a,#0fhjnz sing;音符不为0，唱clr tr0;为 0， 不唱 , 关频率发生器sjmp sing1sing: dec a的数据处理mov r3,arl amov dph,r0inc r0mov dpl,r0in

20、c r0开始唱 , 进行相应movc a,a+dptrmov 21h,amov th0,amov a,r3rl ainc amovc a,a+dptrmov 20h,amov tl0,asetb tr0sing1:lcall delayjb f0,forajmp nextfor: clr tr0jb f0,$ajmp nextend0: clr tr0mov a,22hcjne a,#n,ww 完mov 22h,#01h 一首开始再唱;开唱;每个音符唱多久; 是否暂停，; 没有暂停，继续; 暂停，不唱; 等待播放;开始播放;不唱;唱完处理; 是不是全部歌曲都唱;全部唱完，则从第mov r7,#

21、00hmov out_num,#11111001b 一首歌曲编号数码管显视第ajmp wwwww: mov a,r7 首 , 歌曲的入口信息调整没有全部唱完，唱下一add a,#4mov r7,ainc 22hclr eapush dphpush dplmov a,22hmov dptr,#out_tab数码管显视相应的开始下一首的演唱定时器 0 置初值频率产生下一曲中断程序处关中断是最后一首吗？是最后一首， 则 r7不是最后一首， 唱数码管显视相应的对下首要演唱的歌movc a,a+dptrmov out_num,a;歌曲编号pop dplpop dphwww: setb eaajmp st

22、art0;f_t0: mov th0,21h;mov tl0,20hcpl out;retinext_song: push acc;理，保护现场push dphpush dplclr ea;mov a,22hcjne a,#n,q;mov r7,#00h;指向第一首，演唱第一首mov 22h,#01hajmp backq: inc 22h;下一首 ,r7 内容加4，歌曲数加1mov a,r7add a,#4mov r7,aback: mov r4,#00h;歌曲编号mov a,22hmov dptr,#out_tabmovc a,a+dptrmov out_num,a;mov b,r0;曲的几

23、分拍进行调整, 同时对r0 中的内容进行保护mov r4,#00hmov r0,#30hmov a,r7add a,r0mov r0,amov dph,r0inc r0mov dpl,r0inc r0mov a,r4inc r4movc a,a+dptrmov 26h,a;dec r4mov r0,b结果存入26h 单元中恢复 r0 中的内容pop dplpop dphpop accsetb earetilast_song: push acc开始，保护现场push dphpush dplclr ea;mov a,22h;cjne a,#1,qqmov 22h,#n;mov b,#4;mov a

24、,#n-1mul abmov r7,aajmp back2 ;qq:dec 22hmov a,r7subb a,#4mov r7,aback2: mov r4,#00hmov a,22hmov dptr,#out_tabmovc a,a+dptrmov out_num,a ;恢复现场中断返回 上一曲中断程序处理关中断曲目数送 a是否是第一首是第一首歌曲将r7指向最后一首歌曲处理结束;r7 减4数码管显视相应歌曲的编号.*.*mov b,r0; 对下首要演唱的歌曲的几分拍进行调整 , 同时对 r0 中的内容进行保护mov r4,#00hmov r0,#30hmov a,r7add a,r0mov

25、 r0,amov dph,r0inc r0mov dpl,r0inc r0mov a,r4inc r4movc a,a+dptrmov 26h,a;结果存入26h单元中dec r4mov r0,b;r0 中的内容恢复.*; 恢复现场中断返回开始 / 暂停中断处理程序， 将标置位; 为 1 返回为 0 则播放中断返回音符演奏时间控制pop dplpop dphpop accsetb ea retistart_pause:cpl f0 取反jb f0,return setb tr0return: retidelay: mov 27h,26hd2: mov 28h,#125d3: mov 29h,#

26、248djnz 29h,$djnz 28h,d3djnz 27h,d2djnz r2,delayret;out_tab:db3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,77h,7ch,39h,5eh,79h,71h,73h ; 共阴数码管显视用out_tab:db0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h,88h,83h,0c6h,0a1h,86 h,8eh,0ffh ; 共阳table:dwsong1,table1,song2,table2,song3,table3,song4,table4 ,song5,ta

27、ble5table1:dw 64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030dw 63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524song1: db 04h;1=c 2/4 军港之夜db 32h,54h,52h,32h,54h,52h,32h,12h,12h,32h,32h,54h,52h,32h,52h,52h,32h,32h,21h,31h,24h,0e2h,0d1h,0e1h,0d2h,0c2h,14h,14hdb 0c2h,32h,32h,12h,21h,31h,24h,32h,34h,0d2h,0c2h,14h,14

28、h,32h,52h,52 h,32h,52h,54h,32h,34h,31h,21h,12h,24h,24hdb34h,0e2h,0c2h,0d1h,0e1h,0d4h,12h,0e2h,32h,32h,0e2h,0d1h,0e1h,0d4h ,0d2h,0e2h,32h,32h,0e2h,0e2h,0d1h,0e1h,0d4hdb22h,0d1h,11h,0e2h,0d2h,0c4h,0c4h,32h,52h,52h,32h,62h,5h,61h,54h,31h,52h,31h,12h,31h,31h,32h,54h,52h,32h,52h,52h,32hdb32h,21h,31h,24h,

29、0e2h,0d1h,0e1h,0d2h,0c2h,34h,34h,32h,52h,52,32h,62h,51h,61h,54h,31h,52h,31h,12h,32h,12h,32h,32h,54h,52hdb32h,52h,52h,31h,31h,32h,21h,31h,24h,0e2h,0d1h,0e1h,0d2h,0c2h,14h,14hdb32h,52h,52h,32h,32h,21h,31h,24h,0e2h,0d1h,0e1h,0d2h,0c2h,14h,14hdb0c2h,32h,32h,12h,21h,31h,24h,32h,34h,0d2h,0c2h,14h,14h,32h,

30、52h,52 h,32h,52h,54h,32h,34h,31h,21h,12h,24h,24hdb34h,0e2h,0c2h,0d1h,0e1h,0d4h,12h,0e2h,32h,32h,0e2h,0d1h,0e1h,0d4h ,0d2h,0e2h,32h,32h,0e2h,0e2h,0d1h,0e1h,0d4hdb22h,0d1h,11h,0e2h,0d2h,0c4h,0c4h,32h,52h,52h,32h,62h,5h,61h,54h,3 1h,52h,31h,12h,31h,31h,32h,54h,52h,32h,52h,52h,32hdb32h,21h,31h,24h,0e2h,

31、0d1h,0e1h,0d2h,0c2h,34h,34h,32h,52h,52,32h,62h,51h,61h,54h,31h,52h,31h,12h,32h,12h,32h,32h,54h,52hdb32h,52h,52h,31h,31h,32h,21h,31h,24h,0e2h,0d1h,0e1h,0d2h,0c2h,14h,14hdb 32h,52h,52h,32h,32h,21h,31h,24h,74h,0d2h,0c2h,14h,14h,14h,14hdb 00htable2:dw 63835,64021,64103,64260,64400,64524,64580,64684,6477

32、7dw 64820,64898,64968,65030,65058,65110,65157,65178song2: db 02h;1=c 4/4 死了都要爱db 04h,94hdb0e8h,0e4h,0e4h,0e8h,0e4h,0f4h,0d4h,0c4h,0b4h,84h,84h,92h,92h,94h,92h,02hdb 0a4h,0a2h,0b2h,0b4h,0c4h,84h,82h,92h,94h,0a4hdb 04h,0c2h,0c2h,0d4h,0c2h,0d2h,0d8h,0d4h,0d2h,92hdb0e8h,0e4h,0e4h,0e8h,0e4h,0f4h,0d4h,0c4

33、h,0b4h,84h,84h,92h,92h,94h,92h,02hdb 0a4h,0a2h,0b2h,0b4h,0c4h,0e8h,0d8hdb 0c8h,0c8h,08h,08h,78h,28h,38h,34h,24hdb24h,64h,64h,24h,64h,72h,72h,78h,58h,54h,44h,38h,34h,14h,34h,84h,74h,74h,62h,62h,0d8h,78h,28h,38h,34h,24hdb24h,64h,64h,24h,64h,72h,72h,72h,94h,92h,94h,0a4h,58h,58h,54h,44h;# 音不准db58h,58h,5

34、8h,58h,0a8h,0a8h,0a4h,0b4h,0a4h,84h,0a4h,94h,98h,98h,08h db84h,82h,82h,82h,82h,94h,0a2h,94h,92h,82h,74h,72h,74h,72h,72h,72h,72h,92h,91h,91h,94h,54h,74h,94h;db0a8h,0a4h,0a2h,0b2h,0c4h,0b4h,0a4h,0a4h,0a4h,92h,92h,98h,82h,72h,78h,04h,0a4h,0a2h,0b2h,0b4h,0c4h,84h,82h,92h,94h,0a4hdb 04h,0c4h,0d4h,0c4h,0c

35、8h,04h,94hdb0e8h,0e4h,0e4h,0e8h,0e4h,0f4h,0d4h,0c4h,0b4h,84h,84h,92h,92h,94h,92h,02db0a4h,0a2h,0b2h,0b4h,0c4h,84h,82h,92h,94h,0a4h,04h,0c2h,0c2h,0d4h,0d8h,0d4h,0d2h,92hdb0e8h,0e4h,0e4h,0e8h,0e4h,0f4h,0d4h,0c4h,0b4h,84h,84h,92h,92h,94h,92h,02db0a4h,0a2h,0b2h,0b4h,0c4h,84h,82h,92h,94h,0a4h,04h,0c2h,0c

36、2h,0d4h, 0d8h,0d4h,0d2h,92h;db 0a4h,0a2h,0b2h,0b3h,0c4h,0e8h,0d8hdb 0c8h,0c8h,0c8h,08hdb 00htable3:dw64898,64968,65030,65086,65135,65158,65199,64260,64400,64524,64580 ,64684,64777,64862song3: db 03h;g=2/4 中华人民共和国国歌db04h,04h,0c2h,14h,12h,12h,12h,11h,11h,0c2h,0d1h,0e1h,14h,14h,02h,32h,12h,21h,31h,52h,

37、51h,51h,54hdb32h,31h,31h,12h,11h,31h,52h,51h,31h,24h,24h,24h,64h,54h,24h,34h,52h,34h,52h,32h,21h,31h,12h,11h,21h,34h,04hdb52h,51h,0d1h,12h,12h,32h,31h,31h,52h,51h,51h,22h,22h,22h,0d2h,0d1 h,0d1h,24h,22h,0c2h,14h,12h,12h,34h,32h,32h,54h,54h,54h,54hdb12h,11h,31h,52h,51h,51h,64h,54h,32h,31h,11h,52h,52h

38、,52h,32h,02h,12h,02h,0c4h,14hdb0a2h,0a1h,11h,52h,52h,52h,32h,02h,12h,02h,0c4h,14h,0c4h,14h,0c4h, 14h,14h,04hdb 04h,04h,04h,04hdb 00htable4:dw64260,64400,64524,64580 ,64684,64777,64280,64898,64968,65030,65058,65110,65157,65178,65217song4:db 04h ;生日快乐;1db 82h,01h,81h,94h,84hdb 0b4h,0a4h,04hdb 82h,01h,

39、81h,94h,84hdb 0c4h,0b4h,04h;2db 82h,01h,81h,94h,84hdb 0b4h,0a4h,04hdb 82h,01h,81h,94h,84hdb 0c4h,0b4h,04h;3db 82h,01h,81h,94h,84hdb 0b4h,0a4h,04hdb 82h,01h,81h,94h,84hdb 0c4h,0b4h,04h;4db 82h,01h,81h,94h,84hdb 0b4h,0a4h,04hdb 82h,01h,81h,94h,84hdb 0c4h,0b4h,04hdb 00table5:dw64021,64103,64260,64400 ,

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