音乐带节奏小灯论文

1、中国矿业大学徐海学院单片机综合设计姓 名： 学 号： 姓 名： 学 号： 专 业： 信息工程 题 目： 音乐节奏彩灯 专 题： 单片机综合设计 设计地点： 电工电子实验室 设计日期： 2014.12.29 摘要随着科学的发展，人们生活水平的提高，人们不满足于吃饱穿暖，而要有更高的精神享受。不论是思想，还是视觉，人们都在追求更高的美。特别使在视觉方面，人们不满足于一种光，彩灯的诞生让人们是视觉对美有了更深的认识。但现在市面上的音乐彩灯只是按照一定的方式闪烁，让人们感觉到十分的粗糙无味，更没有声音那样用震撼力，音乐彩灯的出现让我们既有了听觉上的享受，更有了精神上的享受。音乐彩灯控制器是音乐声响与彩

2、灯灯光的相互组合，它由音乐声响控制彩灯灯光效果的控制电路.该彩灯控制器有三路,分别由不同颜色的LED组成，它随着音乐的节奏、大小、音调的变化而变化的，它的亮度、顺序不断变换，使彩灯在艺术上有了很大的提高，也使人的视觉和听觉结合在一起获得综合的艺术享受。关键字：音乐彩灯 LED彩灯 控制中断一、系统功能描述：3二、方案设计32.1 AT89S52单片机引脚图及引脚功能介绍32.2 8段公阳数码管引脚图及引脚功能介绍4静态显示5动态显示52.3时钟电路5三、软件设计及源程序63.1功能程序编写63.2 Proteus软件仿真6四、实验总结6附录8附录一 实物图8附录二 Keil编程程序：8附录三

3、Proteus仿真图19附录四、PCB原理图20附录五 元件清单21一、系统功能描述：1、四个键控制四首音乐，播放音乐同时伴随带有音乐节奏的灯光闪烁，达到视听效果的完美结合。2、按一个键音乐开始播放，音乐播放完了停。四个按键可以随便按，程序设计四首音乐：梁祝、康定情歌、美酒加咖啡、北国之春。二、方案设计2.1 AT89S52单片机引脚图及引脚功能介绍本次设计的目的在于加深对AT89S52单片机的理解和认识，首先来介绍一下这种单片机，引脚图如图1所示。 图1 AT89S52引脚图单片机的引脚大致可以分为四类，即电源、时钟、控制和I/O口。(1)电源: 1）VCC：芯片电源，接+5V；2）VSS/

4、GND：接地端；(2)时钟: X1、X2 ：晶体振荡电路反相输入端和输出端。(3)控制线:控制线共有4根。1）ALE/PROG：地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。2）PSEN:外ROM读选通信号。3）RST/VPD:复位/备用电源。RST（Reset）功能：复位信号输入端。VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。 4）EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。EA功能：内外ROM选择端。Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源

5、Vpp。(4)I/O线AT89S52共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。2.2 8段公阳数码管引脚图及引脚功能介绍图2 八段共阳数码管引脚图LED数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。静态显示静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O端口来

6、驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。动态显示LED数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，

7、这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为12ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。2.3时钟电路AT89S52单片机内部有一个高增益反相放大器，只要在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体振荡器，构成自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。图3为单片机的时钟电路图。图3 单片机的时钟电路图三、软件设计及源程序单片机的应用系统由硬件和软件组成，在硬件原理图搭建完成上电之后，电路板无

8、法实现音乐的播放和彩灯的闪烁的现象，还需要编写程序来加以完善和实现此功能，形成音乐节奏彩灯。3.1功能程序编写在本学期学习了汇编和C51编程的基础上，利用Keil软件为实现目标功能编写程序，并生成了.hex文件。程序见附录2。3.2 Proteus软件仿真在硬件电路和程序编写完成后，利用Proteus软件对功能进行仿真并对程序进行调试。Proteus仿真电路图，见附录3。四、实验总结经过一周左右的课程设计已经完成，设计的过程并非一帆风顺，遇到了许多困难，但我们努力解决。一开始确定焊接课题查资料并设计自己的电路图，这是一项说起来简单做起来却相当困难的事情，因为对于电路图的确定就相当困难。最后没办

9、法只能用别人的电路图，然后自己研究原理，做成器件。在电路图画出来后，我们需要仿真由于自身知识的欠缺，不知道一些元器件的正确接法，导致在导出PCB板的时候出现很多错误。之后我们又面临着另一大难题，就是焊接问题，在外买的板子质量不好，极易出现虚焊和焊盘脱落的情况。第一次接通电路时数码管显示并不正常，心情很失落，只好继续研究电路，经过不懈的努力终于找出问题的所在，引脚连接出现失误，修改电路后解决问题。正如那句话一分耕耘一份收获，通过这次的课程设计使自己对所学知识得到巩固并复习和加强仿真软件仿真实验电路的方法。附录附录一 实物图附录二 Keil编程程序：#include <reg52.h>

10、#include <intrins.h>#define FREQ 11059200sbitP3_0=P30;sbitP3_1=P31;sbitP3_2=P32;sbitP3_3=P33;unsignedcharw,i; / 音乐_编码2 - 存储器定义 /unsigned char code music_tab1= /音符码格式:| D7 |D6 D5 D4| D3 |D2 D1 D0| /梁祝 |变调| 节拍|升降| 音符 | 0xcb, /示例:0xcb=11001011B,即升调,4/16拍,3Mi低音 0x35,0x16,0xb9,0x12,0x96,0x99,0xa5,

11、0xbd,0x99,0x96,0x15,0x13,0x15,0x62, 0x32,0x13,0xa7,0x26,0x25,0x16,0xa9,0x22, 0xa3,0xa9,0x96,0x15,0x16,0x99,0xe5, 0xbb,0x15,0xa7,0xaa,0x96,0x99,0xd5, 0x13,0x15,0x23,0x15,0x16,0x17,0x9a,0xd6,0x15,0x16, 0xb9,0x12,0x25,0x23,0x23,0x22,0x13,0x12,0x21,0x96,0x15, 0x43,0xc9,0x96,0x99,0x96,0x15,0x13,0x15,0x16

12、,0x99, 0xd5, /功能码格式:| D7 D6 D5 D4 | D3 D2 D1 D0| / |高4位=0时是功能码|根据低4位散转 | 0x00, /最后字节为功能码必须=0x00退出;unsigned char code music_tab2= /康定情歌 0x23,0x25,0x26,0x16,0x15, 0x36,0x13,0x42, 0x23,0x25,0x26,0x16,0x15, 0x26,0x53, 0x23,0x25,0x26,0x16,0x15, 0x26,0x23,0x42, 0x25,0x23,0x12,0x13,0x12,0x11, 0x22,0xd6, 0x

13、26,0xda, 0x25,0x53, 0x12,0x11,0xd6, 0xad,0x23,0x12,0x13,0x12,0x11, 0x22,0xd6, 0x00,;unsigned char code music_tab3= /美酒加咖啡 0x55,0x23,0x25,0x26,0xa9,0x22, 0x73, 0x45,0x25,0x26,0x23,0x22,0x21,0x23, 0x72, 0x52,0x23,0x45,0x43, 0x22,0x21,0xa6,0x25,0x66, 0xc9,0xa6,0x25,0x23,0x25,0x26,0xa9, 0xf5, 0x45,0x23,

14、0x25,0x46,0xc9, 0x22,0x13,0x12,0x21,0x22,0x63, 0x22,0x23,0x25,0x26,0x25,0x23,0x22,0x21, 0x72, 0x52,0x23,0x45,0x43, 0x22,0x21,0xa6,0x25,0x66, 0xb9,0x12,0x23,0x25,0x22,0xa5,0xab,0x22, 0x71, 0x00,;unsigned char code music_tab4= /北国之春 0x15,0x16,0x75, 0x15,0x16,0x55,0x13,0x15,0x16,0x15,0x16,0x99,0x12,0x1

15、3, 0x65,0x45,0x13,0x12,0x11,0x12, 0x73, 0x62,0x42,0x12,0x11,0x96,0x15, 0x76, 0x55,0x23,0x45,0xa9,0x22, 0x53,0x12,0x13,0x65, 0x52,0x22,0x42,0x21,0xa6, 0xe9,0x91,0x12,0x13,0x12,0x13,0x15,0x99,0x12, /以上为过门 0x20,0x23,0x23,0x23,0x63, 0x22,0x23,0x23,0x22,0x41,0xa6,0x25, 0x53,0x22,0x21,0xa9,0x21,0xa6, 0x75

16、, 0x26,0xa9,0x21,0xa6,0xc9,0x12,0x11,0x96,0x15, 0x23,0x25,0x25,0x26,0x45,0x21,0x22, 0x13,0x35,0x25,0xa9,0xa6,0x25,0x23,0x22, 0x71, 0x52,0x25,0x45,0x13,0x15,0x13,0x12, 0x21,0x41,0x22,0x43,0x45, 0x23,0x25,0x26,0xa9,0x42,0x12,0x33, 0x72, 0x51,0x22,0x43,0x22,0x21, 0xc6,0xc9,0x29,0xc6,0x45,0x23,0x23, 0x5

17、3,0x25,0x26,0x25,0x13,0x12,0x21, 0x62,0x42,0x23,0x25, 0x55,0x26,0x25,0x23,0x45, 0x26,0xa9,0x21,0x22,0x63, 0x52,0x22,0x22,0x13,0x12,0x21,0xa6,0xf9, 0x00,;unsigned char code music_l_tab8=0,1,2,3,4,6,8,16;/节拍延时单位unsigned char code music_freq_tab64= /音符定时器值表 0xff,0xea, /0 休止符 255-FREQ/24/131/256, /256-F

18、REQ/24/x/256 /1 do 高字节 256-FREQ/24/131%256, /256-FREQ/24/x%256 /1 do 低字节 255-FREQ/24/147/256,256-FREQ/24/147%256, /2 re 255-FREQ/24/165/256,256-FREQ/24/165%256, /3 mi 255-FREQ/24/175/256,256-FREQ/24/175%256, /4 fa 255-FREQ/24/196/256,256-FREQ/24/196%256, /5 suo 255-FREQ/24/221/256,256-FREQ/24/221%25

19、6, /6 la 255-FREQ/24/248/256,256-FREQ/24/248%256, /7 xi 0xff,0xea, /0 休止符 255-FREQ/24/262/256,256-FREQ/24/262%256, /1 do 255-FREQ/24/294/256,256-FREQ/24/294%256, /2 re 255-FREQ/24/330/256,256-FREQ/24/330%256, /3 mi 255-FREQ/24/350/256,256-FREQ/24/350%256, /4 fa 255-FREQ/24/393/256,256-FREQ/24/393%25

20、6, /5 suo 255-FREQ/24/441/256,256-FREQ/24/441%256, /6 la 255-FREQ/24/495/256,256-FREQ/24/495%256, /7 xi 0xff,0xea, /0 休止符 255-FREQ/24/525/256,256-FREQ/24/525%256, /1 do 255-FREQ/24/589/256,256-FREQ/24/589%256, /2 re 255-FREQ/24/661/256,256-FREQ/24/661%256, /3 mi 255-FREQ/24/700/256,256-FREQ/24/700%2

21、56, /4 fa 255-FREQ/24/786/256,256-FREQ/24/786%256, /5 suo 255-FREQ/24/882/256,256-FREQ/24/882%256, /6 la 255-FREQ/24/990/256,256-FREQ/24/990%256, /7 xi 0xff,0xea, /0 休止符 255-FREQ/24/1049/256,256-FREQ/24/1049%256, /1 do 255-FREQ/24/1178/256,256-FREQ/24/1178%256, /2 re 255-FREQ/24/1322/256,256-FREQ/24

22、/1322%256, /3 mi 255-FREQ/24/1400/256,256-FREQ/24/1400%256, /4 fa 255-FREQ/24/1572/256,256-FREQ/24/1572%256, /5 suo 255-FREQ/24/1665/256,256-FREQ/24/1665%256, /6 la 255-FREQ/24/1869/256,256-FREQ/24/1869%256, /7 xi;unsigned char code music_frequp_tab64= /升半音 0xff,0xea, /0 休止符 255-FREQ/24/139/256, /1

23、do 高字节 /255-FREQ/24/x/256 256-FREQ/24/139%256, /1 do 低字节 /256-FREQ/24/x%256 255-FREQ/24/156/256,256-FREQ/24/156%256, /2 re 255-FREQ/24/175/256,256-FREQ/24/175%256, /3 mi 255-FREQ/24/185/256,256-FREQ/24/185%256, /4 fa 255-FREQ/24/208/256,256-FREQ/24/208%256, /5 suo 255-FREQ/24/234/256,256-FREQ/24/234

24、%256, /6 la 255-FREQ/24/262/256,256-FREQ/24/262%256, /7 xi 0xff,0xea, /0 休止符 255-FREQ/24/278/256,256-FREQ/24/278%256, /1 do 255-FREQ/24/312/256,256-FREQ/24/312%256, /2 re 255-FREQ/24/350/256,256-FREQ/24/350%256, /3 mi 255-FREQ/24/371/256,256-FREQ/24/371%256, /4 fa 255-FREQ/24/416/256,256-FREQ/24/416

25、%256, /5 suo 255-FREQ/24/467/256,256-FREQ/24/467%256, /6 la 255-FREQ/24/525/256,256-FREQ/24/525%256, /7 xi 0xff,0xea, /0 休止符 255-FREQ/24/556/256,256-FREQ/24/556%256, /1 do 255-FREQ/24/624/256,256-FREQ/24/624%256, /2 re 255-FREQ/24/700/256,256-FREQ/24/700%256, /3 mi 255-FREQ/24/742/256,256-FREQ/24/74

26、2%256, /4 fa 255-FREQ/24/833/256,256-FREQ/24/833%256, /5 suo 255-FREQ/24/935/256,256-FREQ/24/935%256, /6 la 255-FREQ/24/1049/256,256-FREQ/24/1049%256, /7 xi 0xff,0xea, /0 休止符 255-FREQ/24/1112/256,256-FREQ/24/1112%256, /1 do 255-FREQ/24/1248/256,256-FREQ/24/1248%256, /2 re 255-FREQ/24/1400/256,256-FR

27、EQ/24/1400%256, /3 mi 255-FREQ/24/1484/256,256-FREQ/24/1484%256, /4 fa 255-FREQ/24/1618/256,256-FREQ/24/1618%256, /5 suo 255-FREQ/24/1764/256,256-FREQ/24/1764%256, /6 la 255-FREQ/24/1968/256,256-FREQ/24/1968%256, /7 xi;unsigned char temp_TH1;unsigned char temp_TL1;/ 音乐_编码2 - IO定义 /sbit PIN_MSC=P10;

28、/ 音乐输出端口 / / 音乐_编码2 - 函数原型/void music_delay(unsigned char x); /音乐节拍延时void music_play(unsigned char *msc); /播放音乐子程序/ 音乐_编码2 - 函数 /-/void music_int_t1 (void) interrupt 3 using 1 /定时中断1/ PIN_MSC=PIN_MSC; TH1=temp_TH1; TL1=temp_TL1;/-/void music_delay(unsigned char n) /延时 125*n 毫秒 unsigned char i=125,j;

29、 do do for (j=0; j<230; j+) _nop_(); /j=(11159KHz/12-10)/4 while(-i); while(-n);/-/void music_play(unsigned char *msc) /音乐 unsigned char m,n,s; unsigned char music_freq=32; /音高 unsigned char music_long; /节拍 unsigned char music_data=0; /音符数据 bit music_up=0; /升半音 bit music_break=0; /断奏 temp_TH1=0xf

30、f; temp_TL1=0xea; /关输出(输出超声波) for(m=30;m>0;m-) for(n=20;n>0;n-) for(s=248;s>0;s-); /- while (*msc != 0x00&&w) P0=*msc;if(P3_3=0|P3_2=0|P3_1=0|P3_0=0)w=0;/if(P3_6=0)/w=0;while (*msc != 0x00&&w) music_data=*msc & 0x07; music_long=*msc>>4; /- if (music_long != 0) /是音符

31、 if (*msc >=128) /需升降调 if (*msc) & 0x08) = 0) if (music_freq >= 16) music_freq -= 16; /音下 else if (music_freq < 48) music_freq += 16; /音上 /- if (music_up=1) /升半音 temp_TH1=music_frequp_tab(music_freq + (music_data <<1); temp_TL1=music_frequp_tab(music_freq + (music_data <<1)+1); else /不升半音 temp_TH1=music_freq_tab(music_freq + (music_data <<1); temp_TL1=music_freq_tab(music_freq + (music_data <<1)+ 1); /- if (music_break) /断奏 music_delay(music_l_tabmusic_long&0x07-1);