音乐盒设计单片机课程设计报告

.z.基于89c52单片机音乐播放的设计**师*学院物理与电气工程学院TOC\o"1-2"\h\z\u1、设计任务和要求12、总体设计13、硬件设计23.1硬件电路23.2原理说明24、软件设计25、仿真、安装和调试56、收获与体会6附件1：元件清单6附件2:总仿真电路图7附件3：音乐程序8-.z.音乐盒设计1、设计任务和要求(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。(2直接当前播放的歌曲。(3)可通过功能键选择播放上一首、下一首和暂停播放歌曲。2、总体设计(1)要产生音频脉冲，只要算出*一音频的周期(1/音频),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(2)利用8052的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下,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/FrN：记数值Fi：内部计时一次为1微秒．故其频率为1MHZFr；要产生的频率(3)：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〔1046HZ〕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高音D0的T＝65536－500000／1047＝650593、硬件设计3.1硬件电路本设计中用到89C52单片机，扬声器、键盘、连接线。1．最小系统⑴单片机：本次设计使用单片机芯片AT89C52AT89C52的工作特性：•内含8KB的FLASH存储器檫写次数1000次；•256*8bit内部RAM；•具有32根可编程I/O线；•具有3个16位编程定时器•AT89C52共有6个中断向量：两个外中断〔INT0和INT1〕，3个定时器中断〔定时器0、1、2〕和串行口中断•具有1个全双工的可编程串行通信接口；•具有可编程3级程序锁定位；•AT89C52的工作电源为5〔1±0.2〕V且典型值为5V；•AT89C52最高工作频率为24MHZ；•AT89C52的编程频率为3~24MHZ，编程启动电流和启动电压分别为1mA、5或12V。3.2原理说明当键盘有键按下时，判断键值，启动计数器T1，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T0,显示歌曲号。〔1〕 硬件电路中用、分别接k1、k2作为上、下一曲的功能键〔2〕 用P0控制七段码a,b,c,d,e,f。〔3〕用P1.2口控制喇叭。〔4〕 电路为12MHZ晶振频率工作，起振电路中C1,C2均为30pf。4、软件设计本程序可以实现课程设计的根本要求，并可以通过按键播放三首歌曲，程序流程图如下：总体框图：主程序框图：子程序框图：5、仿真、安装和调试按照上面设计的电路在proteus软件内画图,翻开单片机软件开发系统Keil,选择89C52单片机,在其中编写程序,运行生成一个后缀名为he*的文件,然后将该文件下载到proteus中的AT89C52单片机中进展仿真,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方法：〔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*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正常运行的现象。当用JNZ指令时，跳转*围比拟少，这时要用一个标号中转。〔3〕编程时要注意，在程序开场时，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方法：a.两个定时器同时工作，存在中断时序问题，刚开场时我们把定时器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。解决方法：将定时器1设定在工作方式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，假设改为发音一拍，中断对歌曲播放影响减弱，但音乐效果变差。改良方案：假设采用可以定时时间更长的单片机，可以防止所有问题。6、收获与体会(1)上学期学习单片机的课时不多，对单片机的硬件设计，软件设计掌握的深度不够，但通过此次课程设计，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。(2)在一个好的气氛里才能踏下心来做东西，在这一段时间里，寝室成员都认真对待这次课程设计，除了自己做好自己的课题外，在遇到不懂的地方互相讨论，查阅资料，互助解决问题。另外在编程中出现问题时，一定要戒骄戒躁，脚踏实地，认真看书，仔细分析，仔细调试，就一定会发现错误。我们也是这么做的，这一点在这次的课程设计中十分重要。(3)通过这次课程设计，我体会到了成功的喜悦，听着自己设计的程序下载到单片机中播放出音乐,心理非常自豪。这次的课程设计在一定程度上改变了我学习单片机这门课程的态度，从最初的认为学它没有什么实际意义，到如今爱上单片机学习，并希望能将理论运用到实践，设计出更好更完整的系统。我明白了一个人要想做好一件事，就必须具备自信心，耐心，还要有毅力，要胆大心细，要勇于尝试，要手脑并用，最后才能交出一份令人满意的答卷。附件1：元件清单名称数量〔个〕型号备注电阻6排阻R*8(1个)10k(3个),500(3个)数码管17SEG-DIGITAL开关4BUTTON单片机1AT89C52扬声器1SPEAKER电源25V电容330pf(2个),10uf(1个)晶振1CRYSTAL附件2:总仿真电路图附件3：音乐程序shuzhiEQU3fh ;选曲目的地址 songEQUp1.2;扬声器播放 playEQUp3.0;播放停顿键 addoneEQUp3.1 ;曲目加一键 suboneEQUp3.2 ;曲目减一键 dulEQUP1；段选 welEQUP2；位选 ORG0000H LJMPSTART ORG000BH ;定时器0溢出中断入口地址 AJMPcont ORG0013H ;外部中断一入口地址 AJMPpause ;指向外部中断程序ORG0100HSTART:MOVSP,#50H MOVTH0,#0DBH ;定时器赋初值 MOVTL0,#0FFH MOVTMOD,#01H；设定T1工作于方式2 MOVIE,#86H ;开中断 MOVTCON,#00H MOVR0,#00H MOVshuzhi,#00H(是否顺序播放音乐)MAIN:JNBplay,first ;判断P3.0键是否按下 SJMPMAINfirst:ACALLdel20 JNBplay,first MOVshuzhi,#00H MOVdul,#06H;共阴数码管显示1 MOVwel,#80H MOVDPTR,#dat1；dat1首地址赋给DPTRACALLmusic0 ACALLne*t RETne*t:INCshuzhi MOVA,shuzhi CJNEA,#01,LOOP3 ;A是否=1,不等就跳转到LOOP3MOVDPTR,#dat2 ;表2首地址送DPTR MOVdul,#5BH ;显示数值2 MOVwel,#80H ACALLmusic0 INCALOOP3:CJNEA,#02,LOOP4 ;A是否=2,不等就跳转到LOOP4 MOVDPTR,#dat3 ;表3首地址送DPTR MOVdul,#4FH ;显示数值3 MOVwel,#80H ACALLmusic0 INCALOOP4:CJNEA,#03,ne*t ACALLfirst RET〔按键播放上一首音乐〕last:DECshuzhi MOV a,shuzhi CJNE a,#02,last1 MOV dptr,#dat3 MOV dul,#4Fh MOV wel,#80h ACALL music0last1: cjne a,#01,last2 MOV dptr,#dat2 MOV dul,#5Bh MOV wel,#80h ACALL music0last2: cjne a,#00,last MOV dptr,#dat1 MOV dul,#06h MOV wel,#80h ACALL music0 RET music0: MOV 20h,#00h ;中断计数单元清0music1: clr a MOVC a,a+dptr ;查表取音阶常数 JZ end0 ;累加器判0看是否是完毕符 CJNE a,#0ffh,music5 ;是休止符" LJMP music3 ;产生100ms停顿music5: NOPkey: JNB play,k0 ;判断P3.0键是否按下 JNB addone,k1 ;判断P3.2键是否按下 JNB subone,k2 ;判断P3.1键是否按下 MOV r6,a ;音阶常数送R6 INC dptr ;DPTR+1 MOV a,#0 MOVC a,a+dptr ;取常数送R7 MOV r7,a SETB tr0 ;启动定时器T0music2: nop CJNE r0,#0,$ CPL song ;输出电平取反 MOV a,r6 MOV r3,a ;音阶常数送R3 LCALL del20 MOV a,r7 ;节拍常数送A CJNE a,20h,music2 ;节拍时间到否 MOV 20h,#00h ;为取下一音阶作准备 INC DPTR LJMP music1music3: NOP ;休止100ms CLR tr0 ;关闭定时器 MOV r2,#14hmusic4: NOP MOV r3,#250 ;R3=250 LCALL del20 DJNZ r2,music4 INC dptr ;为取下一音阶作准备 LJMP music1end0: MOV r2,#200 ;歌曲完毕后,延时1s后继续music6: MOV r3,#250 LCALL del20 DJNZ r2,music6〔按键选择〕k1: ACALL del20 ;调用延时子程序 JNB addone,k1 ;判断P3.2键是否释放 ACALL ne*tk2: ACALL del20 JNB subone,k2 ;判断P3.1键是否释放 ACALL lastk0: ACALL del20 JNB play,k0；判断3.0键是否释放 LJMP start RETdel20: MOV r4,#05h；延时子程序del4: NOP DJNZ r4,del4 DJNZ r3,del20 RETcont: INC 20h ;计数单元+1 MOV th0,#0dbh ;重新10ms定时初值 MOV tl0,#0ffh RETI ;跳出中断〔停顿播放〕pause: ACALL del20 JNB p3.0,pause ;判断P3.0键是否有释放 MOV a,r0 ;把R0的值给A CPL a ;A值取反 MOV r0,a RETIdat1:db3bh,20h,3bh,20h,30h,20h,33h,20h,3bh,80h,0ffhdb3bh,20h,3bh,20h,26h,20h,2bh,20h,26h,80h,0ffhdb26h,20h,26h,20h,20h,20h,26h,20h,2bh,20h,2bh,20h,30h,20h,33h,10h,33h,10hdb3bh,60h,40h,20h,4ch,80h,0ffhdb3bh,20h,3bh,20h,30h,20h,33h,20h,3bh,80h,0ffhdb3bh,20h,3bh,20h,26h,20h,2bh,20h,26h,80h,0ffhdb26h,20h,26h,20h,20h,20h,26h,20h,2bh,20h,2bh,20h,2bh,20h,30h,20hdb33h,20h,3bh,20h,3bh,20h,40h,2bh,3bh,80h,0ffhdb19h,20h,1ch,40h,26h,20h,19h,20h,1ch,40h,26h,20h,0ffhdb20h,20h,1ch,20h,1ch,20h,20h,20h,26h,80h,0ffhdb19h,20h,1ch,40h,26h,20h,19h,20h,1ch,40h,26h,20h,0ffhdb20h,20h,1ch,20h,1ch,20h,20h,20h,26h,80h,0ffhdb2bh,20h,2bh,40h,3bh,20h,2bh,20h,2bh,40h,2bh,20h,0ffhdb26h,20h,2bh,20h,2bh,20h,30h,20h,2bh,80h,0ffhdb2bh,20h,2bh,40h,3bh,20h,30h,20h,30h,40h,2bh,20h,0ffhdb33h,20h,3bh,20h,3bh,20h,40h,20h,3bh,80h,0ffh,0ffhdat2:db18h,30h,1ch,10h,20h,40h,1ch,10hdb18h,10h,20h,10h,1ch,10h,18h,40hdb1ch,20h,20h,20h,1ch,20h,18h,20hdb20h,80h,0ffh,20h,30h,1ch,10h,18hdb20h,15h,20h,1ch,20h,20h,20h,26hdb40h,20h,20h,2bh,20h,26h,20h,20hdb20h,30h,80h,0ffh,20h,20h,1ch,10hdb18h,10h,20h,20h,26h,20h,2bh,20hdb30h,20h,2bh,40h,20h,20h,1ch,10hdb18h,10h,20h,20h,26h,20h,2bh,20hdb30h,20h,2bh,40h,20h,30h,1ch,10hdb18h,20h,15h,20h,1ch,20h,20h,20hdb26h,40h,20h,20h,2bh,20h,26h,20hdb20h,20h,30h,80h,20h,30h,1ch,10hdb20h,10h,1ch,10h,20h,20h,26h,20hdb2bh,20h,30h,20h,2bh,40h,20h,15hdb1fh,05h,20h,10h,1ch,10h,20h,20hdb26h,20h,2bh,20h,30h,20h,2bh,40h db20h,30h,1ch,10h,18h,20h,15h,20hdb1ch,20h,20h,20h,26h,40h,20h,20hdb2bh,20h,26h,20h,20h,20h,30h,30hdb20h,30h,1ch,10h,18h,40h,1ch,20hdb20h,20h,26h,40h,13h,60h,18h,20hdb15h,40h,13h,40h,18h,80h,00hdat3:db26h,20h,20h,20h,20h,20h,26h,1