单片机数字音乐盒 (1)

《单片机原理与应用》大作业

题 目 数字音乐盒

院 系

专 业

姓 名

班级学号

指导教师

二○一一年十二月

单片机大作业任务书

作业名称 基于AT89C51单片机的数字音乐盒

姓 名 院（系） 班级 专业 学号 电话 QQ号 2

1、设计任务：设计一款基于AT89C51单片机的数字音乐盒。

2、设计要求：

（1）利用单片机的I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏乐曲。

（2）共有10首音乐，每首乐曲都由相应的按键控制，并有开关键、暂停键、上一曲及下一曲控制键；

（3）利用LCD液晶显示歌曲的序号、播放时间，开机时显示英文欢迎提示字符。

完成时间 2011-2012学年第一学期

目 录

单片机大作业任务书 ..................................................................................................................... 1

1、设计任务 ................................................................................................................................... 2

2、设计要求： ............................................................................................................................... 2

1 概述 ............................................................................................................................................. 3 3 1.1单片机数字音乐盒有关介绍 ..................................................................................... 4

1.2本设计任务 ................................................................................................................. 6

2总体方案论证与设计 .................................................................................................................. 7

2.1 单片机的选取 ............................................................................................................ 7

2.2系统总体结构框图 ..................................................................................................... 8

3系统硬件设计 ............................................................................................................................ 10

3.1 AT89C51 芯片功能和硬件连接 ............................................................................. 10

3.1.2 管脚说明（如图3.1）： 图3.1 ........................................ 10

3.2 键盘 .......................................................................................................................... 12

3.5 整体硬件电路 ........................................................................................................ 13

4系统软件设计 ............................................................................................................................ 15

4.1 主模块的设计 .......................................................................................................... 15

4.3 基本显示模块设计 .................................................................................................. 16

4.4 系统初始化程序 ...................................................................................................... 17

4.6程序流程图 ............................................................................................................... 20

4.7 文档顶端程序清单 .................................................................................................. 22

5 调试结果 ................................................................................................................................... 32

5.1 系统总电路图 .......................................................................................................... 32

5.2 运行结果及分析 ...................................................................................................... 33

总 结 ............................................................................................................................................. 33

参考文献 ....................................................................................................................................... 34

1 概述

随着社会的发展和进步，许多人性化而电子产品被人们用在日常生活之中，而单片机被广泛的运用到人们长期接触的事物上，比如银行交易窗口的滚动字幕，还有各种彩灯的控制，手机、计算机、机器人等各行各业之中。传统的音乐盒多是机械音乐盒，其工作原理是通过齿轮带动一个带有铁钉的铁桶转动,铁桶上的铁钉撞击铁片制成的琴键，从而发出声音。但是，机械式的音乐盒体积比较大，比较笨重，且发音单调。水、灰尘等外在因素，容易使内部金属发音条变形，从而造成发音跑调。另外，机械音乐盒放音时为了让音色稳定,必须放平不能动摇，而且价格昂贵，不能实现大批量生产。基于单片机设计制作 4 的电子式音乐盒。与传统的机械式音乐盒相比更小巧，音质更优美且能演奏和弦音乐。电子式音乐盒动力来源是电池，制作工艺简单，可进行批量生产，所以价格便宜。基于单片机制作的电子式音乐盒，控制功能强大，可根据需要选歌，使用方便。所放歌曲的节奏可以根据需要进行设置，根据存储容量的大小，可以尽可能多的存储歌曲。另外，可以设计彩灯外观效果，增设放歌时间、序号显示灯功能，使音乐盒的功能更加丰富。本设计采用

4*4 键盘，16*2 LCD。

1.1单片机数字音乐盒有关介绍

电子音乐已广泛地应用于社会生活的各个领域。其类型从音乐卡片到CD、MP3 等多种多样，制作原理也各不相同。声音是通过振动产生的。单片机对某一I/O引脚以一定的频率循环置1和清0，这一引脚便产生一定频率的方波，该方波通过放大后作用于扬声器便产生一定频率的声音。若改变输出方波的频率，产生的声音也就改变了。通过控制输出方波的时间长短,声音的长短也就得到控制。因此，根据乐谱，单片机就可产生电子音乐。音乐中最关键的两个要素是音符和节拍。单片机控制的音乐发生器系统由硬件电路和软件两部分构成。利用单片机控制的电子音乐发生器软硬件上具有独特的优点，系统的开发周期短，成本低，电路制作容易。更换歌曲时，硬件电路无需作任何修改，只需修改软件即可实现。软件编程时，可用51系列单片机的汇编语言或C51语言实现。同时还可根据个人的习好通过软件改变节拍的延时时间，增加电子音乐的趣味性。

1.1.1发音原理介绍

发音原理：播放一段音乐需要的是两个元素，一个是音调，另一个是音符。首先要了解对应的音调，音调主要由声音的频率决定，同时也与声音强度有关。对一定强度的纯音，音调随频率的升降而升降；对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降，高频纯音的音调却随强度增加而上升。另外，音符的频率有所不同。基于上面的内容，这样就对发音的原理有了一些初步的了解。