数字音乐盒地设计与实现

智能数字音乐盒的设计与实现林倩;李宽;朵玉顺【摘要】随着科技的飞速发展,人们的生活节奏越来越快,多数人长期处于压力过大的状态.音乐对于调节人的心理压力来说是一种很有效的方式,因此,各式各样的音乐盒开始普及.由于容量大、操作方便、价格便宜等优点,数字音乐盒逐渐成为人们的首选.这里以电子技术为基础,设计了一款数字音乐盒.它以单片机为核心,主要由外围控制电路、外接电路、发声电路、电源电路等组成整个系统.音乐的播放可用按键或者红外遥控器实现,同时还可以播放外接设备中的音乐.该系统电路结构简单、功能强大、具有很强的实用性;软件设计简便易懂,适用范围广,具有广泛的可移植性,对于不同音乐只需改变相应的程序即可.此外,系统还扩展了部分功能,设计了外接播放设备的接口,人们可以随意切换自己喜欢的音乐.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2019(043)006【总页数】5页(P46-50)【关键词】单片机;音乐盒;智能;电路【作者】林倩;李宽;朵玉顺【作者单位】青海民族大学物理与电子信息工程学院,青海西宁810007;青海民族大学物理与电子信息工程学院,青海西宁810007;青海民族大学物理与电子信息工程学院,青海西宁810007【正文语种】中文【中图分类】TP368.11 引言音乐盒的起源可以追溯到中世纪欧洲文艺复兴时期，有着几百年的发展历史，是人类文明发展史上的一个见证。

传统音乐盒也就是机械式音乐盒，被称为“可发出声音的组钟”，由金属的撞击而产生声音，因此发音比较单调[1]。

同时，由于制作要求较高，造成制造成本过高，不能进行批量生产。

随着科技的迅速发展，基于电子技术的数字音乐盒已经以各种形式取代了传统音乐盒。

这里以单片机技术为核心设计了一款智能数字音乐盒[2]。

这种以微控制器为核心的数字音乐盒具有功能强大、体积小、价格低廉、使用方便等优点，可以在很多领域得到广泛的应用。

2 系统总体设计2.1 系统构架的设计思路这里以STC89C52单片机为控制核心构成数字音乐盒的基本系统结构,加上外围的控制电路、外接电路、发声电路、电源电路，共同组成整个系统[3]。

《数字音乐盒》设计报告
设计目标：
本数字音乐盒旨在提供一种方便、易用的音乐播放体验，让用户可以随时随地享受自己喜欢的音乐。

具体设计要求如下：
1. 支持多种音频格式，如MP3、FLAC等。

2. 采用简洁、直观的用户界面，方便用户操作。

3. 支持多种播放模式，如顺序播放、随机播放等，并且能够记忆用户播放模式。

4. 提供多种音效调节和均衡器设置，使用户可以自由调整音乐效果。

5. 支持歌词显示功能，使用户可以更好地理解音乐。

6. 支持歌曲收藏功能，使用户可以方便地收藏自己的喜爱歌曲。

设计思路与方案：
本数字音乐盒采用嵌入式系统设计，主要硬件部件包括音频芯片、显示屏幕和按键模块，其中音频芯片为核心部件，支持多种音频格式的解码和播放。

用户界面设计上，采用五向导航及确认键来进行操作，主界面分为“音乐播放”和“歌曲收藏”两大模块。

在“音乐播放”模块中，
用户可以选择不同的播放模式，包括顺序播放、随机播放和循环播放。

在播放过程中，用户可以通过前进、后退、暂停等操作来控制音乐播放进程。

同时，也提供了多种音效调节和均衡器设置，用户可以自行选择调整音乐效果。

在播放过程中，歌词会自动显示在屏幕上，方便用户理解歌曲。

在“歌曲收藏”模块中，用户可以收藏自己喜爱的歌曲，方便日后收听。

总结：
本数字音乐盒设计主要针对音乐爱好者，通过简洁、易用的界面设计和多种音效、播放模式等功能的设计，为用户提供了更为便捷、自由的音乐播放体验。

同时，歌曲收藏功能也使用户可以随时查找和收听自己喜爱的歌曲，满足用户对音乐的品质需求。

基于单片机的数字式音乐盒设计数字式音乐盒是一种音乐播放器，它通过数字技术存储和播放音乐。

基于单片机的数字式音乐盒可以使用单片机控制音乐的播放，实现音符和旋律的发声和控制。

本文将介绍如何设计一款基于单片机的数字式音乐盒。

一、音乐盒基本原理音乐盒是通过一个带有齿轮的转子，以弹簧的力量驱动，使得钢片受到磁力响应并发声，从而发出旋律。

数字式音乐盒是通过数字技术将音乐编码为数字信号，并存储在芯片中，通过解码器将数字信号还原为音符和旋律发声。

二、单片机控制电路设计1.芯片选择要设计一个数字式音乐盒，需要先选择一款合适的单片机，常用的有AT89C51、STC89C52等。

这里选择一款性能好且价格适中的STC89C52单片机。

2.存储器选型数字式音乐盒的数字信号需要存储在内存中，为了方便起见，使用一个4Mbit的Flash记忆芯片作为存储器。

3.音频输出电路数字信号需要通过解码器进行还原后才能通过音频输出电路输出。

可以使用一对耳机或者喇叭，同时需要用到音量电位器控制音量。

三、软件程序设计1.数字信号编解码算法的设计，可以使用目前较为流行的MIDI编码格式。

2.音乐信号输入模块设计，可以使用USB接口或SD卡接口。

3.数据接收模块设计，可以使用串行通信或者并行通信。

4.数字信号存储模块设计，使用Flash记忆芯片。

5.控制模块设计，实现单片机控制音乐盒的所有操作。

四、实现效果基于单片机的数字式音乐盒实现较为简单，但是需要注意以下几点：1.考虑使用定时器计算控制音乐的播放时间，保证旋律按照要求执行。

2.使用ADC(模拟-数字转换器)读取音量电位器值，对音量进行控制。

3.在使用USB接口时，需要有电路板，使得USB通信接口稳定，可靠。

基于单片机的数字式音乐盒是一种方便实用的音乐盒，通过数字技术的运用，实现了音乐的存储和播放，可广泛应用于各个领域中。

数字音乐盒设计方案1.1 智能音乐盒背景及意义音乐盒的起源，可追溯至中世纪欧洲文艺复兴时期。

当时为使教会的的钟塔报时，而将大小的钟表上机械装置，被称为“可发出声音的组钟”。

1598年，意大利籍耶稣会士利玛窦第一次来到，随行礼物中就有八音琴一台。

这是有史书记载的最早进入中国的八音琴。

经过各种的发明创造，1780年前后，拉匀芳的瑞士人从人偶自动钟的原理获得启示，发明了一种令人赞叹的机制——机械鸟鸣钟。

1796年，日瓦钟匠的发明，给机械音乐盒带来了革命性的改变，使音乐盒的体积缩小达到极限，而在接下来的世纪得以成功的发展。

1870年，德国的发明家首创了盘式音乐盒。

17世纪初，音乐盒的工业成为瑞士超过制表和缝制蕾丝业的第一大产业，这使得位于瑞士侏罗山边的小镇闻名于世。

1.2 国外单片机应用音乐盒概况1992年，中国第一台具有自主知识产权的八音琴在中国韵升的诞生，标志着中国，全方位地参与全球音乐盒这块巨大蛋糕的市场竞争，经过十多年的努力，韵升对八音琴的制造技术进行了更多的技术更新，取得了多个国家和地区50余项发明专利。

这使得音乐盒无论在音质，音量，谱曲，和外观设计等方面都有了更大的改进。

目前，韵升八音琴已占据全球八音琴市场份额的1/4，仅次于日本Sankyo，位居全球第二位。

音乐盒300多年的产品发展，同时也是人类文明300多年发展的历史鉴证。

每个不同时期的音乐盒造型，都能折射出当时不同的社会心态和文明发展现状，它也成了时代的一面镜子。

现今，音乐盒的制造，延袭传统，结合现代，正日益成为人们或为了典藏一段岁月，或为了收藏一份情感，或出于对音乐的追求，或对于旧时代的怀念，或为了居室的美化，等等，而得到众多品位人士的追求。

韵升八音琴店在新天地里设立了自己在的第一家店面，这也是惟一一家国品牌的八音琴专卖店。

在66平方米的店面中设了将近120多种八音琴，只要走进去就能感受到八音琴那清澈、透亮的音质所带来的美妙享受。

在这里，八音琴的价格并不是很贵，很适合作为礼品送给自己的朋友，其中，30音的八音琴价格在500元左右，50音的八音琴价格几乎上千。

716
86
Fa
1397
43
43
Fa#
370
1351
162
Fa#
740
676
81
Fa#
1480
41
41
So
392
1276
153
So
784
638
77
So
1568
38
38
So#
415
1205
145
So#
831
602
72
So#
1661
36
36
La
440
1136
136
La
880
568
68
La
1760
34
34
La#
附录(关键部分程序清单)
#in elude <reg51.h>
#defi ne ucharu nsig nedchar
#defi neuint un sig nedi nt
#define LEDLen 6
xdataunsignedcharOUTBIT _at_0x8002;//位控制口
xdataunsignedcharOUTSEG _at_0x8004;//段控制口
社，20154பைடு நூலகம்
[2]张仁彦，高正中，黄鹤松.单片机原理及应用.北京：机械工业出版社，
2016.3.
[3]付先成，，高恒强，蔡红娟.单片机原理与C语言程序设计.武汉：华中科技大
学出版社，2015.8.
[4]张校珩.单片机C语言编程100例■北京：中国电力出版社，2014.1.
⑸唐颖■单片机综合设计实例与实验■北京：电子工业出版社，2015.1.

锡焊丝
1.0mm
2m×16
松香
1盒×16
蜂鸣器
无源
1
附件B:总电路图
附件C：音乐程序
#include <reg52.h>
#include "Music.h"
#include "SoundPlay.h"
#include "lcd.h"
#define SYSTEM_OSC12000000//定义晶振频率12000000HZ
//**************************************************************************
unsigned char code *Sound;
unsigned char code *Music[3]={Music_Girl,Music_Same,Music_Two};
if (SM==3) CurrentFre <<= 2;//高音
Temp_T = 65536-(50000/CurrentFre)*10/(12000000/SYSTEM_OSC);//计算计数器初值
Sound_Temp_TH0 = Temp_T/256;
Sound_Temp_TL0 = Temp_T%256;
TH0 = Sound_Temp_TH0;
TL0 = Sound_Temp_TL0 + 12; //加12是对中断延时的补偿
}
if(KeyScan())goto Again;/*moren=LengthTab[Length%10];//算出是几分音符
XG=Length/10%10;//算出音符类型(0普通1连音2顿音)

基于单片机的音乐盒设计与实现【摘要】本文介绍了基于单片机的音乐盒设计与实现。

在分别阐述了研究背景、研究意义以及研究目的。

在详细介绍了硬件设计、软件设计、系统测试、性能优化以及成果展示。

在总结了设计过程中的经验，展示了实现效果，并展望了未来的发展方向。

通过本文的介绍，读者可以了解如何利用单片机技术设计和实现一款音乐盒，并对其性能进行优化和展示。

这对于音乐爱好者和电子爱好者来说具有一定的参考意义，也为未来相关研究提供了一定的借鉴价值。

【关键词】单片机、音乐盒、设计、实现、硬件、软件、系统测试、性能优化、成果展示、设计总结、实现效果、展望未来、研究背景、研究意义、研究目的1. 引言1.1 研究背景音乐盒是一种可以播放音乐的机械装置，古老而优雅。

传统的音乐盒使用机械装置来播放音乐，但随着现代科技的发展，基于单片机的音乐盒逐渐成为了一种新的设计趋势。

单片机能够提供更多的功能和灵活性，使音乐盒的设计更加多样化和精致化。

本研究旨在通过基于单片机的音乐盒设计与实现，探索如何利用现代科技提升传统音乐盒的功能和性能，为人们带来更好的音乐享受体验。

通过对硬件设计、软件设计、系统测试、性能优化等方面的研究和实践，将为音乐盒的发展提供新的思路和方法。

1.2 研究意义基于单片机的音乐盒设计与实现，可以大大简化音乐盒的结构，提高音色的表现力，丰富音乐盒的功能。

通过程序控制，可以实现多种音色的切换、音乐曲目的调节和存储、音乐盒的智能化操作等功能，使其更加符合现代人的需求。

基于单片机的音乐盒设计与实现还可以促进传统音乐盒产业的转型升级，推动文化产业的发展。

通过将传统文化与现代科技相结合，可以为音乐盒行业注入新的活力，拓展音乐盒的市场空间，吸引更多年轻人关注和参与。

基于单片机的音乐盒设计与实现具有重要的研究意义，不仅可以提升音乐盒的艺术表现力和实用性，还可以推动音乐盒产业的发展，为传统文化的传承与创新做出贡献。

1.3 研究目的具体来说，本研究的目的主要包括以下几个方面：1. 设计一种能够支持多种音乐格式的音乐盒系统，以满足不同用户对音乐的需求。

精英团队，稳步发展：我们拥有丰富的人力资源，主要类型有学术研究，软件开发，管理信息技术，图形技术，市场营销等。公司目前拥有骨干四名，同时扮演着员工角色，其中都是本科生。公司在产品开发和设计时查阅了不少专家的相关著作和论文，令我公司在科研，开发和市场营销以及售后服务等方面齐头并进。
持续创新，系列服务：经过很艰辛的努力，我们已经取得了一定的成果，并将在接下来的一段时间推出由本公司自主研发的音乐盒。同时，我们还会为用户提供相关的技术服务，方案制作和系统开发的服务。
图1-2音乐盒硬件电路原理图
3：音符频率和节拍的产生方法
3.1音符频率我们知道，之所以 Nhomakorabea不同的音调正是因为不同的音符对应不同的频率。表1-3给出了我们从低音1到高音7所对应的频率。即在编程时我们要根据音调的变化调整频率的变化。
3.2利用定时器/计数器0产生音符频率
利用单片机的内部定时器/计数器0，使其工作在模式1，定时中断，然后控制P3.7引脚的输出每次取反，就可以在P3.7的引脚输出相应的方波频率。改变计数初值就可以改变频率。即要产生音频输出方波，首先要算出某一个音频的周期（1/f），然后将此周期除以2，得到半个周期的时间。定时器的定时时间等于半个周期，定时时间到就将输出脉冲取反，重复上述过程，就可以在P3.7脚上得某一音频的脉冲。
例如：中音1（DO）的频率=523Hz，周期T=1/523s=1912毫秒；
定时器/计数器0的定时时间为：T/2=956毫秒；
定时956毫秒的计数值=定时时间/机器周期=956毫秒/1毫秒=956（时钟频率=12MHz）
装入TH0、TL0的计数初值THTL=65536-956=64580.
将64580装入TH0、TL0寄存器中，启动T1工作后，每计数956次时将产生溢出中断，进入中断服务程序是，每次对P3.0引脚的输出值进行取反，就可得到中音DO（523Hz）的音符频率。

一、设计题目：数字音乐盒二、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，从而演奏乐曲（最少储存三首乐曲，每首不少于30秒）。

2、采用LCD显示信息。

3、开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号（或名称）。

4、可通过功能键选择乐曲，暂停，播放。

5、选作内容：显示乐曲播放时间或剩余时间。

6、本设计中用89C51单片机，4*4键盘，蜂鸣器，16*2 LCD，七段显示数码管LED。

三、原理电路和程序设计：1、方案比较：方案1：用四个按键控制音乐的播放。

3个按键选择3首不同的音乐播放，另一个按键控制音乐的停止。

按下播放键，用一点简单的控制之后，才开始播放音乐。

比如，用定时器控制，亮灯倒计时10秒然后触发音乐播放。

方案2：用4*4小键盘来实现音乐的选择播放，1～A按键控制播放10首音乐，C～F 按键分别实现欢迎页面、上一首、下一首、停止播放。

为方便以后扩展，选择方案2。

2、电路工作原理：本设计中用到了89C51单片机，4*4键盘，蜂鸣器，16*2 LCD，七段显示数码管LED。

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，显示乐曲播放的时间，并驱动LCD,显示歌曲号及播放时间。

也可在LED显示歌曲号。

（1）硬件电路中用P1.0~P1.7控制按键，其中P1.0~P1.3扫描行，P1.4~P1.7扫描列。

（2）用P0.0~P0.7，P2.0~P2.7控制LED,其中P0.0~P0.7控制七段码a,b,c,d,e,f,g,用P2.0~P2.7为数码管位选信号。

（3）用，P2.0~P2.2作为LCD的RS,R/W,E的控制信号。

用P0.0~P0.7作为LCD 的D0~D7的控制信号。

（4）用P3.7口控制蜂鸣器。

（5）电路为12MHZ晶振频率工作，起振电路中C1,C2均为30pf。

3、电路原理图：4、软件实现方法：一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。

6.将数字式音乐盒组装在一个外壳中。
使用数字式音乐盒
在数字式音乐盒被制造完成后，使用也非常容易。只需要按下相应的控制开关，就可以开始播放音频文件。用户可以通过电位器调节音量或者播放音乐列表中的其他曲目。
在使用过程中，要注意数字式音乐盒的电池寿命。如果数字式音乐盒使用的是充电电池，那么必须确保其有足够的充电时间。
设计数字式音乐盒的材料
为了实现数字式音乐盒，需要以下材料：
·单片机芯片（例如STM32F103C8T6）
·数字到模拟转换器（DAC）
·音频输出器件（例如扬声器或耳机）
·控制开关（例如电位器，按钮等）
·电池（为了提供电源）
·音频文件（MP3，WAV等）
将这些材料组合在一起，可以实现数字式音乐盒。其中，单片机芯片是数字式音乐盒的关键部件，可以存储和播放歌曲、音乐片段等。
基于单片机的数字式音乐盒设计
随着新技术的不断涌现，数字式音乐盒成为人们越来越喜欢的玩具。它的外观精美，功能强大，而且价格也比传统音乐盒便宜，极受欢迎。本文将讨论基于单片机的数字式音乐盒设计，以及它的工作原理、材料和使用。
数字式音乐盒的工作原理
数字式音乐盒是使用单片机芯片进行数字信号的处理，通过音频输出器件输出模拟电信号的技术。这些芯片可以储存大量的音频文件，并且可以轻松地播放这些文件，具有极高的音频质量。数字式音乐盒可以播放所有类型的音频文件，比如WAV，MP3，MIDI和WMA等。这些芯片通常由音乐芯片，播放器和控制系统组成。播放器可以读取音频文件，发送给芯片进行处理，控制系统负责控制播放过程，比如触发开关等功能。整个过程非常简单，非常可靠。
最后，数字式音乐盒具有很多优点，比如它可以储存大量的音频文件，具有非常出色的音频质量，价格实惠，易于制造和使用，因此它是一款非常好的数码产品。

单片机数字音乐盒设计
单片机数字音乐盒是一种基于单片机的音乐播放器，可以通过程序控制播放不同的音乐。

下面是一个简单的单片机数字音乐盒的设计思路：
1. 材料准备：
- 单片机：选择一种合适的单片机，如Arduino或者STM32等。

- 扬声器：选择一种合适的扬声器，可以是小型的音箱或者
蜂鸣器等。

- 按键：选择一组适量的按键，用于控制音乐的播放、暂停、切换等功能。

- 电源：准备一块适量的电源供电给单片机。

2. 程序设计：
- 编写单片机的控制程序，包括初始化单片机和音频模块、
判断按键输入、控制音乐的播放等功能。

- 将音乐转化为单片机可识别的数据，可以将音乐文件先转
化为.wav格式，再通过程序将.wav文件转化为单片机可以播
放的数据格式。

3. 连接电路：
- 将单片机与扬声器连接起来，通过合适的音频线连接扬声
器的输入端和单片机的输出端。

- 连接按键到单片机的输入口，使单片机可以接收到按键的
输入信号。

4. 调试测试：
- 将单片机与电源连接并上电。

- 通过按键测试音乐的播放、暂停和切换等功能。

- 如果出现问题，可以通过调试程序和检查电路连接等方式进行故障排除。

基于单片机的音乐盒设计与实现基于单片机的音乐盒设计与实现随着科技的发展，音乐盒这一传统的机械音乐装置逐渐被电子化取代。

基于单片机的音乐盒正是这样一种电子化的音乐装置，是将单片机技术应用到音乐盒中，使得音乐盒变得更加智能化、可编程化。

一、基本设计原理基于单片机的音乐盒的背后，是单片机自身拥有强大的控制和处理能力。

单片机芯片内部包含CPU、存储单元、外设接口等元件，在加上各种传感器，以及DAC和PWM模块等输出模块，可以实现音乐盒的很多功能。

其中，按键、红外遥控器等输入模块用于控制播放、停止、循环等音乐操作，DAC和PWM模块用于模拟音频输出，将数字信号转换成模拟信号，以输出最终的音乐。

二、硬件设计在具体实现基于单片机的音乐盒时，需要选用适当的硬件，并作出合理的硬件设计。

硬件设计可分为几个模块：1、输入模块：选择合适的按键、红外遥控器等。

按键通常采用矩阵式按键，这样可以减少I/O口的使用，而红外遥控器的选择需要根据传输距离和稳定性等因素进行考虑。

2、存储模块：存储模块通常选择闪存或SD卡，目的是保存音频文件。

SD卡常用于储存大量音乐文件，闪存则常用于储存音乐盒固件程序和一些小的音乐片段。

3、输出模块：输出模块一般选择DAC和PWM模块，DAC用于输出高质量的音频信号，PWM则用于输出普通音频信号。

4、控制模块：控制模块通常选择单片机芯片作为控制核心，以实现音乐盒的各种功能。

三、软件设计在软件设计方面，需要根据实际需求对程序进行编程。

编程语言通常使用C语言或汇编语言。

在编程时，需要先编写程序框架，再选用合适的算法进行实现。

1、程序框架设计：程序框架包括程序结构、函数定义及参数、全局变量定义等内容。

通常，程序框架的设计需要体现出程序的模块化思想，以便于程序的维护和升级。

2、算法选择：在实现音乐盒的功能时，需要选用合适的算法。

例如，音乐的循环播放可以采用计数器实现，按键功能可以通过中断实现等。

同时，需要根据实际需求对算法进行部分优化，提升程序效率，减少系统资源的消耗。

基于单片机的电子音乐盒的设计与实现引言：电子音乐盒是一种能够播放预先录制音乐的装置。

传统的音乐盒通常使用机械装置来驱动音乐的播放，而基于单片机的电子音乐盒则采用了电子技术来实现这一功能。

本文将介绍基于单片机的电子音乐盒的设计与实现。

设计方案：1.输入模块：输入模块主要负责接收用户的输入，包括选择音乐和设置播放模式。

可以使用按钮、旋钮或触摸屏等方式来作为输入设备。

当用户选择音乐或设置播放模式时，输入模块将会发送相应的信号给控制模块。

2.存储模块：存储模块用于存储音乐的数据，可以使用闪存、SD卡或EEPROM等存储设备。

音乐的数据可以通过计算机编程的方式进行录制和存储。

3.解码模块：解码模块是将存储模块中的音乐数据解码为可供音频输出的信号。

解码模块通常包括一个解码器芯片和一些辅助电路，用于将数字信号转换为模拟信号。

4.音频输出模块：音频输出模块用于将解码模块输出的音频信号转换为可听的声音。

音频输出模块通常包括一个功放芯片和声音放大器等辅助电路。

5.控制模块：控制模块是整个音乐盒的核心，它接收输入模块的信号，并根据输入信号来控制存储模块、解码模块和音频输出模块的工作。

控制模块通常由一块单片机芯片和一些外围电路组成。

实现步骤：1.设计音乐数据格式：根据实际需求设计音乐数据的存储格式，包括音符音高、音符时长等信息。

可以使用标准的音乐符号来表示音乐数据。

2.编写控制程序：使用适当的编程语言编写控制程序，程序可以根据输入信号来选择和播放音乐。

控制程序需要与输入模块、存储模块、解码模块和音频输出模块进行交互。

3.实现输入模块：根据设计方案中的输入要求选择合适的输入设备，并编写对应的驱动程序。

驱动程序可以根据用户的输入来改变控制程序的运行状态。

4.实现存储模块：选择合适的存储设备，并编写读取和写入音乐数据的程序。

存储模块的程序可以根据控制程序的请求来读取特定的音乐数据。

5.实现解码模块：选择合适的解码器芯片，并编写相应的解码程序。

音乐盒设计报告引言音乐盒是一种传统的音乐装置，通过旋转手柄，音乐盒能够播放预先设置的音乐曲目。

在现代科技的发展下，电子音乐盒也逐渐兴起，以更加便捷和多样化的方式带给人们美妙的音乐享受。

本文将介绍设计一个电子音乐盒的过程和结果。

设计目标本次设计的电子音乐盒旨在实现以下目标： 1. 小巧便携：能够轻便地携带，随时随地享受音乐； 2. 多样音乐：能够存储和播放不同的音乐曲目，满足不同用户的需求； 3. 简单操作：操作简便，方便用户选择和播放音乐； 4. 好听音质：提供高质量的音频输出，保证音乐的美妙效果； 5. 耐用可靠：设计结构合理，能够保证长时间的使用寿命。

设计方案系统结构设计的电子音乐盒主要由以下组件构成： 1. 控制电路板：控制音乐播放和操作界面； 2. 存储器：存储音乐文件； 3. 播放装置：转动装置和音频输出设备。

控制电路板控制电路板是整个音乐盒的核心部分，负责处理用户的操作指令，控制音乐的播放和切换。

控制电路板采用嵌入式系统设计，集成了微处理器、存储器和输入输出接口。

通过设计合理的电路布局和优化算法，确保音乐盒的性能和稳定性。

存储器存储器用于存储音乐文件，通过存储器，用户可以随时切换不同的音乐曲目。

存储器采用固态存储器（例如闪存），具有较大的容量和高读写速度。

同时，存储器还需要设计合理的文件系统，方便用户管理和添加音乐文件。

播放装置为了实现音乐的播放，播放装置包括转动装置和音频输出设备。

转动装置通过电机和齿轮系统实现，根据用户旋转手柄的操作，转动装置会根据音乐的节奏和时间信息进行精确控制。

音频输出设备采用高音质的耳机和扬声器，保证音乐的清晰和逼真效果。

电源为了保证音乐盒的正常使用，电子音乐盒需要一个稳定的电源。

一般常见的音乐盒采用电池供电，可以使用可充电电池或者干电池。

通过合理的电路设计，确保电池的寿命和稳定性。

设计过程需求分析在设计之前，首先需要明确用户的需求和期望。

通过市场调研和用户调查，获取用户对电子音乐盒的需求和期望，确定设计的基本要求。

单片机与接口技术课程设计(论文) 数字音乐盒的设计院（系）名称电子与信息工程学院专业班级通信121班学号120405003学生姓名潘凤麟指导教师高影讲师起止时间：2015.7.4—2015.7.13课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：通信工程摘要单片机是把CPU、存储器和I/O接口集成在一片半导体硅片上的微型计算机。

本次课程设计所设计出的数字音乐盒就是基于单片机的一个系统。

它的的硬件电路部分采用Proteus软件进行设计，以AT89C51单片机作为主芯片，用其I/O口产生不同频率的方波来驱动蜂鸣器发出不同的音调，再配以LCD显示屏和4*4键盘实现必要的显示和控制。

软件部分采用Keil与Proteus进行联合仿真，并用汇编语言来设计程序，把用Keil生成的HEX文件写入到单片机中即可实现设计所要求的功能。

通过Proteus与Keil的联合仿真，该数字音乐盒可播放3首不同的歌曲，并可通过LCD显示屏显示歌曲名称或序号；可通过4*4键盘实现对歌曲的选择，暂停，与播放功能，故仿真结果符合设计要求。

关键词：数字音乐盒；LCD显示屏；键盘目录第1章绪论 (1)1.1 AT89C51简介 (1)1.2 仿真环境简介 (2)1.3本文研究内容 (3)第2章数字音乐盒硬件电路图的设计与分析 (4)2.1 总体设计方案分析 (4)2.2 数字音乐盒部分电路原理说明 (4)2.2.1 蜂鸣器驱动部分电路图与原理说明 (4)2.2.2 LCD显示部分电路图与原理说明 (5)2.2.3 键盘控制部分电路图与原理说明 (6)第3章数字音乐盒的软件设计 (7)3.1 数字音乐盒总体软件程序流程图与分析 (8)3.2 数字音乐盒各子程序的设计与分析 (8)3.2.1 系统初始化子程序设计与分析 (9)3.2.2 LCD显示子程序设计与分析 (10)3.2.3 蜂鸣器频率控制子程序设计与分析 (11)3.2.4 键盘控制子程序设计与分析 (11)第4章仿真结果与分析 (12)4.1 仿真结果 (12)4.2 仿真步骤与结果分析 (13)第5章总结 (16)参考文献 (17)附录Ⅰ (18)附录Ⅱ (19)附录Ⅲ (20)第1章绪论1.1 AT89C51简介所谓单片机，是指把CPU、存储器和I/O接口集成在一片半导体硅片上的微型计算机。

数电音乐盒课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解数字电子电路的基本原理，掌握基本逻辑门的功能与应用。

2. 学生能够运用所学知识，设计简单的数字电路，实现对音乐盒节奏的控制。

3. 学生了解音乐盒的基本构造，掌握音阶与节奏的相关知识。

技能目标：1. 学生具备运用数字电路设计工具进行电路设计和分析的能力。

2. 学生能够通过小组合作，完成音乐盒的设计、搭建和调试。

3. 学生掌握基本编程思维，能利用数字电路实现音乐盒节奏的编程。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学、探索未知的精神，增强对电子技术的兴趣。

2. 培养学生的团队协作意识，提高沟通与表达能力。

3. 增强学生的环保意识，培养节能环保的观念。

课程性质：本课程为实践性课程，以项目式学习为主，结合理论教学，引导学生动手实践。

学生特点：六年级学生具有一定的逻辑思维能力和动手操作能力，对新鲜事物充满好奇心，善于合作交流。

教学要求：教师需关注学生的个体差异，提供个性化的指导与帮助，确保每位学生都能在课程中取得实际成果。

通过课程学习，使学生将理论知识与实际操作相结合，提高解决问题的能力。

二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材内容，组织以下教学安排：1. 数字电子电路基本原理：讲解逻辑门、触发器等基本概念，对应教材第3章内容。

- 逻辑门功能与应用- 触发器的种类及其工作原理2. 音乐盒基本构造与音阶知识：介绍音乐盒的构造，音阶与节奏的基础知识，对应教材第5章内容。

- 音乐盒的构造与发声原理- 音阶与节奏的基本概念3. 数字电路设计与编程：教授如何利用数字电路设计工具进行电路设计，以及编程实现音乐盒节奏控制，对应教材第6章内容。

- 数字电路设计工具的使用- 简单编程思维与方法4. 实践项目：设计并搭建音乐盒，对应教材第8章综合实践项目。

- 音乐盒电路设计- 音乐盒编程与调试- 小组合作与展示教学内容安排与进度：第1-2周：数字电子电路基本原理学习第3-4周：音乐盒基本构造与音阶知识学习第5-6周：数字电路设计与编程学习第7-8周：实践项目设计与实施教学内容科学系统，注重理论与实践相结合，通过分阶段教学，使学生逐步掌握课程知识，为后续学习打下坚实基础。

数字音乐盒的设计与实现课程设计报告课程设计名称：微机系统综合课程设计课程设计题目：数字音乐盒的设计与实现1 总体设计方案1.1 题目介绍与要求本次课程设计的任务是运用伟福Lab8000试验箱和keil软件设计并实现一个数字音乐盒，要求采用I/O产生一定频率的方波，从而驱动蜂鸣器发出不同的音调，演奏乐曲；并且需要采用七段数码管显示当前播放的歌曲序号和播放时间；还得通过数字键盘直接选择乐曲，控制选择上一曲和下一曲音乐，具有暂停和播放控制功能。

1.2设计思路1.2.1音调的产生频率的高低决定了音调的高低。

音乐的十二平均率规定：每两个八度音（如简谱中的中音1和高音1）之间的频率相差一倍。

在两个八度音之间又分为十二个半音。

另外，音名A（简谱中的低音6）的频率为440Hz，音名B到C之间、E 到F之间为半音，其余为全音。

由此可以计算出简谱中从低音1到高音1之间每个音名对应的频率，所有不同频率的信号都是从同一个基准频率分频得到的。

要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/频率），然后将此周期除以2，即为半周期的时间。

利用定时器计时这半个周期时间，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反相，就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。

利用51单片机的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法。

此外结束符和休止符可以分别用代码00H和FFH来表示，若查表结果为00H，则表示曲子终了；若查表结果为FFH，则产生相应的停顿效果。

例如频率为523Hz，其周期T=1/523=1912us，因此只要令计数器计时956us/1us=956，在每次技术956次时将I/O反相，就可得到中音DO（523Hz）。

计数脉冲值与频率的关系公式如下：N=Fi/2/FrN：计算值；Fi：内部计时一次为1us，故其频率为1MHz；其计数值的求法如下：初值T=65536?NC调各音符频率与计数值T的对照表如表1.1所示。