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1页 1 绪论
1.1 概述
随着信息技术革命的深入和计算机技术的飞速发展，单片机的应用越来越广泛，并逐渐发展成为一门关键的技术学科。单片机具有一些突出优点：体积小、重量轻、耗电少、电源单一、功能强、价格低、运行速度快、抗干扰能力强、可用性高，所以在通信、家电、工业控制、仪器仪表、汽车等产品中都可以看到单片机的身影。目前国内单片机的应用仍以MCS-51系列为主。
本案是以AT89C51芯片的电路为基础，外部加上功率放大器、放音设备，以此来实现音乐演奏控制器的硬件电路，通过软件程序来控制单片机内部的定时器使其演奏出优美动听的音乐。用户可以按照自己的喜好选择音乐并将其转化成机器码存入单片机的存储器中。对于不同型号的单片机只需要相应的改变一下地址即可。该软、硬件系统具有很好的通用性，很高的实际使用价值，为广大单片机和音乐爱好者提供了很好的借鉴。
1.2 单片机的特点及应用
1.2.1 单片机的特点
一块单片机芯片就是一台计算机。由于单片机的这种特殊的结构形式，在某些应用领域中，它承担了大中型计算机和通用的微型计算机无法完成的一些工作。使其具有很多显著的优点和特点，因此在各个领域中都得到了迅猛的发展。单片机的特点可以归纳为以下几个方面：
1) 具有优异的性能价格比
单片机的这种高性能、低价格是它最显著的一个特点。单片机尽可能把应用所需要的储存器，各种功能的I/O口都集成在一块芯片内，使之成为名副其实的单片机。有的单片机为了提高速度和执行效率，开始采用了RISC流水线和DSP的设计技术。使单片机的性能明显优于同类型的微处理器，有的单片机的ROM可达64KB（式中‘B’表示字节），片内RAM可达2KB，单片机的寻址已突破64KB的限制，八位和十六位单片机寻址可达1MB和16MB。
单片机另一个显著特点是量大面广，因此世界上各大公司在提高单片机性能的同时，进一步降低价格，性能/价格之比是各公司竞争的主要策略。
基于单片机STC89C52的数字音乐盒设计
一、 引言
1.1设计的目的
通过课程设计，让学生熟悉单片机微机应用系统开发、研制的过程，软硬件设计的工作方法、工作内容、工作步骤。对学生进行基本技能训练，例如：组成系统、编程、调试、查阅资料、焊接电路板等。使学生理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。
1.2 设计的基本要求
（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，从而演奏不同的乐曲（至少3首歌曲）；
（2）采用七段数码管显示当前播放的歌曲序号；
（3）可通过功能键选择乐曲，暂停，播放，上一首，下一首；
扩展功能：利用一个循环跟每一个音调同步，每改变一个音调就变换一下彩灯，从而实现音乐控制彩灯的功能。
二、 总体设计
2.1基本工作原理
1、播放音乐的原理
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。
音符的发音主要靠不同的音频脉冲。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，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反相，就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。 2、音符频率的产生
音符及定时器的初值：
例如：中音1（DO）的音频=523HZ,周期T=1/523s=1912s
定时器/计数器0的定时时间为：T/2=1912/2s=956s
定时器956s的计数值=定时时间/机器周期=956s/1s=956(时钟频率=12MHZ)
电子音乐盒
1、设计任务和要求 ............................... 1
2、总体设计 .................................... 1
3、硬件设计 .................................... 2
3。1 硬件电路 .................................................................................. 2
3.2 原理说明 .................................................................................... 2
4、软件设计 .................................... 3
5、仿真、安装和调试 .............................. 3
6、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 ................................. 8
单片机课程设计报告
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(内存两首乐曲）。
（2）采用七段数码管显示当前播放的歌曲序号。
(3)可通过功能键选择乐曲，暂停，播放，上一曲,下一曲。
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），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
微控制器和音乐盒硬件功能
随着当代单片机技术的飞速进步，单片机的功能也越来越强大，包括：
(1)单片机集成度高；
(2)系统结构简单、使用方便、模块化；
(3)单片机可靠性高、处理功能强、速度快；
(4) 低电压、低功耗，便于生产便携产品；
(5) 强大的控制功能。
本文的设计采用了AT89C51单片机，是一款性价比非常高的单片机。
2.1 AT89C51芯片功能
AT89C51 是一款低压、高性能 CMOS 8 位微处理器，具有 4K 字节的闪存可编程可擦除只读存储器。俗称单片机[ 2 ] 。如图所示：
图 2-1 AT89C51 MCU 引脚图
图 2-2 AT89C51 单片机实物图
引脚功能[ 3 ] ：
P0.0-P0.7 ：8位开漏双向I/O口；
P1.0-P1.7：8位双向I/O口，提供上拉电阻；
P2.0-P2.7：8位双向I/O口，带上拉电阻；
P3.0-P3.7：引脚为8个带上拉电阻的双向I/O口；
P3.0：RXD（串口输入）；
P3.1：TXD（串行输出口）；
P3.2：INT0（外部中断0）；
P3.3：INT1（外部中断1）；
P3.4：T0（定时器0外部输入）；
P3.6：WR（外部数据存储器写选通）；
P3.7：RD（外部数据存储器读选通）；
EA：当EA保持低电平时，在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），无论是否有程序存储器。请注意，在加密模式 1 中，EA 将被锁定为 RESET；当EA端保持高电平时，这部分程序内存；
P3.5：T1（定时器1的外部输入）；
ALE：访问外部存储器时，地址锁存器使能的输出电平用于锁存地址的状态字节；
PSEN：外部程序存储器的选通信号；
RST：复位输入；
XTAL1：反向振荡放大器的输入，部分时钟工作电路的输入；
XTAL2：反相振荡器的输出。
2.2 八音盒的硬件和功能
本文设计的数字音乐盒所需硬件为：
AT89C51芯片：主控制器；
