基于51單片機(jī)的電子音樂(lè)盒的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(文檔下載)

ID:453219 · 發(fā)表于 2018-12-24 10:57

基于單片機(jī)的電子音樂(lè)盒的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

一、設(shè)計(jì)目的

為證明單片機(jī)可以通過(guò)軟件程序控制硬件電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單音樂(lè)播放器的功能，以此證明單片機(jī)的功能強(qiáng)大。

二、設(shè)計(jì)概述

本課題是一個(gè)基于51單片機(jī)的電子音樂(lè)盒，依據(jù)單片機(jī)控制技術(shù)原理，設(shè)計(jì)出一個(gè)可以播放多首音樂(lè)的數(shù)字音樂(lè)盒，通過(guò)數(shù)碼管顯示當(dāng)前是第幾首音樂(lè)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了三個(gè)按鍵，具體功能：S1：暫停/播放；S2：加一首（下一首）；S3：減一首（上一首）。通過(guò)硬件電路制作以及以及軟件編程，設(shè)計(jì)制作出一個(gè)多功能的電子音樂(lè)盒。

三、設(shè)計(jì)方案

在這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，單片機(jī)采用51兼容系列的STC89C52RC。有以下幾部分構(gòu)成：電源電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)、發(fā)聲系統(tǒng)、鍵盤控制電路、顯示電路。經(jīng)過(guò)論證后我確定的系統(tǒng)框圖，如下圖所示：

四、設(shè)計(jì)原理

1、原理

本系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)，獨(dú)立按鍵、數(shù)碼管組成。利用I/O口產(chǎn)生一定頻率的方波，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，發(fā)生不同的音調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)樂(lè)曲的演奏。系統(tǒng)能通過(guò)功能鍵完成選擇樂(lè)曲、播放、暫停、和復(fù)位的基本功能。在播放樂(lè)曲的同時(shí)LCD上顯示所播放的歌曲序號(hào)，可以通過(guò)復(fù)位鍵使音樂(lè)盒從第一首歌曲重新播放，本系統(tǒng)成本低廉，功能強(qiáng)大實(shí)用。

2、音樂(lè)基礎(chǔ)簡(jiǎn)介

<1>音樂(lè)頻率表

低音	頻率	中音	頻率	高音	頻率
11	262	1	523	11	1046
22	294	2	587	22	1175
33	330	3	659	33	1318
44	349	4	698	44	1397
55	392	5	784	55	1568
66	440	6	880	66	1760
77	494	7	988	77	1967

<2>音調(diào)表建立

由于單片機(jī)輸出為方波輸入信號(hào)，波形圖如下：

高低電平各占1/2，根據(jù)單片機(jī)定時(shí)器工作原理。

定時(shí)時(shí)間=（滿值-初值）X機(jī)器周期

初值=滿值-定時(shí)時(shí)間/機(jī)器周期

=216-（1/f）X（1/2）X106

以低音11為例，初值為=216-（1/262）X（1/2）X106

=63627.6

=63628

同理得其他音調(diào)值，具體如下：

Unsigned int code table[]={0,63628,63835,64021,64103,64260,64399,64523,64579,64684,64777,64819,64898,64968,65030,65058,65110,65157,65178,65217,65252,65282};

<3>音樂(lè)表的建立

我們以兩只老虎音樂(lè)為例子，然后我們就會(huì)得到該音樂(lè)表

Uchar code music1[]={8,4,9,4,10,4,8,4,9,4,10,4,8,4,10,4,11,4,12,8,10,4,11,4,12,8,12,3,13,1,12,3,11,1,10,4,8,4,12,3,13,1,12,3,11,1,10,4,8,4,9,4,5,4,8,8,9,4,5,4,8,8,0,0xff};

3、硬件電路設(shè)計(jì)

單片機(jī)最小系統(tǒng)

在基于單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，其核心是單片機(jī)的最小系統(tǒng)，而單片機(jī)又是最小系統(tǒng)的核心，為了方便起見(jiàn)，采用的型號(hào)是：STC89C52RC，內(nèi)部資源有：8kbflash，512b sram，4個(gè)8位I/O口，2個(gè)TC，1個(gè)UART，帶ISP和IAP功能。是近年來(lái)流行的低端51單片機(jī)。時(shí)鐘電路采用12MHz晶體，復(fù)位電路采用簡(jiǎn)單的RC復(fù)位電路。R4=1KΩ，R3=10KΩ,C5=10Uf。

發(fā)聲控制電路

音樂(lè)的發(fā)生器采用小喇叭，使用PNP型三極管。

鍵盤控制電路

通過(guò)安按鍵來(lái)控制樂(lè)曲的暫停/播放、加+、減-。S1、S2、S3的功能設(shè)定如下。S1暫停/播放；S2樂(lè)曲/+；S3樂(lè)曲/-。

音樂(lè)數(shù)目顯示電路

顯示當(dāng)前的樂(lè)曲序列。為了直觀的觀察室哪一首曲子的效果，設(shè)置一位數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管需要接一個(gè)200-100Ω的電阻起分壓作用。

4、程序流程圖

五、仿真結(jié)果

所仿真出來(lái)的結(jié)果，去掉N2905，聲音變小了，加上之后聲音變大了，額，第一首是兩只老虎，第二首，我換成通天大道，不過(guò)沒(méi)找到樂(lè)譜規(guī)律，錯(cuò)了，第三首是小兔子快開門，第四首新年好，第五首歌曲接連被放出來(lái)。效果不錯(cuò)。

六、總結(jié)

通過(guò)本次仿真作圖，以及程序編寫，仿真原圖，和自己再畫圖，和程序再組合效果，依然不錯(cuò)，原圖只是作為參考，其次，通過(guò)本次作業(yè)，明白，每一門課代表以后的每項(xiàng)工作，而這門課開設(shè)的原因估計(jì)是要我們認(rèn)為，在一臺(tái)機(jī)器，里面通過(guò)芯片，芯片的程序帶動(dòng)硬件，一件成品就出來(lái)了。所以，軟件和硬件屬于相輔相成，在未來(lái)的世界中，是屬于硬件和軟件共存的時(shí)代，沒(méi)有軟件，硬件別想動(dòng)；同理硬件也是一樣的。認(rèn)可了工程師的偉大，以及程序員的厲害之處。

七、附錄

1、元件清單

元件清單：2N2905、2W10G、7SEG-MPX2-CA A700127M004ATE018、AT89C52、BUTTON、BUZZER、CAP CRYSTAL、 DIODE-LED、 RES、 SW-SPDT

2、電路圖

單片機(jī)源程序如下:

#include"reg52.h"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit buzzer=P2^7;
void delay(uint z);
void scan();
sbit S1=P3^1;
sbit S2=P3^2;
sbit S3=P3^3;
bit flag=1;
uchar buf,high,low,n;
char i;
uint sound;
uchar code num[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
uint code table[]={0,63628,63835,64021,64103,64260,64399,64523,64579,64684,64777,64819,64898, 64968,65030,65058,65110,65157,65178,65217,65252,65282};
uchar code music1[]={8,4,9,4,10,4,8,4,9,4,10,4,8,4,10,4,11,4,12,8,10,4,11,4,12,8,12,3,13,1,12,3,11,1,10, 4,8,4,12,3,13,1,12,3,11,1,10,4,8,4,9,4,5,4,8,8,9,4,5,4,8,8,0xff};
uchar code music2[]={10,10,10,9,8,9,10,12,10,10,9,8,9,10,20,19,20,17,19,19,19,15,20,19,17,19,19,19, 15,16,17,16,19,17,16,15,16,19,8,20,19,19,8,20,19,17,19,20,8,8,20,19,10,10,12,9,8,8,0xff};
uchar code music3[]={12,4,15,2,13,2,12,4,12,4,10,2,12,2,13,2,15,4,12,4,12,4,13,4,12,2,10,2,9,4,9,4,10, 4,12,2,10,2,9,2,10,2,8,4,13,4,12,4,13,4,12,4,13,4,12,4,10,4,13,4,12,4,12,2,12,2,10,2,9,2,8,2,8,8,2,8,2,9,2,10,2,8,8,0xff};
uchar code music4[]={8,3,8,3,8,3,5,3,10,3,10,3,10,3,8,4,8,3,10,3,12,3,12,4,10,3,11,3,10,3,9,6,9,3,10,3, 11,3,11,4,10,3,9,3,10,3,8,4,8,3,10,3,9,3,5,4,7,3,9,3,8,6,0xff};
uchar code music5[]={0,2,8,2,10,2,11,2,12,2,12,2,11,2,12,4,13,2,14,2,15,2,10,2,10,2,11,2,12,8,13,4,12, 2,11,2,12,2,15,2,15,4,13,4,13,2,14,2,15,4,14,4,12,4,10,2,11,2,10,2,11,2,12,4,13,2,14,2,15,4,14,2,13,2,12,8,12,2,13,24,9,8,16,0xff};
uchar code *menu[]={0,music1,music2,music3,music4,music5};
uchar *p;
char j;
void int0() interrupt 0
{if(S2==0)
{delay(1);
if(S2==0)
{j++;
if(j==6)
{j=1;}
P0=num[j];
TR0=0;TR1=0;
n=0;i=3;
p=menu[j];
}
delay(1);
while(! S2);
}
}
void int1() interrupt 2
{
if(S3==0)
{ delay(1);
if(S3==0)
{ j--;
if(j==0){j=5;}
P0=num[j];TR0=0;TR1=0;n=0;i=3;p=menu[j];}
delay(1);
while(! S3);
}
}
void t1() interrupt 3
{
TH1=(65536-50000)/256;
TL1=(65536-50000)%256;
n--;
scan();
}
void t0() interrupt 1
{
TH0=high;
TL0=low;
buzzer=!buzzer;
}
void init()
{
TMOD=0x11;
TH1=(65536-50000)/256;
TL1=(65536-50000)%256;
EA=1;ET0=1;ET1=1;EX0=1;
EX1=1;IT0=1;IT1=1;
}
void main()
{
init();
while(1)
{
for(j=1;j<6;j++)
{P0=num[i];
i=0;p=menu[j];
delay(200);while(p[i]!=0)
{
buf=p[i];
if(buf!=0)
{
sound=table[buf];
high=sound/256;
low=sound%256;
TH0=high;
TL0=low;
if(flag)
{
TR0=1;
}
else
{
while(!flag);
}
}
else{
TR0=0;
}
i++;
n=p[i]*2;
TR1=1;
while(n!=0);
i++;
}
}
}
}
void scan()
{
if(S1==0)
{
delay(10);
if(S1==0)
{
flag=!flag;
TR0=~TR0;
}
while(!S1)
{
delay(10);
}
while(!S1);
}
}
void delay(uint z)
{uint x,y;
for(x=0;x<100;x++)
for(y=0;y<z;y++);}

復(fù)制代碼

以上圖文的Word格式文檔下載(內(nèi)容和本網(wǎng)頁(yè)上的一模一樣,方便大家保存):

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ID:770726 · 發(fā)表于 2020-6-9 09:25

如果把第二首音樂(lè)去掉，那其他代碼的哪些部分需要改動(dòng)呀

ID:777601 · 發(fā)表于 2020-6-21 09:53

有電路圖嗎

ID:783980 · 發(fā)表于 2020-6-21 10:12

有資源包嗎？

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