均為原創
數字音樂盒多數是考驗對編程,邏輯,電路和硬件使用的熟練程度。國內的各大網站以及論壇都有非常成熟的程序和電路,程序不僅有C語言編寫,還有VHDL等多種編寫手法,硬件電路上主要使用的是STC51單片機,不過也存在使用一些門電路及數電中的電路連接方法。整體上還是STC51比較簡便,成熟的技術在實物引用上也得到了廣泛應用。
課題的研究方法
本課題采用“自主研究與借鑒”相結合的方法。根據設計要求,大概的構建自己的設計方案,之后再網絡中調查一下相關的網站與論壇,吸收更加成熟的經驗與設計思路。
根據該設計的硬件與軟件的具體制作情況,該設計的章節安排如下所示:
第一章緒論,講述了數字音樂盒的研究背景,大概了解數字音樂盒當下的現狀,然后分析該設計具體在生活中實現的內容與意義,并且對其有簡單的功能設計安排。
第二章系統方案設計,首先簡述了任務書中所需要達到的要求和技術指標,然后再說明了整體的系統方案,之后再針對各個模塊相關硬件進行分析和對比,最終確定每個模塊主要硬件的型號,為接下來的電路設計做準備。
第三章系統硬件及軟件設計,通過硬件選型后,開始著手對整個系統的電路設計,并且對各個電路模塊等進行簡單功能說明和電路設計,以及具有的電路圖。系統軟件設計,完成整體硬件電路的設計之后,研究不同硬件中的子程序設計以及對于整個設計的軟件進行設計與流程圖的介紹;
第四章系統仿真,軟硬件都設計完成后,首先是先在仿真軟件中進行仿真,對電路以及程序之間的不合適以及不美觀的地方進行修改。
設計實現要求1.利用I/O口產生方波驅動蜂鳴器發出音調,演奏三種以上不同歌曲,每首不少于30S。2.顯示器開機顯示“ready”,播放時顯示正在播放的歌曲序號及名稱。3.可通過按鍵切換、開始、暫停歌曲。4.一鍵開關機。2.2系統總體方案根據要求,首先進行硬件電路的設計。時鐘電路、復位電路、按鍵電路、蜂鳴器以及顯示電路,把其放入一個電路。得到總體的電路。 3.2軟件設計軟件設計主要在keil4中進行編程,新建一個工程,根據程序框圖編寫C語言程序,編寫完進行編譯以及修改,直到編譯無錯誤生成HEX文件為止。 程序框圖為: 
圖 3-2 1 系統程序流程圖 程序的具體步驟如下: 定義所需外部接口:如圖3-2 2定義外部接口程序 
圖 3-2 2 定義外部接口程序 初始化內部資源:如圖3-2 3 初始化內部程序a、b 
圖 3-2 3 初始化內部資源a 
圖 3-2 4 初始化內部資源b 配置內部資源:如圖3-2 5配置內部資源程序 

圖 3-2 5 配置內部資源 編寫主體程序:如圖 3-2 6 主程序 
圖 3-2 6 主程序 編譯成功:無錯誤,無警告,生成HEX文件。如圖 3-2 7 圖 3-2 7 編譯成功 第四章系統仿真系統仿真是在Proteus8.9中進行,仿真的步驟是首先在proteus中將AT89C52,時鐘電路、復位電路、按鍵電路,LCD所需要的元器件找到,然后根據程序進行連線,之后在keil4中編譯成功的程序所生成的HEX文件導入AT89C52中,點擊開始按鈕即可進行仿真。 仿真開始,按下開始按鈕lcd顯示ready,準備開始,按下開始/暫停鍵,開始播放第一首音樂,第一首播放完畢自動切入第二首,依次播放,也可手動按下上一首/下一首按鍵切換。

對單片機的硬件設計,軟件設計掌握的深度不夠,但通過此次設計,卻改變了很多,首先對于硬件電路的工作原理有了進一步的學習,同樣就有了進一步的認識;其次軟件方面,在程序的設計,程序的調試方面都學到了很多東西,這是第一次編寫單片機的大程序,很有成就感。掌握了通過KEIL4進行程序編譯,使用普中燒入軟件在開發板上將程序燒入芯片以及 Proteus 軟件仿真。通過單片機的設計,不斷的發現錯誤,修改錯誤。
單片機源程序如下:
- //////////////////////////////////////////////
- //51單片機音樂播放器程序
- //AT89S52+11.0592MHz+無源蜂鳴器
- //共三個按鍵:上一曲、一下曲、播放\暫停
- //注意:按鍵必須按下約1S才有相應動作,播放完一首歌曲無按鍵按下時順序播放
- //////////////////////////////////////////////
- #include<REG52.H>
- #include"lcd1602.h"
- #define sound_amount 5 //歌曲的數量
- sbit play_up=P3^2; //上一首歌
- sbit play_down=P3^4; //下一首歌
- sbit pause=P3^3; //播放\暫停
- sbit speaker=P2^0; //無源蜂鳴器
- //////////////////////////////////////////////
- unsigned char timer0h,timer0l,time;//timer0h,timer0l為定時器T0的高低位初值,time為對應的節拍時間
- unsigned char music_num; //music_num為歌曲編號,music_num=0表示剛開機時的狀態,num是查找歌曲數據表的地址
- //unsigned int num;
- signed int fre; //對應頻率數據表的地址
- bit play_enable; //歌曲播放的使能標志位,用于播放\暫停
- void delay(unsigned char t); //延時子函數,控制發音的時間長度
- void delayms(unsigned int t); //普通延時子程序,可用于按鍵消抖
- void song(void); //演奏一個音符
- void music_play(void); //播放歌曲
- //////////////////////////////////////////////
- //每三個數字,代表一個音符
- //第一個數字是音符的數值1234567之一(第幾個音),代表哆來咪發...
- //第二個數字是0123之一,代表低音\中音\高音\超高音(第幾個八度)
- //第三個數字是時間長度,以半拍為單位,樂曲數據表的結尾是三個0
- //////////////////////////////////////////////
- //《煙花易冷》
- unsigned char code song1[]={
- 5,2,1, 3,2,1, 2,2,2, 2,2,4, 3,2,1, 1,2,1, 2,2,1, 3,2,4,
- 5,2,1, 3,2,1, 2,2,2, 2,2,2, 5,1,1, 3,2,1, 4,2,1, 3,2,4,
- 3,2,1, 3,2,1, 7,2,1, 3,2,1, 2,2,2, 1,2,1, 7,1,1, 1,2,1,
- 2,2,1, 3,2,1, 6,2,3, 6,1,1, 1,2,1, 3,2,1, 2,2,1, 6,1,1,
- 1,2,1, 7,1,1, 5,1,1, 6,1,6, 5,2,1, 3,2,1, 2,2,2, 2,2,1,
- 2,2,1, 3,2,1, 1,2,1, 2,2,1, 3,2,4, 5,2,1, 3,2,1, 2,2,2,
- 2,2,1, 2,2,1, 5,1,1, 3,2,1, 4,2,1, 3,2,4, 3,2,1, 3,2,1,
- 7,2,3, 3,2,1, 2,2,2, 1,2,1, 7,1,1, 1,2,1, 2,2,1, 3,2,1,
- 6,2,3, 6,1,1, 1,2,1, 3,2,1, 2,2,1, 6,1,1, 1,2,1, 7,1,2,
- 5,1,2, 6,1,6, 0,0,0 };
- //《發如雪》
- unsigned char code song2[]={
- 5,1,1, 2,2,1, 3,2,2, 2,2,1, 3,2,1, 5,2,1, 6,2,1, 5,2,3, 1,2,1, 2,2,1,
- 3,2,1, 6,2,1, 5,2,1, 3,2,1, 5,2,3, 5,2,1, 6,2,1, 1,3,2, 6,2,1, 5,2,1,
- 3,2,1, 5,2,1, 3,2,2, 1,2,1, 2,2,1, 3,2,1, 1,2,1, 6,1,1, 3,2,1, 2,2,1,
- 5,1,1, 2,2,1, 3,2,2, 2,2,1, 3,2,1, 5,2,1, 6,2,1, 5,2,3, 1,2,1, 2,2,1,
- 3,2,1, 6,2,1, 5,2,3, 5,2,1, 6,2,1, 1,3,2, 6,2,1,
- 5,2,1, 3,2,1, 5,2,1, 3,2,2, 1,2,1, 6,1,1, 3,2,1, 2,2,1, 1,2,1, 6,1,1,
- 1,2,1, 2,2,1, 2,2,1, 1,2,4, 0,0,0 };
- //《簡單愛》
- unsigned char code song3[]={
- 5,1,1, 1,2,1, 2,2,1, 3,2,1, 2,2,1, 3,2,1, 4,2,1, 5,2,1, 5,2,1, 5,2,1,
- 4,2,1, 3,2,1, 2,2,3, 5,1,1, 1,2,1, 2,2,1, 3,2,1, 4,2,1, 5,2,1, 5,2,1,
- 5,2,1, 6,2,1, 5,2,2, 2,2,1, 3,2,1, 1,2,2, 1,2,1, 6,1,1, 2,2,1, 2,2,1,
- 3,2,1, 3,2,1, 1,2,1, 5,2,1, 1,2,1, 5,2,1, 1,2,1, 7,1,1, 1,2,1, 1,2,1, 6,1,1,
- 2,2,1, 2,2,1, 3,2,1, 3,2,1, 5,2,1, 5,2,1,
- 5,2,1, 6,2,1, 5,2,2, 2,2,1, 3,2,1, 1,2,2,
- 5,1,1, 1,2,1, 2,1,2, 3,2,1, 2,2,1, 3,2,1, 4,2,1, 5,2,1, 5,2,1, 5,2,1,
- 4,2,1, 3,2,1, 2,2,3, 5,1,1, 1,2,1, 2,2,1, 3,2,1, 2,2,1, 3,2,1, 4,2,1,
- 5,2,1, 5,2,1, 5,2,2, 2,2,1, 3,2,1, 1,2,2, 1,2,1, 6,1,1, 2,2,1, 2,2,1,
- 3,2,1, 3,2,1, 1,2,2, 5,2,1, 1,2,1, 5,2,1, 5,2,1, 7,1,1, 1,2,1, 0,0,0 };
- //《世上只有媽媽好》
- unsigned char code song4[]={
- 6,2,3, 5,2,1, 3,2,2, 5,2,2, 1,3,2, 6,2,1,
- //6,2,3代表6,中音,3個半拍;
- //5,2,1代表5,中音,1個半拍;
- //3,2,2代表3,中音,2個半拍;
- //5,2,2代表5,中音,2個半拍;
- //1,3,2代表1,高音,2個半拍;
- //...
- 5,2,1,6,2,4, 3,2,2, 5,2,1, 6,2,1, 5,2,2, 3,2,2, 1,2,1,6,1,1, 5,2,1,
- 3,2,1, 2,2,4, 2,2,3, 3,2,1, 5,2,2, 5,2,1, 6,2,1, 3,2,2, 2,2,2,
- 1,2,4, 5,2,3, 3,2,1,2,2,1, 1,2,1, 6,1,1, 1,2,1, 5,1,6, 0,0,0};
- //《當你孤單你會想起誰》
- unsigned char code song5[]={
- 3,2,2, 3,2,1, 4,2,1, 3,2,2, 2,2,1, 1,2,1, 2,2,2, 5,2,2, 2,2,2, 2,2,3,
- 1,2,2, 1,2,1, 2,2,1, 1,2,2, 7,1,1, 6,1,1, 7,1,2, 3,2,2, 7,1,2, 7,1,3,
- 6,1,2, 2,2,1, 3,2,1, 2,2,1, 1,2,1, 6,1,2, 5,1,2, 2,2,1, 3,2,1, 2,2,1,
- 1,2,1, 6,1,2, 6,1,2, 2,2,1, 3,2,1, 2,2,1, 1,2,1, 6,1,1, 7,1,1, 1,2,6, 0,0,0 };
- //《鄉間小路》
- unsigned char code song6[]={
- 3,1,2, 3,1,1, 3,1,1, 6,0,1, 6,0,1, 1,1,2,
- 6,0,1, 5,0,1, 6,0,4, 6,0,2, 6,0,1 ,6,0,1, 6,0,2, 6,0,1, 1,1,1,
- 2,1,2, 2,1,1, 3,1,1, 2,1,4, 3,1,1, 3,1,1, 3,1,1, 2,1,1, 4,1,2,
- 4,1,2, 3,1,2, 2,1,1, 1,1,1, 2,1,4, 7,0,1, 7,0,1, 7,0,1, 6,0,1,
- 5,0,1, 5,0,1, 6,0,1, 7,0,1, 7,0,1, 6,0,1, 5,0,1, 6,0,4, 6,1,2,
- 3,1,1, 6,1,1, 7,1,1, 6,1,1, 5,1,1, 5,1,2, 5,1,1, 2,1,1, 5,1,1,
- 6,1,1, 5,1,1, 4,1,1, 4,1,2, 4,1,1, 3,1,1, 2,1,2, 1,1,1, 2,1,1,
- 3,1,1, 2,1,1, 1,1,1, 2,1,1, 3,1,4, 6,1,2, 3,1,1, 6,1,1, 7,1,1,
- 6,1,1, 5,1,1, 5,1,2, 2,1,1, 5,1,1, 6,1,1, 5,1,1, 4,1,1, 0,0,0};
- //《送別》
- unsigned char code song7[]={
- 5,1,2, 3,1,3, 5,1,1, 1,2,3, 6,1,2, 1,2,2,
- 5,1,4, 5,1,2, 1,1,1, 2,1,1, 3,1,2, 2,1,1, 1,1,1, 2,1,4, 5,1,2,
- 3,1,1, 5,1,1, 1,2,2, 7,1,1, 6,1,2, 1,2,2, 5,1,4, 5,1,2, 2,1,1,
- 3,1,1, 4,1,2, 7,0,1, 1,1,4, 6,1,2, 1,2,2, 1,2,4, 7,1,2, 6,1,1,
- 7,1,1, 1,2,4, 6,1,1, 7,1,1, 1,2,1, 6,1,1, 6,1,1, 5,1,1, 3,1,1,
- 1,1,1, 2,1,8, 5,1,2, 3,1,1, 5,1,1, 1,2,2, 7,1,1, 6,1,2, 1,2,2,
- 5,1,4, 5,1,2, 2,1,1, 3,1,1, 4,1,2, 7,0,2, 1,1,4, 0,0,0};
- //《最浪漫的事》
- unsigned char code song8[]={
- 5,1,1, 6,1,1, 1,2,1, 6,1,2, 6,1,1, 5,1,1, 6,1,1, 5,1,1, 3,1,1, 5,1,5,
- 5,1,1, 6,1,1, 1,2,1, 6,1,2, 6,1,1, 5,1,1, 6,1,1, 5,1,1, 6,1,1, 1,1,5,
- 1,1,1, 2,1,1, 3,1,1, 2,1,1, 2,1,1, 2,1,1, 1,1,1, 2,1,1, 1,1,1, 6,1,1,
- 3,1,2, 2,1,3, 5,1,1, 6,1,1, 1,2,1, 6,1,2, 6,1,1, 5,1,1, 6,1,1, 5,1,1,
- 6,1,1, 1,1,5, 1,1,1, 2,1,1, 3,1,1, 4,1,2, 4,1,1, 5,1,1, 6,1,1, 6,1,1,
- 5,1,1, 6,1,2, 1,2,1, 6,1,3, 1,2,1, 6,1,1, 5,1,1, 5,1,4, 1,1,1, 6,1,1,
- 5,1,5, 5,1,1, 6,1,1, 1,2,1, 3,1,1, 2,1,1, 3,1,1, 1,1,6, 0,0,0};
- // 頻率-半周期數據表 高八位 共保存了四個八度的28個頻率數據
- unsigned char code FREQH[]={
- 0xF2, 0xF3, 0xF5, 0xF5, 0xF6, 0xF7, 0xF8, //低音1234567
- 0xF9, 0xF9, 0xFA, 0xFA, 0xFB, 0xFB, 0xFC, 0xFC,//1,2,3,4,5,6,7,i
- 0xFC, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFE, //高音 234567
- 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFF}; //超高音 1234567
- // 頻率-半周期數據表 低八位
- unsigned char code FREQL[]={
- 0x42, 0xC1, 0x17, 0xB6, 0xD0, 0xD1, 0xB6, //低音1234567
- 0x21, 0xE1, 0x8C, 0xD8, 0x68, 0xE9, 0x5B, 0x8F, //1,2,3,4,5,6,7,i
- 0xEE, 0x44, 0x6B, 0xB4, 0xF4, 0x2D, //高音 234567
- 0x47, 0x77, 0xA2, 0xB6, 0xDA, 0xFA, 0x16}; //超高音 1234567
- void main(void)
- {
- init1602();
- TMOD=0x11; //T0 T1 均在工作方式1
- ET0=1; //T0開中斷
- EA=1; //CPU開中斷
- while(1)
- {
- music_play(); //根據當前狀態播放相應歌曲的某個音符
- write_num(13,music_num);
- if(!pause) //暫停鍵處理
- {
- delayms(5);
- if(!pause)
- {
- if(music_num==0) //music_num=0只有在剛開機,且未按下暫停鍵時存在,表示剛開機時的狀態,按下后從第一首開始播放
- {
- music_num=1; //歌曲序號置1
- num=0; //從頭播放
- play_enable=1; //允許播放
- }
- else
- {
- play_enable=~play_enable;
- speaker=1;
- }
- while(!pause) //若按著暫停鍵不放手時的處理
- {
- if(play_enable==0){} //如果是暫停,則顯示時間不變//(暫停時play_enable==0)
- }
- }//暫停鍵處理結束
- }//while結束
- if((!play_up)&&(music_num!=0)) //上一首按鍵
- {
- delayms(5);
- if((!play_up)&&(music_num!=0))
- { speaker=1;
- music_num-=1;//歌曲編號減一
- if(music_num<=0)
- music_num=8;
- num=0; //從頭開始播放
- if(music_num==(sound_amount+1))
- music_num=1;
- delayms(500);//歌曲切換時延時0.5S
- }
- }
- if((!play_down)&&(music_num!=0))
- {
- delayms(5);
- if((!play_down)&&(music_num!=0))
- { speaker=1;
- music_num+=1;//歌曲編號加一
- if(music_num>=9)
- music_num=1;
- num=0; //從頭開始播放
- if(music_num==0)
- music_num=sound_amount;
- delayms(500);//歌曲切換時延時0.5S
- }
- }
- }
- }
- void delayms(unsigned int t) //MS延時子程序
- {
- unsigned int i,j;
- for(i=0;i<t;i++)
- {
- for(j=0;j<123;j++)
- ;
- }
- }
- void delay(unsigned char t) //延時子函數,控制發音的時間長度,每個節拍0.4S
- {
- unsigned char t1;
- unsigned long t2;
- for(t1=0;t1<t;t1++) //嵌套循環, 共延時t個半拍
- {
- for(t2=0;t2<8000;t2++) //延時期間, 可進入T0中斷去發音
- {
- ;
- }
- }
- TR0=0; //關閉T0, 停止發音
- }
- void timer0(void) interrupt 1 //T0中斷程序,控制發音的音調
- {
- speaker=!speaker;//輸出方波, 發音
- TH0=timer0h; //下次的中斷時間,這個時間控制音調高低
- TL0=timer0l;
- }
- void song(void) //演奏一個音符
- {
- TH0=timer0h; //控制音調
- TL0=timer0l;
- TR0=1; //啟動T0, 由T0輸出方波發音
- delay(time); //每個音符的演奏時間
- }
- ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
- void music_play(void)//播放相應歌曲的某個音符
- {
- if((music_num==1)&&(play_enable==1))
- {
- fre=song1[num]+7*song1[num+1]-1;//第i個是音符,第i+1個是第幾個八度
- timer0h=FREQH[fre]; //從數據表中讀出頻率數值,實際上是定時的時間長度
- timer0l=FREQL[fre];
- time=song1[num+2]; //讀出時間長度數值
- num+=3;
- if(fre<0) //判斷歌曲的結束位,結束后轉到下一首
- {
- num=0; //下一首從頭播放
- music_num=2;
- }
- song(); //發出一個音符
- }
- ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
- if((music_num==2)&&(play_enable==1))
- {
- fre=song2[num]+7*song2[num+1]-1;
- timer0h=FREQH[fre];
- timer0l=FREQL[fre];
- time=song2[num+2];
- num+=3;
- if(fre<0)
- {
- num=0;
- music_num=3;
- }
- song();
- }
- ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
- if((music_num==3)&&(play_enable==1))
- {
- fre=song3[num]+7*song3[num+1]-1;
- timer0h=FREQH[fre];
- timer0l=FREQL[fre];
- time=song3[num+2];
- num+=3;
- if(fre<0)
- {
- num=0;
- music_num=4;
- }
- song();
- }
- ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
- if((music_num==4)&&(play_enable==1))
- {
- fre=song4[num]+7*song4[num+1]-1;
- timer0h=FREQH[fre];
- timer0l=FREQL[fre];
- time=song4[num+2];
- num+=3;
- if(fre<0)
- {
- num=0;
- music_num=5;
- }
- song();
- }
- ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
- if((music_num==5)&&(play_enable==1))
- {
- fre=song5[num]+7*song5[num+1]-1;
- timer0h=FREQH[fre];
- timer0l=FREQL[fre];
- time=song5[num+2];
- num+=3;
- if(fre<0)
- {
- num=0;
- music_num=6;
- }
- song();
- }
- ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
- if((music_num==6)&&(play_enable==1))
- {
- fre=song6[num]+7*song6[num+1]-1;
- timer0h=FREQH[fre];
- timer0l=FREQL[fre];
- time=song6[num+2];
- num+=3;
- if(fre<0)
- {
- num=0;
- music_num=7;
- }
- song();
- }
- ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
- if((music_num==7)&&(play_enable==1))
- {
- fre=song7[num]+7*song7[num+1]-1;
- timer0h=FREQH[fre];
- timer0l=FREQL[fre];
- time=song7[num+2];
- num+=3;
- if(fre<0)
- {
- num=0;
- music_num=8;
- }
- song();
- }
- ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
- if((music_num==8)&&(play_enable==1))
- {
- fre=song8[num]+7*song8[num+1]-1;
- timer0h=FREQH[fre];
- timer0l=FREQL[fre];
- time=song8[num+2];
- num+=3;
- if(fre<0)
- {
- num=0;
- music_num=1;
- }
- song();
- }
- if(music_num==0)
- lcd1602_write_character(0,1,"ready");
- else if(music_num==1)
- lcd1602_write_character(0,1,"yhyl "),
- lcd1602_write_character(0,2,"xuhao:");//門鈴標號
- else if(music_num==2)
- lcd1602_write_character(0,1,"faruxue"),
- lcd1602_write_character(0,2,"xuhao:");//門鈴標號
- else if(music_num==3)
- lcd1602_write_character(0,1,"jiandanai"),
- lcd1602_write_character(0,2,"xuhao:");//門鈴標號
- else if(music_num==4)
- lcd1602_write_character(0,1,"sszymmh "),
- lcd1602_write_character(0,2,"xuhao:");//門鈴標號
- else if(music_num==5)
- lcd1602_write_character(0,1,"dngdnhxqs"),
- lcd1602_write_character(0,2,"xuhao:");//門鈴標號
- else if(music_num==6)
- lcd1602_write_character(0,1,"xjxl "),
- lcd1602_write_character(0,2,"xuhao:");//門鈴標號
- else if(music_num==7)
- lcd1602_write_character(0,1,"songbie "),
- lcd1602_write_character(0,2,"xuhao:");//門鈴標號
- else if(music_num==8)
- lcd1602_write_character(0,1,"zlmds "),
- lcd1602_write_character(0,2,"xuhao:");//門鈴標號
- ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
- }
- //程序結束
復制代碼 為了防止有人照搬,附件中是不包含源程序LCD1602.h頭文件的,所以無法編譯,如有錯誤,請大家多多指教:
附件不含代碼,只有仿真圖和Word.7z
(994.79 KB, 下載次數: 24)
2021-6-24 01:05 上傳
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