基于单片机的可控数字音乐盒设计

基于单片机的可控数字音乐盒设计基于51单片机的可控数字音乐盒设计摘要本文是一篇基于AT89C51单片机的可控数字音乐盒的程序设计。该音乐盒是一个依据单片机技术原理，通过PROTEUS仿真软件对硬件电路进行仿真制作以及利用KEIL软件对音乐盒源程序进行C语言编译，而设计制作出的一个多功能数字音乐盒。该音乐盒通过控制单片机内部的定时器来产生不同频率的方波，驱动喇叭发出不同音调的音乐。该程序通过把乐谱转化成相应的定时常数来驱动发音设备演奏出悦耳动听的音乐。本音乐盒一共设计了五首歌曲，同时还设计了三种LED彩灯的变化花样。在演奏歌曲时彩灯随音调闪烁。在停止演奏歌曲时三种彩灯花样开始闪烁。歌曲和花样均可随意切换。与此同时，数码管也不断变化数字，以此显示歌曲和彩灯花样的序号。关键词：数字音乐盒；AT89C51；KEIL；PROTEUS；数码管基于单片机的可控数字音乐盒设计THEDESIGNATIONOFCONTROLLABLEDIGITALMUSICBOXBASEDON51SCMABSTRACTThispaperexplainstheprogramdesignationofcontrollabledigitalmusicboxbasedonAT89C51.Thismusicboxisdesignedbytheideathatamulti-functionaldigitalmusicboxcanbemadebasedonthetechnicalprincipleofsinglechipmicrocomputer(SCM),togetherwithusingthePROTEUStosimulatethehardwarecircuitandusingKEILtoprogrammethesourceofmusicboxwhichiscompiledwithClanguage.ThismusicboxcanproducesquarewavesofdifferentfrequencyincontrolofthetimerinsideSCM,andmusicofdifferenttunesbydrivingspeaker.Theprogramismadeuseoftodrivethesoundingequipmenttoplaypleasantmusicbythewayofchangingmusicscoreintothecorrespondingtimingconstant.Thismusicboxistotallydesignedwithfivesongs,andalsowiththreechangeablepatternsofLEDcolorfullights.Whilethesongsarebeingperformed,thecolorfullightsareflashingwithtones.Whilethesongsarestoppedplaying,thecolorfullightsstarttoflashwiththreechangeablepatterns.Thesongsandpatternscanbefreetoswitch.Atthesametime,thedigitaltubeisalsoconstantlychangingfigurestoshowtheserialnumberofthesongsandthepatternsofthecolorfullights.Keywords:Digitalmusicbox;AT89C51;KEIL;PROTEUS;Digitaltube基于单片机的可控数字音乐盒设计目录1前言------------------------------------------------------------------------------------------------------12单片机和音乐盒硬件的功能------------------------------------------------------------------------22.1AT89C51芯片的功能----------------------------------------------------------------------------22.2音乐盒的硬件及其功能-------------------------------------------------------------------------43数字音乐盒的主体设计方案------------------------------------------------------------------------53.1音乐盒的主体结构-------------------------------------------------------------------------------53.2主设计软件的介绍-------------------------------------------------------------------------------53.2.1编程软件KEIL的简介-----------------------------------------------------------------53.2.2仿真软件PROTEUS的简介-----------------------------------------------------------64音乐盒硬件设计---------------------------------------------------------------------------------------84.1总设计框图----------------------------------------------------------------------------------------84.2各部分硬件的作用-------------------------------------------------------------------------------84.2.1时钟振荡电路------------------------------------------------------------------------------84.2.2LED和数码管的设计--------------------------------------------------------------------95音调和节拍的设计-----------------------------------------------------------------------------------115.1音调和节拍的设计以及音乐基础知识------------------------------------------------------115.2音调和节拍的编码------------------------------------------------------------------------------136源程序设计--------------------------------------------------------------------------------------------146.1音乐程序------------------------------------------------------------------------------------------146.2LED花样程序-------------------------------------------------------------------------------------156.3数码管程序---------------------------------------------------------------------------------------167数字音乐盒总设计图--------------------------------------------------------------------------------177.1仿真总设计图------------------------------------------------------------------------------------177.2实物总设计图------------------------------------------------------------------------------------188结论-----------------------------------------------------------------------------------------------------19参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------------20致谢--------------------------------------------------------------------------------------------------------21附录A总程序源代码及注释-------------------------------------------------------------------------22基于单片机的可控数字音乐盒设计第1页共34页1前言随着科技越来越发达，单片机技术也越来越纯熟，单片机的应用也越来越广泛，可以说几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。如今，单片机在各个领域都起着至关重要的作用[1]。单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。随着人类社会的发展，人们对于视听方面的享受提出了更高的要求。而传统的音乐盒大部分是机械型的，体积庞大，而且沉重，发音单调，且不悦耳，不能实现大批量的生产，所以很难满足当代人们的需求。但是本文设计的数字音乐盒是以单片机为核心元件的数字音乐盒。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点。因此该数字音乐盒也就具有体积小，重量轻，能演奏各种各样的音乐，功能多，外观绚丽多彩，使用非常方便等诸多优点。而且具有一定的开发价值。基于单片机的可控数字音乐盒设计第2页共34页2单片机和音乐盒硬件的功能随着当代单片机技术的突飞猛进，单片机的功能也越来越强大，主要包括有：（1）单片机集成度高；（2）系统结构简单，使用方便，实现模块化；（3）单片机可靠性高，处理功能强，速度快；（4）低电压，低功耗，便于生产便携式产品；（5）控制功能强大。而本文设计采用的是AT89C51单片机，这是一款性价比非常高的单片机。2.1AT89C51芯片的功能AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器。俗称单片机[2]。如图：图2-1AT89C51单片机引脚图基于单片机的可控数字音乐盒设计第3页共34页图2-2AT89C51单片机实物图引脚功能[3]：P0.0-P0.7：为一个8位漏级开路双向I/O口；P1.0-P1.7：是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口；P2.0-P2.7