单片机数字音乐盒程序设计

《单片机原理及应用》课程设计报告题目数字音乐盒学号1295054姓名邢安超张凯旋罗杰年级专业2012级自动化指导教师黄云飞完成日期2014年6月7日安徽师范大学物理与电子信息学院CollegeofPhysicsandElectronicInformation,AnhuiNormalUniversity目录摘要.........................................................................................................................1引言.........................................................................................................................21课程设计目的.....................................................................................................22课程设计任务及要求.........................................................................................24设计原理.............................................................................................................35系统总体方案介绍.............................................................................................45.1系统组成框图...........................................................................................45.2音乐盒的功能...........................................................................................46硬件设计.............................................................................................................46.1总体设计框图...........................................................................................46.2各部分硬件设计及其原理........................................................................56.3硬件电路图及功能...................................................................................77软件设计.............................................................................................................87.1软件程序设计...........................................................................................88调试.....................................................................................................................98.1检查硬件连接...........................................................................................98.2检查软件系统...........................................................................................98.3测试结果...................................................................................................9课程设计体会.......................................................................................................10参考文献...............................................................................................................10附录.....................................................................................................................1数字音乐盒邢安超张凯旋罗杰，皖江学院摘要：本设计是采用单片机为核心设计的数字音乐盒。它可以实现音乐的播放，可以通过功能键来选择乐曲，播放或暂停，并且可以通过LCD屏幕显示正在播放的歌曲的序号，及乐曲播放时间，开机时有英文欢迎提示字符，本音乐盒可以播放三首音乐。主控芯片采用AT89C51，采用汇编语言进行编程，编程后利用KEILC51来进行编译，再生成的HEX文件装入芯片中，采用proteus软件来仿真，检验功能得以正常实现。本系统功能键有一个2×4的键盘组成，其中1号到3号键是歌曲序列号键，可以直接选择音乐；4号键选择当前播放音乐的上一首音乐，5号键选择当前播放音乐的下一首音乐，6号键使音乐暂停播放，7号键显示开机画面。键盘采用动态扫描方式。每次扫描一行键盘，送此行低电平，读输入口的状态值，判断有没有键按下。若有键按下，根据读入口的值选择显示值并送至显示值寄存单元，判断键值，启动计数器T0，根据次值为偏移地址找到要选择的音乐的代码的首地址，根据代码产生一定频率的脉冲，驱动蜂鸣器，放出音。同时启动定时器T1，计算音乐的播放的时间，并且启动LCD，在LCD上显示序号和播放时间。在制作过程中，我发现将音乐代码的首地址送出很难实现。因为其首地址是十六位的，而单片机中我们能用的十六位的寄存器只有DPTR，但是DPTR在下面必须要用到，所以不能用。把十六位地址拆成俩个八位的地址分高低位去送,用直接地址#high(4000h)去送，编译成功。关键词：AT89C51,数字音乐盒,2×4键盘,LCD,时钟震荡电路引言本课程设计是设计数字音乐盒及其播放程序。乐曲演奏广泛用于自动答录装置、手机铃声、集团电话、及智能仪器仪表设备。实现方法有许多种，在众多的实现方法中，以纯硬件完成乐曲演奏，随着FPGA集成度的提高，价格下降，EDA设计工具更新换代，功能日益普及与流行，使这种方案的应用越来越多。如今的数字逻辑设计者面临日益缩短的上市时间的压力，不得不进行上万门的设计，同时设计者不允许以牺牲硅的效率达到保持结构的独特性。使用现今的EDA软件工具来应付这些问题，并不是一件简单的事情。FPGA预装了很多已构造好的参数化库单LPM器件。通过引入支持LPM的EDA[1]软件工具，设计者可以设计出结构独立而且硅片的使用效率非常高的产品。单片机制作的八音盒弥补了这些。1课程设计目的基于学习单片机课程的基础，锻炼我们的动手能力。《单片机与接口技术》课程设计是单片机课程的综合性与实践性教学环节，课程设计的目的就是：a．综合运用单片机原理课程和单片机接口技术课程的知识，分析和解决实际应用中的问题进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。b．通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，熟悉掌握单片机应用系统设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。c．通过逻辑分析、方案设计、硬件电路连接、画程序流程图，汇编语言编程，上机调试，进行全面的单片微机应用基本技能的训练。2课程设计任务及要求以单片机为核心，设计一个数字音乐盒：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3首乐曲，每首不少于30s）。采用LCD显示信息。a.开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号（或名称）。b.可通过功能键选择乐曲、暂停、播放。c．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d．采用LCD显示信息e．选作内容：显示乐曲播放时间或剩余时间3设计意义a、有利于基础知识的理解通过《初中信息技术》必修部分的学习，学生掌握了一些信息时代生存与发展必需的信息技术基础知识和基本技能，具备了在日常生活与学习中应用信息技术解决问题的基本态度与基本能力。但是，学生对于程序、病毒的内涵，程序与文档、数据的区别，计算机运行的机理等知识内容的理解比较肤浅。学生如果接触了程度设计，就能真正理解，从而进一步打破计算机的神秘感。b、有利于逻辑思维的锻炼在许多常规学科的日常教学中，我们不难发现这样一个现象，不少学生的思维常常处于混乱的状态。写起作文来前言不搭后语，解起数学题来步骤混乱，这些都是缺乏思维训练的结果。程序设计是公认的、最能直接有效地训练学生的创新思维，培养分析问题、解决问题能力的学科之一。即使一个简单的程序，从任务分析、确定算法、界面布局、编写代码到调试运行，整个过程学生都需要有条理地构思，这中间有猜测设想、判断推理的抽象思维训练，也有分析问题、解决问题、预测目标等能力的培养。c、有利于与其他学科的整合在程序设计中，我们可以解决其它学科有关问题，也利用其它课程的有关知识来解决信息技术中比较抽象很难理解的知识。在信息技术课中整合其它学科的知识，发挥信息技术的优势。例如，在编写“一元二次方程求解”程序时，就复习了数学的相关知识。而在讲解逻辑运算的知识时，我们又可以利用物理中的电路知识进行讲解，起到意想不到的效果。d、有利于治学态度的培养。程序设计中，语句的语法和常量变量的定义都有严格的要求，有时输了一个中文标点、打错了一个字母，编译就不通过，程序无法正常运行。因此，程序设计初学阶段，学生经常会犯这样的错误，可能要通过几次乃至十多次的反复修改、调试，才能成功，但这种现象会随着学习的深入而慢慢改观。这当中就有一个严谨治学、一丝不苟的科学精神的培养，又有一个不怕失败、百折不挠品格的锻炼。4设计原理当键盘有键按下时，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。5系统总体方案介绍5.1系统组成框图音乐盒的系统结构以AT89C51单片机位控制核心，加上几个按键、时钟复位电路、蜂鸣器、LCD模块组成。单片机负责接收按键的输入，根据输入控制音乐播放曲目和音乐播放|暂停的样式以及蜂鸣器发音。系统组成框图如图2.1所示。图5.1系统组成框图5.2音乐盒的功能音乐盒的功能结构如图2.2所示。1~3号开关负责切换播放歌曲，播放歌曲共3首，分别是同一首歌、世上只有妈妈好和精忠报国。4、5号开关负责切换歌曲：上一首和下一首，6号开关负责歌曲的暂停和播放，7号开关是开机键。6硬件设计6.1总体设计框图当键盘有键