音乐盒制作方案(版权所有)

用单片机制作一个属于自己的音乐盒,ATMEGA8Lmusicalbox作者：王银玲一、电路原理图电路原理图如下图所示，我们的主控芯片是Atmega8L单片机。Atmega8L单片机是一款高性能、低功耗的8位AVR微处理器，采用先进的RISC结构，具有8K字节的系统内可编程Flash和512字节的EEPROM，擦写寿命约1万次，非常适合搞开发。整个系统采用三节5号AA电池供电，S1为电源开关，发光二极管用作电源指示。K1和K2为按键，一端连接单片机的INTO与INT1，K1控制音乐播放的下一曲，K2控制音乐播放的暂停。虽然单片机内部自带1M片内时钟源，但是本系统采用片外8M晶振。J1为ISP下载器接口，可以通过其直接给单片机写入程序。为了保证音乐的质量，SPEAKER不应采用蜂鸣器，本文推荐选用普通的8ΩO.5W的喇叭作为音频输出设备。由于Atmega8L单片机的管脚驱动能力很强，可以输出和吸收大电流，输出电压约为5V，所以与喇叭间可以不加放大电路。二、PCB板加工及元件装配当原理图设计完成后，现在需要搭接硬件电路了，该电路比较简单，可以在面包板上搭建。现在通过热转印方式来加工电路板变得非常容易，为了设计产品的美观，本方案采用热转印来制作一块空板，下面将简单介绍一下制作过程。1．绘制印制电路图绘制印制电路图可以用Protel99SE、CADSTAR、POWERPCB等专门的印制电路绘图软件外，还可以通过orcad、corELDraw以及Windows自带的“画图”软件来绘制，本文采用Protel99SE来绘制。示，由于电路比较简单，印制电路板设为单面板。由于要通过热转印方式加工印制电路板，所以电路中的元件引脚焊盘要设的大一点，该方案焊盘直径≥2.5毫米，导线宽度为1毫米，为了提高机械强度，增加补泪滴。由于为单面板，走线在Bottomlayer，焊盘在Multilayer，外边框在Keepoutlayer，所以在输出的时候只保留这三层，输出颜色设为黑白色。选中线路板输出选项卡下的ShowHoles复选框，这样打印时可以将过孔打印出来，这样钻孔时就有定位，非常方便。最终设计的印制电路图如下图所示。2．将印制电路图输出到热转印纸上利用激光打印机将印制板电路图打印到专用热转印纸上，由于该设计板为单面板，所以在打印时不需要输出反图，可以直接打印。为了使墨粉能清晰打印在热转印纸上，最好选择原装硒鼓。3．热转印用剪刀在热转印纸上剪取要转印的部分，剪裁比这稍大的一块覆铜板。将覆铜板用细砂纸打磨表面以去除氧化物及其他附着物，这样可以提高墨粉的吸附能力。打磨好的覆铜板用清水清洗烘干，将热转印纸覆盖在敷铜板上，两边用透明胶带粘牢固。打开过塑机电源，将温度调至最高（约为150℃），将敷铜板朝一个方向连续送入（约为4次），等敷铜板冷却后，撕去表面的热转印纸。这样经过高温加压作用下，热转印纸上的墨粉融化并完全吸附在敷铜板上，形成紧固的有图形的保护层。然后用油性记号笔修补断线、砂眼，检查无缺陷后，待下一步腐蚀。4．腐蚀通过对热转印后的敷铜板进行腐蚀，裸露的铜膜会被腐蚀掉，而沾上墨粉的部分会被保留下来。腐蚀液有浓盐酸与双氧水按1：8的比例配制，也可以用FeC13与水按1：2来配置。建议选择第一种，其配制的溶液颜色透亮，便于观察，反应速度也快。配好的溶液倒入塑料容器中，将要腐蚀的敷铜板铜面朝上投入溶液中，以刚淹没为宜。不断用竹筷摇晃敷铜板以加铜皮速溶解。待不需要的铜皮溶解后，及时取出，并用水将腐蚀液冲洗掉。最后用细砂纸将表面的碳粉打磨掉。5．钻孔PCB板制作的最后一步就是钻孔，钻孔的直径要根据元器件管脚直径来确定，一般比元器件管脚大0.3毫米。钻孔可以用手钻或者台钻，钻头速度不要太快，电路板在钻孔过程中要防止打滑。然后就是在PCB板上装配电子元件，按照电路图要求及元件的极性，将电子元件焊接在电路板上。这样，音乐盒的硬件部分就算设计完成。三、软件程序设计编写软件参考广州双龙电子和网站上的音乐盒示例程序，将其作了简单的修改。歌曲数据放在musIC_data．h头文件中，其中用二维数组第一个表示音符，第二个表示节拍长度，音符里1-7表示7个音阶，数字前带“-”表示半音，L、M、H分别表示低、中、高音具体定义见music．h文件的定义程序流程图如下图所示。四、单片机固化程序我们需要给单片机的存储器中写入程序，以让音乐盒发出动听的音乐。怎样将计算机编译成的HEX文件写入单片机，我们需要一个下载软件和一个下载器，虽然ICCAVR6.3A可以作为下载软件，但是由于程序需要用到外部时钟，必须配置熔丝位，如果熔丝位配置不当会造成将单片机锁死。ICCAVR6.3A配置熔丝没有图形化界面，我们要对单片机的熔丝位非常熟悉，为了方便配置，建议采用广州双龙夭河电子开发的SLISPVl.7下载软件。ISP下载器有很多种，推荐http：//网页上并口加四个电阻的方案，该方案电路简单，效果良好。首先，将下载器一端插入计算机并口，一端与目标板的ISP接口相连，给电池盒装上电池，打开电源，指示灯变亮。这时，打开SLISP下载软件，打开双龙下载软件，在通讯参数设置及器件框架下选择通讯接口为LPT1，下载速度为TURBO，芯片选择ATMEGA8(L)。在FLASH存储器中选择要下载的HEX文件，如下图所示(略)。由于单片机采用外部8M晶振作为时钟源，所以要对单片机配置熔丝。点击编程选项下的配置熔丝复选按钮，将进入配置熔丝设置对话框，如下图所示(略)。配置为外部8M晶振，只需要将时钟及启动时间设置框下的CKSEL3、CKSEL2、CKSEL1选项勾掉，表示选择，其它选择默认，按确定按钮结束。配置熔丝后就可以对单片机写程序，按下编程按钮，计算机将通过下载软件对单片机的Flash中写入程序，最后对写入的程序校验，如果写入失败或者校验错误，将会提示出错信息。目标板下载程序如图7所示(略)。至此，一个单片机控制的音乐盒就设计完成。当按下K2键，音乐盒播放第一首歌曲，再按一下会暂停；如果按下K1键，单片机将会播放下一首歌曲。