音乐盒设计(单片机课程设计).pdf

11基于基于 89c5289c52 单片机音乐播放的设计单片机音乐播放的设计安庆师范学院物理与电气工程学院安庆师范学院物理与电气工程学院 221 1、设计任务和要求、设计任务和要求.1 12 2、总体设计、总体设计.1 13 3、硬件设计、硬件设计.2 23.1 硬件电路.23.2 原理说明.24 4、软件设计、软件设计.2 25 5、仿真、安装和调试、仿真、安装和调试.5 56 6、收获与体会、收获与体会.6 6附件附件 1 1：元件清单：元件清单.6 6附件附件 2:2:总仿真电路图总仿真电路图.7 7附件附件 3 3：音乐程序：音乐程序.8 8单片机课程设计报告1音乐盒设计音乐盒设计1 1、设计任务和要求、设计任务和要求(1)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，从而演乐曲。(2 直接当前播放的歌曲。(3)可通过功能键选择播放上一首、下一首和暂停播放歌曲。2 2、总体设计、总体设计(1)要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期(1/音频),然后将此周期除以 2,即为半周期的时间,利用定时器计时这个半周期时间,每当计时到后就将输出脉冲的 I/O 反相,然后重复计时此半周期时间再对 I/O 口反相,就可在 I/O 脚上得到此频率的脉冲(2)利用 8052 的内部定时器使其工作在计数器模式 MODE1 下,改变记数值 TH0 及 TL0 以产生不同频率的方法。例如频率为 523HZ,其周期 T=1/523=1912 微秒,因此只要令计数器定时 956/1=956 在每记数 9 次时将 I/O 口反相,就可得到中音 D0(523HZ)。记数脉冲值与频率的关系公式如下：N=Fi/2/Fr N：记数值Fi：内部计时一次为 1 微秒故其频率为 1MHZ Fr；要产生的频率(3)：起记数值的求法如下：T65536N65536Fi2Fr例如：设 K65536，F1000000Fi1MHZ，求低音 D0（523HZ），高音的 D0（1046HZ）的记数值。T65536N65536Fi2Fr6553610000002Fr65536500000Fr低音 D0 的 T6553650000026263627中音 D0 的 T6553650000052364580高音 D0 的 T65536500000104765059单片机课程设计报告23 3、硬件设计、硬件设计3.13.1 硬件电路硬件电路本设计中用到 89C52 单片机，扬声器、键盘、连接线。1最小系统单片机：本次设计使用单片机芯片 AT89C52AT89C52 的工作特性：内含 8KB 的 FLASH 存储器檫写次数 1000 次；256x8bit 内部 RAM；具有 32 根可编程 I/O 线；具有 3 个 16 位编程定时器 AT89C52 共有 6 个中断向量：两个外中断（INT0 和 INT1），3 个定时器中断（定时器0、1、2）和串行口中断具有 1 个全双工的可编程串行通信接口；具有可编程 3 级程序锁定位；AT89C52 的工作电源为 5（10.2）V 且典型值为 5V；AT89C52 最高工作频率为 24MHZ；AT89C52 的编程频率为 324MHZ，编程启动电流和启动电压 分别为 1mA、5 或 12V。3.23.2 原理说明原理说明当键盘有键按下时，判断键值，启动计数器 T1，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 T0,显示歌曲号。（1）硬件电路中用、分别接 k1、k2 作为上、下一曲的功能键0INT1INT（2）用 P0 控制七段码 a,b,c,d,e,f。（3）用 P1.2 口控制喇叭。（4）电路为 12MHZ 晶振频率工作，起振电路中 C1,C2 均为 30pf。4 4、软件设计、软件设计本程序可以实现课程设计的基本要求，并可以通过按键播放三首歌曲，程序流程图如下：单片机课程设计报告3总体框图：总体框图：主程序框图主程序框图：单片机课程设计报告4子程序框图：子程序框图：单片机课程设计报告55 5、仿真、安装和调试、仿真、安装和调试按照上面设计的电路在 proteus 软件内画图,打开单片机软件开发系统 Keil,选择 89C52 单片机,在其中编写程序,运行生成一个后缀名为 hex 的文件,然后将该文件下载到 proteus 中的 AT89C52单片机中进行仿真,观察实验现象。仿真能实现播放音乐，按键选择曲目，暂停，播放功能。仿真成功后，安装好实验板,然后将音乐程序下载到电路板内,观察结果。能实现播放音乐，按键换曲等功能。程序调试中出现的问题及解决的办法：（1）有时会出现程序一点错误也没有，但就是不能正常运行的现象，最后我们发现是因为程序中有的指令书写得不规范导致的，例如有的 RET 返回指令一定要按正确格式书写或在两行指令间最好不要留空行。（2）程序中的跳转指令的运用很重要，为保险起见，都用 LJMP,我们就遇到过跳转指令用错程序无法正常运行的现象。当用 JNZ 指令时，跳转范围比较少，这时要用一个标号中转。（3）编程时要注意，在程序开始时，要写入各定时器中断的入口地址。（4）编程过程中要注意加注释或分割线，否则，在程序过长时容易变得很乱，不便于查找或更改。（5）编程前要加流程图，这样会使思路清晰，例如数字音乐盒的设计思路完全可以按着 MP3的工作方式列写流程图。（6）LCD 计时正常显示的解决办法：a.两个定时器同时工作，存在中断时序问题，刚开始时我们把定时器 1 设定在方式 3，计250us，由于定时中断过于频繁，使 CPU 负载过大，导致音乐不能正常播放，时间不能正常显示。解决办法：将定时器 1 设定在工作方式 1，16 位计数，计 50ms,效果有很大改观。但还有问题。b.当音乐为全 4 拍起始时，此时音乐节奏与定时器 T1 中断频率错开，LCD 显示和音乐播放都会好一些。c.另外，在歌曲中，当遇到一个音符发音为 4 拍，在编曲中为*CH，因时间较长，当定时器 T1此时来中断时，就会对歌曲播放产生影响，若改为发音一拍，中断对歌曲播放影响减弱，但音乐效果变差。改进方案：若采用可以定时时间更长的单片机，可以避免所有问题。单片机课程设计报告66 6、收获与体会、收获与体会(1)上学期学习单片机的课时不多，对单片机的硬件设计，软件设计掌握的深度不够，但通过此次课程设计，明显的改善了，首先对于硬件电路的工作原理有了进一步的学习，同时有了一个提升；软件方面，在程序的设计，程序的调试方面都有了很大的进步。(2)在一个好的氛围里才能踏下心来做东西，在这一段时间里，寝室成员都认真对待这次课程设计，除了自己做好自己的课题外，在遇到不懂的地方互相讨论，查阅资料，互助解决问题。另外在编程中出现问题时，一定要戒骄戒躁，脚踏实地，认真看书，仔细分析，仔细调试，就一定会发现错误。我们也是这么做的，这一点在这次的课程设计中十分重要。(3)通过这次课程设计，我体会到了成功的喜悦，听着自己设计的程序下载到单片机中播放出音乐,心理非常自豪。这次的课程设计在一定程度上改变了我学习单片机这门课程的态度，从最初的认为学它没有什么实际意义，到如今爱上单片机学习，并希望能将理论运用到实践，设计出更好更完整的系统。我明白了一个人要想做好一件事，就必须具备自信心，耐心，还要有毅力，要胆大心细，要勇于尝试，要手脑并用，最后才能交出一份令人满意的答卷。附件附件 1：元件清单：元件清单名称数量（个）型号备注电阻6排阻 RX8(1 个)10k(3 个),500(3 个)数码管17SEG-DIGITAL开关4BUTTON单片机1AT89C52扬声器1SPEAKER单片机课程设计报告7电源25V电容330pf(2 个),10uf(1 个)晶振1CRYSTAL附件附件 2:总仿真电路图总仿真电路图XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89S52234567891RP1RESPACK-8LS1SOUNDERR110kR210kR310kX1CRYSTALR5500R6500C110uFC230pFC330pF暂暂停停/播播放放下下一一曲曲上上一一曲曲单片机课程设计报告8附件附件 3：音乐程序音乐程序shuzhi EQU 3fh ;选曲目的地址song EQU p1.2 ;扬声器播放play EQU p3.0 ;播放停止键addone EQU p3.1 ;曲目加一键subone EQU p3.2 ;曲目减一键dul EQU P1 ；段选wel EQU P2 ；位选ORG 0000HLJMP STARTORG 000BH ;定时器 0 溢出中断入口地址AJMP contORG 0013H ;外部中断一入口地址AJMP pause ;指向外部中断程序 ORG 0100HSTART:MOV SP,#50HMOV TH0,#0DBH ;定时器赋初值MOV TL0,#0FFHMOV TMOD,#01H ；设定 T1 工作于方式 2MOV IE,#86H ;开中断MOV TCON,#00HMOV R0,#00HMOV shuzhi,#00H(是否顺序播放音乐)MAIN:JNB play,first ;判断 P3.0 键是否按下SJMP MAINfirst:ACALL del20JNB play,first MOV shuzhi,#00HMOV dul,#06H ;共阴数码管显示 1MOV wel,#80HMOV DPTR,#dat1 ；dat1 首地址赋给 DPTR ACALL music0ACALL nextRETnext:INC shuzhi单片机课程设计报告9MOV A,shuzhiCJNE A,#01,LOOP3 ;A 是否=1,不等就跳转到 LOOP3 MOV DPTR,#dat2;表 2 首地址送 DPTRMOV dul,#5BH;显示数值 2MOV wel,#80HACALL music0INC ALOOP3:CJNE A,#02,LOOP4 ;A 是否=2,不等就跳转到 LOOP4MOV DPTR,#dat3 ;表 3 首地址送 DPTRMOV dul,#4FH ;显示数值 3MOV wel,#80HACALL music0INC ALOOP4:CJNE A,#03,nextACALL firstRET（按键播放上一首音乐）last:DEC shuzhiMOV a,shuzhiCJNEa,#02,last1MOV dptr,#dat3MOV dul,#4FhMOV wel,#80hACALLmusic0last1:cjnea,#01,last2MOV dptr,#dat2MOV dul,#5BhMOV wel,#80hACALLmusic0last2:cjnea,#00,lastMOV dptr,#dat1MOV dul,#06hMOV wel,#80hACALLmusic0RETmusic0:MOV 20h,#00h ;中断计数单元清 0music1:clr aMOVCa,a+dptr ;查表取音阶常数JZ end0 ;累加器判 0 看是否是结束符单片机课程设计报告10CJNEa,#0ffh,music5;是休止符?LJMPmusic3 ;产生 100ms 停顿 music5:NOPkey:JNBplay,k0 ;判断 P3.0 键是否按下JNB addone,k1 ;判断 P3.2 键是否按下JNB subone,k2 ;判断 P3.1 键是否按下MOV r6,a ;音阶常数送 R6INC dptr ;DPTR+1 MOV a,#0MOVCa,a+dptr ;取常数送 R7 MOV r7,aSETBtr0 ;启动定时器 T0 music2:nopCJNEr0,#0,$CPL song ;输出电平取反MOV a,r6MOV r3,a ;音阶常数送 R3LCALLdel20MOV a,r7 ;节拍常数送 ACJNEa,20h,music2 ;节拍时间到否 MOV 20h,#00h ;为取下一音阶作准备INC DPTRLJMPmusic1music3:NOP ;休止 100msCLR tr0 ;关闭定时器MOV r2,#14h music4:NOPMOV r3,#250 ;R3=250LCALLdel20DJNZr2,music4INC dptr ;为取下一音阶作准备 LJMPmusic1end0:MOV r2,#200 ;歌曲结束后,延时 1s 后继续music6:MOV r3,#250LCALLdel20DJNZr2,music6单片机课程设计报告11（按键选择）k1:ACALLdel20 ;调用延时子程序JNB addone,k1 ;判断 P3.2 键是否释放ACALLnextk2:ACALLdel20JNB subone,k2 ;判断 P3.1 键是否释放 ACALLlastk0:ACALLdel20JNB play,k0 ；判断 3.0 键是否释放LJMPstartRETdel20:MOV r4,#05h ；延时子程序del4:NOPDJNZr4,del4DJNZr3,del20RETcont:INC 20h ;计数单元+1MOV th0,#0dbh ;重新 10ms 定时初值MOV tl0,#0ffhRETI ;跳出中断 （停止播放）pause:ACALLdel20JNB p3.0,pause ;判断 P3.0 键是否有释放MOV a,r0 ;把 R0 的值给 ACPL a ;A 值取反 MOV r0,aRETIdat1:db 3bh,20h,3bh,20h,30h,20h,33h,20h,3bh,80h,0ffhdb 3bh,20h,3bh,20h,26h,20h,2bh,20h,26h,80h,0ffhdb 26h,20h,26h,20h,20h,20h,26h,20h,2bh,20h,2bh,20h,30h,20h,33h,10h,33h,10hdb 3bh,60h,40h,20h,4ch,80h,0ffhdb 3bh,20h,3bh,20h,30h,20h,33h,20h,3bh,80h,0ffhdb 3bh,20h,3bh,20h,26h,20h,2bh,20h,26h,80h,0ffhdb 26h,20h,26h,20h,20h,20h,26h,20h,2bh,20h,2bh,20h,2bh,20h,30h,20hdb 33h,20h,3bh,20h,3bh,20h,40h,2bh,3bh,80h,0ffhdb 19h,20h,1ch,40h,26h,20h,19h,20h,1ch,40h,26h,20h,0ffhdb 20h,20h,1ch,20h,1ch,20h,20h,20h,26h,80h,0ffhdb 19h,20h,1ch,40h,26h,20h,19h,20h,1ch,40h,26h,20h,0ffhdb 20h,20h,1ch,20h,1ch,20h,20h,20h,26h,80h,0ffhdb 2bh,20h,2bh,40h,3bh,20h,2bh,20h,2bh,40h,2bh,20h,0ffhdb 26h,20h,2bh,20h,2bh,20h,30h,20h,2bh,80h,0ffhdb 2bh,20h,2bh,40h,3bh,20h,30h,20h,30h,40h,2bh,20h,0ffhdb 33h,20h,3bh,20h,3bh,20h,40h,20h,3bh,80h,0ffh,0ffh单片机课程设计报告12dat2:db 18h,30h,1ch,10h,20h,40h,1ch,10hdb 18h,10h,20h,10h,1ch,10h,18h,40hdb 1ch,20h,20h,20h,1ch,20h,18h,20hdb 20h,80h,0ffh,20h,30h,1ch,10h,18hdb 20h,15h,20h,1ch,20h,20h,20h,26hdb 40h,20h,20h,2bh,20h,26h,20h,20hdb 20h,30h,80h,0ffh,20h,20h,1ch,10hdb 18h,10h,20h,20h,26h,20h,2bh,20hdb 30h,20h,2bh,40h,20h,20h,1ch,10hdb 18h,10h,20h,20h,26h,20h,2bh,20hdb 30h,20h,2bh,40h,20h,30h,1ch,10hdb 18h,20h,15h,20h,1ch,20h,20h,20hdb 26h,40h,20h,20h,2bh,20h,26h,20hdb 20h,20h,30h,80h,20h,30h,1ch,10hdb 20h,10h,1ch,10h,20h,20h,26h,20hdb 2bh,20h,30h,20h,2bh,40h,20h,15hdb 1fh,05h,20h,10h,1ch,10h,20h,20hdb 26h,20h,2bh,20h,30h,20h,2bh,40hdb 20h,30h,1ch,10h,18h,20h,15h,20hdb 1ch,20h,20h,20h,26h,40h,20h,20hdb 2bh,20h,26h,20h,20h,20h,30h,30hdb 20h,30h,1ch,10h,18h,40h,1ch,20hdb 20h,20h,26h,40h,13h,60h,18h,20hdb 15h,40h,13h,40h,18h,80h,00hdat3:db 26h,20h,20h,20h,20h,20h,26h,10h,20h,10h,20h,80h,26h,20h,30h,20hdb 30h,20h,39h,10h,30h,10h,30h,80h,26h,20h,20h,20h,20h,20h,1ch,20hdb 20h,80h,2bh,20h,26h,20h,20h,20h,2bh,10h,26h,10h,2bh,80h,26h,20hdb 30h,20h,30h,20h,39h,10h,26h,10h,26h,60h,40h,10h,39h,10h,26h,20hdb 30h,20h,30h,20h,39h,10h,26h,10h,26h,80h,26h,20h,2bh,10h,2bh,10hdb 2bh,20h,30h,10h,39h,10h,26h,10h,2bh,10h,2bh,20h,2bh,40h,40h,20hdb 20h,10h,20h,10h,2bh,10h,26h,30h,30h,80h,18h,20h,18h,20h,26h,20hdb 20h,20h,20h,40h,26h,20h,2bh,20h,30h,20h,30h,20h,1ch,20h,20h,20hdb 20h,80h,1ch,20h,1ch,20h,1ch,20h,30h,20h,30h,60h,39h,10h,30h,10hdb 20h,20h,2bh,10h,26h,10h,2bh,10h,26h,10h,26h,10h,2bh,10h,2bh,80hdb 18h,20h,18h,20h,26h,20h,20h,20h,20h,60h,26h,10h,2bh,20h,30h,20hdb 30h,20h,1ch,20h,20h,20h,20h,80h,26h,20h,30h,10h,30h,10h,30h,20hdb 39h,20h,26h,10h,2bh,10h,2bh,20h,2bh,40h,40h,10h,40h,10h,20h,10hdb 20h,10h,2bh,10h,26h,30h,30h,80h,00hEND