单片机音乐盒课程设计报告.doc

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机电高等专科学校

课程设计报告书

课程名称：单片机
课题名称：电子音乐盒
专业：自动控制系
班级：计控111
学号：111413144
XX： 思 璐

2013 年 01月01日

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目 录
1.设计目的 …………………………………………..1
2.设计要求和设计指标1
3.设计容1
3.1硬件局部1
3.1.1 …1
3.2 软件局部1
4.本设计改良建议3
5.总结〔感想和心得等〕3
6.主要参考文献3
附录4

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1．设计目的
通过学习单片机课程，对单片机的硬件设计，软件设计掌握有了不少了解，学习了protel 99 SE 和keil软件，锻炼了自己的编程能力，对单片机硬件和软件的设计都有了进一步的认识和提高。为以后的学习也打下了很好的根底。
2.设计要求和设计指标
(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(存两首乐曲)。
(2) 可通过功能键选择乐曲，播放不同音乐。
(3)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
(4)利用8051的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：部计时一次为1微秒．故其频率为1MHZ
　　 Fr；要产生的频率
(5)：起记数值的求法如下：
T＝65536－N＝65536－Fi／2／Fr
例如：设K＝65536，F＝1000000＝Fi＝1MHZ，求低音D0〔523HZ〕，高音的D0〔1046HZ〕的记数值。
T＝65536－N＝65536－Fi／2／Fr＝65536－1000000／2／Fr＝65536－500000／Fr
低音D0的T＝65536－500000／262＝63627
中音D0的T＝65536－500000／523＝64580
低音D0的T＝65536－500000／1047＝65059
3.设计容
3.1 硬件局部
本设计中用到89C51单片机，蜂鸣器，独立式按键。〔硬件电路原理图如图1所示〕

3.11 原理说明
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。
〔1〕 硬件电路中用K1, K2, K3, K4分别接P0.0, P0.1, P0.2, P0.3作为对应歌曲按键 。
〔2〕 用P1.0口接蜂鸣器。
〔3〕 电路为12MHZ晶振频率工作。

音乐盒原理图
3.2.软件局部
本程序可以实现课程设计的根本要求，并可以通过按键播放两首歌曲，程序流程图如下：

是否有按键按下
播放歌曲1
开场
播放歌曲3
播放歌曲2
播放歌曲4

K1键按下
K2键按下
K3键按下
K4键按下
Yes
Yes
Yes
Yes
Yes
No
No
No
No
No

4．本设计改良建议
〔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常运行的现象。当用JNZ指令时，跳转围比拟少，这时要用一个标号中转。
〔3〕 编程时要注意，在程序开场时，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，否那么，在程序过长时容易变得很乱，不便于查找或更改。
5.收获与体会
(1)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。
(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。

6. 主要参考文献
[1] 单片机原理及应用 清华大学
[2] Protel 99 SE 印刷电路板设计教程 机械工业
[3]王为青，程国钢.单片机Keil Cx51应用开发技术[M].：人民邮电,2007.02
[4] 阎石.数字电子技术根底[M].：高等教育，1998.12，第4版
[5] 邓元庆.数字电路与逻辑设计[M].：电子工业，2001

附件1：元件清单
名称
数量〔个〕
型号
备注
电阻
1

开关
1

单片机
1
AT89C51

蜂鸣器
1

电源
1

5V
晶振
1
12Hz

附件2：音乐程序
K1 EQU P0.0 ;定义引脚
K2 EQU P0.1
K3 EQU P0.2
K4 EQU P0.3
SPK EQU P1.0 ;定义蜂鸣器引脚
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 001BH
LJMP T1SER
ORG 0030H
MAIN: JNB K1,G1
JNB K2,G2
JNB K3,G3
JNB K4,G4
LJMP MAIN
G1: LCALL GQ1
G2: LCALL GQ2
G3: LCALL GQ3
G4: LCALL GQ4

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
GQ1:
MOV SP,#30H
MOV TMOD,#10H ;设T1工作方式1
MOV IE,#88H ;允许中断
LOOP1: MOV 40H,#00H ;简谱码指针清0
LOOP2: MOV A, 40H ;简谱码指针放入A
MOV DPTR, #TABLE1
MOVC A,A+DPTR ;到表格TABLE1中取简谱码
MOV R1,A ;取到的简谱码暂存于R1
JZ FINISH ;简谱码是00H(完毕码),转移
ANL A,#0FH ;不是00H,取低4位(节拍码)
MOV R2,A ;将节拍码存入R2中
MOV A,R1 ;将取到的简谱码再放入A
SWAP A ;上下4位交换
ANL A,#0FH ;取低4位(唱名码)
JNZ SING ;唱名码不是00H,转移
CLR TR1 ;唱名码是00H,那么不发音
SJMP WY ;转移至WY
SING: DEC A ;唱名码减1
MOV 50H,A ;唱名码存入50H
RL A ;乘2
MOV DPTR, #TABLE2
MOVC A,A+DPTR ;到表格TABLE2取计数值高8位
MOV TH1, A ;计数值高8位存入TH1
MOV 51H, A ;计数值高8位存入51H
MOV A, 50H ;将取到的唱名码再放入A
RL A ;乘2
INC A ;唱名码加1
MOVC A,A+DPTR ;到表格TABLE2取计数值低8位
MOV TL1, A ;计数值低8位存入TL1
MOV 52H, A ;计数值低8位存入52H
SETB TR1 ;启动T1
WY: LCALL DELAY ;调用根本单位时间(1/4拍)
INC 40H ;简谱码指针加1
SJMP LOOP2 ;取下一个简谱码
FINISH: CLR TR1 ;停顿T1
LJMP MAIN ;重复播放

T1SER: PUSH ACC ;将A的值暂存于堆栈
PUSH PSW ;将PSW的值暂存于堆栈
MOV TL1, 52H ;重置定时器初值
MOV TH1, 51H
CPL SPK ;将SPK取反
POP PSW ;至堆栈取回PSW值
POP ACC ;至堆栈取回A值
RETI ;返回主程序

TABLE1: DB 84H,62H,82H,0B6H,02H ;简谱码表
DB 94H,0B4H,86H,02H
DB 84H,42H,52H,64H,52H,42H
DB 58H,04H,04H
DB 84H,62H,82H,0B6H,0A2H
DB 94H,0B4H,86H,02H
DB 84H,52H,62H,76H,32H
DB 48H,04H,04H
DB 94H,0B4H,0B6H,02H
DB 0A4H,92H,0A2H,0B6H,02H
DB 92H,0A2H,0B2H,92H,92H,82H,62H,42H
DB 58H,04H,04H
DB 84H,62H,82H,0B6H,0A2H
DB 94H,0B4H,86H,02H
DB 84H,52H,62H,76H,32H
DB 48H,04H,04H
DB 00H

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

GQ2:

MOV SP,#30H
MOV TMOD,#10H ;设T1工作方式1
MOV IE,#88H ;允许中断
LOOP12: MOV 40H,#00H ;简谱码指针清0
LOOP22: MOV A, 40H ;简谱码指针放入A
MOV DPTR, #TAB2
MOVC A,A+DPTR ;到表格TAB2中取简谱码
MOV R1,A ;取到的简谱码暂存于R1
JZ FINISH2 ;简谱码是00H(完毕码),转移
ANL A,#0FH ;不是00H,取低4位(节拍码)

MOV R2,A ;将节拍码存入R2中
MOV A,R1 ;将取到的简谱码再放入A
SWAP A ;上下4位交换
ANL A,#0FH ;取低4位(唱名码)
JNZ SING2 ;唱名码不是00H,转移
CLR TR1 ;唱名码是00H,那么不发音
SJMP WY2 ;转移至WY2
SING2: DEC A ;唱名码减1
MOV 50H,A ;唱名码存入50H
RL A ;乘2
MOV DPTR, #TABLE2
MOVC A,A+DPTR ;到表格TABLE2取计数值高8位
MOV TH1, A ;计数值高8位存入TH1
MOV 51H, A ;计数值高8位存入51H
MOV A, 50H ;将取到的唱名码再放入A
RL A ;乘2
INC A ;唱名码加1
MOVC A,A+DPTR ;到表格TABLE2取计数值低8位
MOV TL1, A ;计数值低8位存入TL1
MOV 52H, A ;计数值低8位存入52H
SETB TR1 ;启动T1
WY2: LCALL DELAY ;调用根本单位时间(1/4拍)
INC 40H ;简谱码指针加1
SJMP LOOP22 ;取下一个简谱码
FINISH2: CLR TR1 ;停顿T1
LJMP MAIN

TAB2: DB 64H,62H,52H,64H,04H ;简谱码表
DB 62H,82H,62H,52H,64H,04H
DB 44H,42H,52H,62H,82H,64H
DB 54H,52H,42H,54H,04H
DB 66H,81H,61H,92H,86H
DB 92H,82H,82H,62H,86H,12H
DB 64H,52H,52H,84H,62H,52H
DB 54H,52H,42H,54H,04H
DB 64H,62H,52H,64H,04H
DB 62H,82H,62H,52H,64H,04H
DB 44H,42H,52H,62H,82H,64H
DB 54H,52H,42H,54H,04H
DB 66H,81H,61H,92H,86H
DB 92H,82H,82H,62H,84H,04H
DB 02H,62H,52H,62H,84H,62H,52H
DB 52H,46H,44H,04H
DB 42H,52H
DB 64H,62H,82H,94H,92H,0D2H
DB 0D2H,0C2H,0B2H,92H,84H,04H
DB 92H,82H,62H,52H,44H,22H,42H
DB 54H,52H,42H,54H,42H,52H
DB 64H,62H,82H,94H,92H,0D2H
DB 0C2H,0B2H,0B2H,0C2H,0B4H,04H
DB 84H,82H,62H,0A2H,0B2H,42H,52H
DB 64H,04H,54H,04H
DB 44H,04H,04H,04H
DB 00H

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
GQ3:

MOV SP,#30H
MOV TMOD,#10H ;设T1工作方式1
MOV IE,#88H ;允许中断
LOOP13: MOV 40H,#00H ;简谱码指针清0
LOOP23: MOV A, 40H ;简谱码指针放入A
MOV DPTR, #TAB3
MOVC A,A+DPTR ;到表格TAB3中取简谱码
MOV R1,A ;取到的简谱码暂存于R1
JZ FINISH3 ;简谱码是00H(完毕码),转移
ANL A,#0FH ;不是00H,取低4位(节拍码)
MOV R2,A ;将节拍码存入R2中
MOV A,R1 ;将取到的简谱码再放入A
SWAP A ;上下4位交换
ANL A,#0FH ;取低4位(唱名码)
JNZ SING3 ;唱名码不是00H,转移
CLR TR1 ;唱名码是00H,那么不发音
SJMP WY3 ;转移至WY3
SING3: DEC A ;唱名码减1
MOV 50H,A ;唱名码存入50H
RL A ;乘2
MOV DPTR, #TABLE2
MOVC A,A+DPTR ;到表格TABLE2取计数值高8位
MOV TH1, A ;计数值高8位存入TH1
MOV 51H, A ;计数值高8位存入51H
MOV A, 50H ;将取到的唱名码再放入A
RL A ;乘2
INC A ;唱名码加1
MOVC A,A+DPTR ;到表格TABLE2取计数值低8位
MOV TL1, A ;计数值低8位存入TL1
MOV 52H, A ;计数值低8位存入52H
SETB TR1 ;启动T1
WY3: LCALL DELAY ;调用根本单位时间(1/4拍)
INC 40H ;简谱码指针加1
SJMP LOOP23 ;取下一个简谱码
FINISH3: CLR TR1 ;停顿T1
LJMP MAIN

TAB3: DB 82H62H,64H ;简谱码表
DB 72H,52H,54H
DB 42H,52H,62H,72H
DB 82H,82H,84H
DB 82H,62H,64H
DB 72H,52H,54H
DB 42H,62H,82H,82H
DB 64H,04H
DB 52H,52H,52H,52H
DB 52H,62H,74H
DB 62H,62H,62H,62H
DB 62H,72H,84H
DB 82H,62H,64H
DB 72H,52H,54H
DB 42H,62H,82H,82H
DB 44H,04H
DB 00H

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
GQ4:
MOV SP,#30H
MOV TMOD,#10H ;设T1工作方式1
MOV IE,#88H ;允许中断
LOOP14: MOV 40H,#00H ;简谱码指针清0
LOOP24: MOV A, 40H ;简谱码指针放入A
MOV DPTR, #TAB4
MOVC A,A+DPTR ;到表格TAB4中取简谱码
MOV R1,A ;取到的简谱码暂存于R1
JZ FINISH4 ;简谱码是00H(完毕码),转移
ANL A,#0FH ;不是00H,取低4位(节拍码)
MOV R2,A ;将节拍码存入R2中
MOV A,R1 ;将取到的简谱码再放入A
SWAP A ;上下4位交换
ANL A,#0FH ;取低4位(唱名码)
JNZ SING4 ;唱名码不是00H,转移
CLR TR1 ;唱名码是00H,那么不发音
SJMP WY4 ;转移至WY4
SING4: DEC A ;唱名码减1
MOV 50H,A ;唱名码存入50H
RL A ;乘2
MOV DPTR, #TABLE2
MOVC A,A+DPTR ;到表格TABLE2取计数值高8位
MOV TH1, A ;计数值高8位存入TH1
MOV 51H, A ;计数值高8位存入51H
MOV A, 50H ;将取到的唱名码再放入A
RL A ;乘2
INC A ;唱名码加1
MOVC A,A+DPTR ;到表格TABLE2取计数值低8位
MOV TL1, A ;计数值低8位存入TL1
MOV 52H, A ;计数值低8位存入52H
SETB TR1 ;启动T1
WY4: LCALL DELAY ;调用根本单位时间(1/4拍)
INC 40H ;简谱码指针加1
SJMP LOOP24 ;取下一个简谱码
FINISH4: CLR TR1 ;停顿T1
LJMP MAIN

TAB4: DB 42H,42H,44H,14H ;简谱码表
DB 62H,62H,64H,44H
DB 42H,62H,84H,84H
DB 72H,62H,54H,04H
DB 52H,62H,74H,74H
DB 62H,52H,64H,44H
DB 42H,62H,54H,14H
DB 32H,52H,44H,04H
DB
DB
DB
DB
DB
DB
DB
DB
DB 00H

TABLE2: DW 0FD82H,0FDC8H,0FE06H ;唱名码表
DW 0FE22H,0FE56H,0FE85H
DW 0FE9AH,0FEB2H,0FEE4H
DW 0FF03H,0FF11H,0FF2BH
DW 0FF42H,0FF4DH,0FF61H

DELAY: MOV R4,#250 ;延时187ms的循环次数
LP1: MOV R5,#0 ;延时0.935ms的循环次数
DJNZ R5,$
DJNZ R4,LP1
DJNZ R2,DELAY ;节拍数未到,转移
RET

END ;程序完毕

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