单片机数字音乐盒课程设计报告.doc

目录 一、绪论 3 1.1课题背景 3 1.2国内外研究现状及发展趋势 3 二、数字音乐盒的总体设计 4 2.1设计基本要求 4 2.2总体设计 4 2.3方案论证与比较 5 2.4本章小结 6 三、硬件设计 6 3.1硬件设计原则 6 3.2LCD显示部分硬件 7 3.3按键部分硬件 14 3.4蜂鸣器驱动 15 3.5PCB设计 16 四、软件设计 17 4.1开发环境 17 4.2软件设计 18 五、系统展示和测试 25 5.1程序：见附录 25 5.2下载程序 25 5.3调试 26 六、总结 28 6.1系统总结 28 6.2不足和展望 29 6.3个人心得 29 附录一：程序： 29 附录二、电路原理图 38 附录三、数据分配 38 参考文献 38 一、绪论 传统的音乐盒多是机械音乐盒，其工作原理是通过齿轮带动一个带有铁 钉的铁桶转动,铁桶上的铁钉撞击铁片制成的琴键，从而发出声音。但是，机械式的音乐盒体积比较大，比较笨重，且发音单调。水、灰尘等外在因素，容易使内部金属发音条变形，从而造成发音跑调。另外，机械音乐盒放音时为了让音色稳定,必须放平不能动摇，而且价格昂贵，不能实现大批量生产。基于单片机设计制作的电子式音乐盒。与传统的机械式音乐盒相比更小巧，音质更优美且能演奏和弦音乐。电子式音乐盒动力来源是电池，制作工艺简单，可进行批量生产，所以价格便宜。基于单片机制作的电子式音乐盒，控制功能强大，可根据需要选歌，使用方便。所放歌曲的节奏可以根据需要进行设置，根据存储容量的大小，可以尽可能多的存储歌曲。另外，可以设计彩灯外观效果，增设放歌时间、序号显示灯功能，使音乐盒的功能更加丰富 1.1课题背景 音乐盒的起源，可追溯至中世纪欧洲文艺复兴时期。当时为使教会的的钟塔报时，而将大小的钟表上机械装置，被称为“可发出声音的组钟”。 1598年，意大利籍耶稣会士利玛窦第一次来到北京，随行礼物中就有八音琴一台。这是有史书记载的最早进入中国的八音琴。经过各种的发明创造，1780年前后，拉匀芳的瑞士人从人偶自动钟的原理获得启示，发明了一种令人赞叹的机制——机械鸟鸣钟。 1796年，日内瓦钟匠的发明，给机械音乐盒带来了革命性的改变，使音乐盒的体积缩小达到极限，而在接下来的世纪得以成功的发展。1870年，德国的发明家首创了盘式音乐盒。 17世纪初，音乐盒的工业成为瑞士超过制表和缝制蕾丝业的第一大产业，这使得位于瑞士侏罗山边的小镇闻名于世。 1.2国内外研究现状及发展趋势 1992年，中国第一台具有自主知识产权的八音琴在中国宁波韵升的诞生，标志着中国，全方位地参与全球音乐盒这块巨 大蛋糕的市场竞争，经过十多年的努力，韵升 对八音琴的制造技术进行了更多的技术更新， 取得了多个国家和地区50余项发明专利。这使 得音乐盒无论在音质，音量，谱曲，和外观设计等方面都有了更大的改进。目前，韵升八音琴已占据全球八音琴市场份额的1/4，仅次于 日本Sankyo，位居全球第二位。 音乐盒300多年的产品发展，同时也是人类文明300多年发 展的历史鉴证。每个不同时期的音乐盒造型，都能折射出当时不同的社会心态和文明发展现状，它也成了时代的一面镜子。 二、数字音乐盒的总体设计 2.1设计基本要求 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，从而演奏乐曲(最少3首音乐，每首不少于30s)。 2，采用LCD显示信息。 1)开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号(或名称)。 2)可通过功能键选择乐曲，暂停，播放。可以通过数字键选择相应的歌曲。 3）具有循环播放歌曲的功能 4）显示乐曲播放时间或剩余时间。 2.2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stc89c52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： 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＝65