单片机数字音乐盒课程设计讲述.doc

数字音乐盒的设计 摘要 关键： AT89C51LCD液晶显示 目 录 1绪论 4 1.1 课题描述 4 1.2 基本工作原理及框图 4 2 相关芯片及硬件电路设计 4 2.1 AT89C51芯片 4 2.1.1 AT89C51的功能特性 5 2.1.2 AT89C51的主要性能参数 5 2.2 晶振电路 6 2.3 复位电路 6 2.4 驱动电路 7 2.4.1 蜂鸣器 8 2.4.2 续流二极管 8 2.4.3 滤波电容 8 2.4.4 三极管 8 2.5 显示电路 9 2.5.1 线段的显示 9 2.5.2 字符的显示 9 2.6 按键电路 10 3 系统软件设计 10 3.1 软件设计程序流程图 10 3.2 节拍的确定 11 3.3 编码 12 3.4 仿真 12 总 结 15 致 谢 16 参考文献 17 附录 18 1绪论 1.1 课题描述 随着科学技术的进步和社会的发展，人类所接触的信息也在不断增加并且日益复杂。面对浩如烟海的信息，人们已经能够利用计算机等工具高效准确地对之进行处理，但要想将处理完的信息及时，清晰地传递给别人，还必须通过寻求更加卓越的显示技术来实现。单片机技术与液晶显示技术的结合，使信息传输交流向着智能可视化方向迅速发展。小小的音乐盒可以给人们带来美好的回忆，提高人们的精神文化享受。传统音乐盒是机械型的，体积笨重，发音单调，不能实现批量生产。本文设计的音乐盒是以单片机为核心元件的电子式音乐盒，体积小,重量轻，能演奏和旋音乐，功能多，外观效果多彩，使用方便，并具有一定的商业价值。 1.2 基本工作原理及框图 本次设计是一个基于AT89C51单片机的音乐盒，该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路、蜂鸣器以及显示电路组成。使用其中两个按键来控制播放和暂停另外两个按键用来控制换曲。利在液晶上显示曲目的更换，共三首音乐，蜂鸣器每播放一首歌时液晶上显示相对应的歌曲次序。系统组成框图如图1。 图1基本工作原理框图 2 相关芯片及硬件电路设计 2.1 AT89C51芯片 图2 AT89C51引脚图 2.1.1 AT89C51 AT89C51提供以下标准功能：4K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个十六位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。 2.1.2 AT89C51的主要性能参数 AT89C51主要性能参数如下： 与MC－51产品指令系统完全兼容 K字节可编程闪烁 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年 全静态工作0Hz-24Hz 三级程序存储器锁定 128*8位内部RAM 32可编程I/O线 两个16位定时器/计数器 5个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 晶体振荡器，简称晶振，它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络。晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。晶振在应用具体起到的作用，微控制器的时钟源可以分为两类：一种是皮尔斯振荡器配置，适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。RC振荡器能够快速启动，成本也比较低，但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差，会在标称输出频率的5%至50%范围内变化,震荡脉冲频fosc在0至24MHZ范围内变化。但其性能受环境条件和电路元件选择的影响。图3为晶振电路。 图3 晶振电路 2.3 复位电路 单片机在启动时都需要进行复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。51系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位。图4为复位电路。 图4复位电路 2.4 驱动电路 由于蜂鸣器的工作电流一般比较大，以致于单片机的I/O口是无法直接驱动的（但AVR可以驱动小功率蜂鸣器），所以要利用放大电路来驱动，一般使用三极管来放大电流就可以了。 蜂鸣器驱动电路一般都包含以下几个部分：一个三极管、一个蜂鸣器、一个续流二极管和一个电源滤波电容。 图5为蜂鸣器驱动电路。