1、单片机课程设计 - 1 - 1 1 概述概述 本设计是以 AT89C51 芯片的电路为基础，外部加上放音设备，以此来实现音乐演奏控 制器的硬件电路，通过软件程序来控制单片机内部的定时器及计数器使其演奏出优美动听 的音乐。用户可以按照自己的喜好选择音乐并将其转化成机器码存入单片机的存储器中。 对于不同型号的单片机只需要相应的改变一下地址即可。该软、硬件系统具有很好的通用 性，很高的实际使用价值，为广大的单片机和音乐爱好者提供了很好的借鉴。 1.1 1.1 课题意义课题意义 音乐盒的起源，可追溯至中世纪欧洲文艺复兴时期。当时为使教会的钟塔报时，而将 大小的钟表装上机械装置，被称为“可发出声音的组钟
2、” 。音乐盒有着 300 多年的发展历 史，是人类文明发展的历史见证。 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。 本文设计的音乐盒，是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
3、。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。根据存储容量的大小，可以尽可能多的存储歌曲。 1.1.2 2 设计题目：设计题目： 通过对设计方案的分析与研究，设计基于单片机的数字音乐盒，通过单片机来产生固 定的频率的方波来驱动蜂鸣器，发出不同的音调，通过单片机的定时器来控制该方波持续 的时间，从而演奏乐曲，采用 LED 数码管在开机时显示开机信息，在播放时显示歌曲序号； 通过功能键选择乐曲、暂停、播放；以单片机的最小系统为基础设计硬件，用汇编语言、 或 C 语言设计软件。通过基于单片机的数字音乐盒设计这一课程设计，锻炼学生的创新思 维。 1.1.3 3 设计方案设计
4、方案 设计基于单片机的数字音乐盒，通过单片机来产生固定的频率的方波来驱动蜂鸣器， 发出不同的音调， 通过单片机的定时器来控制该方波持续的时间， 从而演奏乐曲； 采用 LED 数码管在开机时显示开机信息，在播放时显示歌曲序号；使用两个按键，一个用来切换歌 曲，分别是上一曲、下一曲、播放/暂停； 1.1.4 4 研究内容研究内容 1）电路的工作模式为演奏音乐模式 演奏音乐模式：演奏完整的一首的歌曲，阴极 LED 显示器演奏歌曲为第几首。 单片机课程设计 - 2 - 2）按下上一曲，切换歌曲到上一曲，LED 显示器显示歌曲，共三首歌曲。 3）按下下一曲，切换歌曲到下一曲，LED 显示器显示歌曲，共三
5、首歌曲。 4）按下播放/暂停，切换至暂停，再按一下，切换至播放。 2 2 系统总体方案介绍系统总体方案介绍 2.1 2.1 系统组成框图系统组成框图 音乐盒的系统结构以 AT89C51 单片机位控制核心，加上 3 个按键、时钟复位电路、蜂 鸣器、LED 显示模块组成。单片机负责接收按键的输入，根据输入控制音乐播放曲目以及 蜂鸣器发音。系统组成框图如图 2.1 所示。 AT89C51 LED显示模块 蜂鸣器模块 按键输入 晶振复位电路 图 2.1 系统组成框图 2.2 2.2 音乐盒的功能结构图音乐盒的功能结构图 音乐盒的功能结构如图 2.2 所示。按下上一曲，切换歌曲到上一曲，LED 显示器显
6、示 歌曲，共三首歌曲；按下下一曲，切换歌曲到下一曲，LED 显示器显示歌曲，共三首歌曲； 按下播放/暂停，切换至暂停，再按一下，切换至播放。 开始 播放暂停下一曲上一曲 图 2.2 音乐盒功能结构图 2.3 2.3 主要设计软件介绍主要设计软件介绍 本设计利用 PROTEUS 仿真软件对音乐盒源程序进行编程并调试，并且 PROTEUS 仿真软 件对硬件进行仿真调试，软件的简介如下： 单片机课程设计 - 3 - 2.3.1 PROTEUS2.3.1 PROTEUS 软件简介软件简介 Proteus 软件是英国 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具软件（该软件 中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它 EDA 工具软件的仿真功能， 还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国 内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用 的科技工作者的青睐。Proteus 是世界上著名的 EDA 工具(仿真软件)，从原理图布图、代 码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键
