1、第 屆電子設計大賽論文單片機音樂發(fā)生器組長： 組員： - 25 -目 錄1、系統(tǒng)方案- 2 -1.1、方案比較與選擇- 2 -1.1.1、單片機選擇與論證- 2 -1.1.2、功放選擇與論證- 2 -1.1.3、顯示器件選擇與論證- 2 -1.1.4、鍵盤形式選擇與論證- 3 -1.1.5、材料選擇與論證- 3 -2、理論分析與計算- 3 -2.1、聲音播放的原理- 3 -2.1.1、普通聲音產(chǎn)生原理. - 3 -2.1.2、音樂產(chǎn)生原理.- 4 -2.2、音符節(jié)拍處理- 5 -3、電路與程序設計- 6 -3.1、電路的設計- 6 -3.1.1、總體框圖設計- 6 -3.1.2、時鐘電路設計-

2、 6 -3.1.3、復位電路設計- 7 -3.1.4、按鍵電路設計- 7 -3.1.5、顯示電路設計- 8 -3.1.6、揚聲器電路設計- 9 -3.2、程序設計.- 10 -3.2.1、系統(tǒng)整體流程圖- 10 -3.2.2、鍵盤子程序流程圖- 10 -3.2.3、液晶顯示子程序流程圖- 11 -4、測試方案與測試結(jié)果- 12 -4.1、測試方案- 12 -4.2、測試結(jié)果- 12 -4.3、測試分析- 13 -附錄- 13 -附錄1：電路原理圖- 13 -附錄2：部分源程序- 14 -1、系統(tǒng)方案1.1、方案比較與選擇1.1.1、單片機選擇與論證方案一：8051單片機。8051內(nèi)部包含一個8

3、位CPU，128BRAM,4KBROM,21個特殊功能寄存器，4個8位并行I/O口，一個全雙工串行口，2個16位定時器、計數(shù)器，5個中斷源。方案二：SST單片機。SST單片機省去了開發(fā)用的編程器和仿真器。省去了外部EEPROM、電壓監(jiān)控芯片、上電復位電路和5個UART的擴展芯片。它自帶在線下載和在線仿真功能，帶有5路PCA模塊(主成分分析)，PCA功能比普通單片機有更強的計時性。利用PCA的脈沖寬度調(diào)制（PWM）模式可產(chǎn)生一個8位PWM。方案三：AT89C52單片機。AT89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS位單片機，片內(nèi)含4k字節(jié)的可反復擦寫1000次的只讀程序存儲器（P

4、EROM）和128字節(jié)的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元?；趯δ荦R全性的考慮，我們采用方案三。1.1.2、功放選擇與論證方案一：LM386。LM386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、更新內(nèi)鏈增益可調(diào)整、電源電壓范圍大和總諧波失真小等優(yōu)點的功率放大器。方案二：NPN型三極管。集電極電流受基極電流的控制，并且基極電流很小的變化，會引起集電極電流很大的變化，且變化滿足一定的比例關系。出于對市場供應情況和價格方面的考慮，我們采用方案一。1.1.3、顯示器件選擇與論證方案一：數(shù)碼管。數(shù)碼管顯示能在低電壓、小電流條件下驅(qū)動發(fā)光，能與CMOS、IT

5、L電路兼容。發(fā)光響應時間極短(30秒。發(fā)揮部分（1）：能播放指定曲目。發(fā)揮部分（2）：具有鍵盤，可現(xiàn)場編曲并播放。發(fā)揮部分（3）：具有液晶顯示功能，可顯示簡譜。發(fā)揮部分（4）：可將簡譜轉(zhuǎn)換成顯示五線譜。4.2、測試結(jié)果4.2.1、仿真測試通過Keil和Proteus仿真，在播放Do,Re,Mi,Fa,So,La,Xi,Do等待兩秒后，可以聽到自選歌曲和指定曲目，LCD顯示歌曲信息。按下控制鍵后，進入編曲模式，7個獨立鍵盤分別代表七個音符，可現(xiàn)場編曲。同時，數(shù)碼管顯示每個按鍵代表的數(shù)字。如圖13所示，為數(shù)碼管仿真結(jié)果。 圖134.2.2、成品測試 通過對成品進行調(diào)試實驗，所得到的結(jié)果與仿真結(jié)果相

6、同。4.3、測試分析由測試結(jié)果可以看出，成品滿足基本要求和發(fā)揮部分的部分要求。附錄附錄1：電路原理圖附錄2：部分源程序#include#include #defineuchar unsigned char#define uint unsigned int #define LCDPORT P0#define E P31#define RW P33#define DI P34#define CS1 P36#define CS2 P35#define BUSYSTATUS P07#define LCDSTARTROW 0xc0#define LCDPAGE 0xB8#define LCDLINE 0

7、x40void Run(void);/主程序void KeyScan(void);/ 按鍵void PlayKey(void); /按鍵程序void delay_1ms(uchar i);/延時1msvoid PlayMusic1(void); / 播放12345671void PlayMusic(void); /播放同一首歌void PlayMusic2(void); /播放規(guī)定曲目1void DisPlay(void);/ 數(shù)碼管/void lcd_init(void); /lcd初始化void init_com(void);void sound_delay(uchar n);void t

8、imer0(void);uchar code hz1;/*一系列變量*/sbit Beep=P27;/sbit busy=P01;ucharTh0,Tl0;ucharflag=0;/模式，0表示音樂，1表示按鍵ucharkey=0;/按鍵代號uchara;uchargaodi=0;/uchar data count=0;/uint counter=0;/12345671的頻率uchar code SONG_TONE=115,102,91,86,77,68,61,0;/12345671的節(jié)拍uchar code SONG_LONG=17,18,20,21,23,25,28,0; /*比賽規(guī)定曲目

9、*/魂斗羅 赤色要塞uchar code SONG_TONE2=34,38,45,51,45,51,57,61, 57,61,68,77,68,102,91,77, 68,68,45,51,45,43,38, 68,68,45,51,45,43,57, 68,68,45,51,45,43,38, 68,68,45,51,45,43,57,0;/魂斗羅的節(jié)拍uchar code SONG_LONG2=13,12,10,9,10,9,8,28, 8,7,6,6,6,5,5,6, 35,13,10,9,19,11,85, 35,13,10,9,19,11,68, 35,13,10,9,19,11,8

10、5, 35,13,10,9,19,11,68,0; /*同一首歌的源代碼*/uchar codeMusic=0Xef,0Xef, 0X88,0X14,0X24,0X36,0X42,0X34,0X14,0X28,0X14,0X94,0X1f,0X88,0X14,0X24,0X34,0X32,0X42,0X54,0X14,0X46,0X32,0X54,0X22,0X32,0X32,0X22,0X2C,0X38,0X54,0X74,0X76,0X62,0X68,0X54,0X52,0X62,0X74,0X62,0X52,0X3f,0X46,0X42,0X54,0X64,0X54,0X42,0X32,

11、0X28,0X0a4,0Xa2,0X92,0X84,0X94,0X1f,0Xb8,0X68,0X46,0X52,0X68,0X74,0X72,0X72,0X74,0X62,0X52,0X3f,0Xb8,0X68,0X46,0X52,0X68,0X64,0X62,0X62,0X64,0X42,0X32,0X2f,0X58,0X14,0X24,0X36,0X42,0X34,0X12,0X12,0X26,0X22,0X24,0X22,0X12,0X94,0X9c,0Xa8,0Xa6,0X92,0X84,0X64,0X54,0X22,0X22,0X46,0X42,0X44,0X32,0X22,0X5f

12、,0Xef,0Xef,0xFF,/按鍵音符ucharcodeKeyCode =0XFF,0XFF,0xF8,0x8B,0xF9,0x5B,0xFA,0x14,0xFA,0x66,0xFB,0x03,0xFB,0x8F,0xFC,0x0B,/低音0xFC,0x43,0xFC,0xAB,0xFD,0x08,0xFD,0x33,0xFD,0x81,0xFD,0xC7,0xFE,0x05,/中音0xFE,0x21,0xFE,0x55,0xFE,0x84,0xFE,0X99,0XFE,0xC0,0xFE,0xE3,0xFF,0x02,/高音;/功能程序void Run(void)if(flag=0)Pl

13、ayMusic1(); /12345671PlayMusic(); /同一首歌PlayMusic2();/魂斗羅elsePlayKey();void KeyScan(void)/按按鍵1-7,數(shù)碼管的顯示if(P1=0X7f)/如果P1.7=0delay_1ms(5);if(P1=0X7f)gaodi+;if(gaodi2)gaodi=0;a=gaodi;else if(P1=0XFE)delay_1ms(12);if(P1=0XFE)key=1;a=key;else if(P1=0XFD)delay_1ms(12);if(P1=0XFD)key=2;a=key;else if(P1=0XFB

14、)delay_1ms(12);if(P1=0XFB)key=3;a=key;else if(P1=0XF7)delay_1ms(12);if(P1=0XF7)key=4;a=key;else if(P1=0XEF)delay_1ms(12);if(P1=0XEF)key=5;a=key; else if(P1=0XDF)delay_1ms(12);if(P1=0XDF)key=6;a=key;else if(P1=0XBF)delay_1ms(12);if(P1=0XBF)key=7;a=key;elsereturn;void PlayKey(void)if(key=0)return;else

15、Th0=KeyCodegaodi*14+key*2;Tl0=KeyCodegaodi*14+key*2+1;TR0=1;delay_1ms(187);TR0=0;key=0;time0() interrupt 1 /定時器0中斷TH0=Th0;TL0=Tl0;Beep=Beep;void interrupt0() interrupt 0 /外部終端0flag=flag;if(flag=0)a=8;P2=0;/延時1msvoid delay_1ms(uchar i)uchar j,k;for(j=0;ji;j+)for(k=0;k148;k+); /*播放音樂主程序*/12345671void

16、PlayMusic1(void) uint i=0; uint j,k; while(SONG_LONGi!=0|SONG_TONEi!=0) /播放各個音符，SONG_LONG 為拍子長度 for(j=0;jSONG_LONGi*30;j+) Beep=Beep; /SONG_TONE 延時表決定了每個音符的頻率 for(k=0;k4);jiepai=(Musici&0X0F);if(yinfu=0)continue;Th0=MusicCode(yinfu-1)*2;Tl0=MusicCode(yinfu-1)*2+1;TR0=1;for(j=jiepai;j0;-j)delay_1ms(1

17、50);/調(diào)歌曲快慢:187(越大越慢) TR0=0;if(flag!=0)break;void PlayMusic2(void) uint i=0; uint j,k; while(SONG_LONG2i!=0|SONG_TONE2i!=0) /播放各個音符，SONG_LONG 為拍子長度 for(j=0;jSONG_LONG2i*30;j+) Beep=Beep; /SONG_TONE 延時表決定了每個音符的頻率 for(k=0;k0 ;n-)for ( i=500; i0 ; i-);bit bCheckBusy () LCDPORT=0xff; RW = 1; DI=0; E=1; E

18、=0; return BUSYSTATUS ;void vWriteData (unsigned char ucData) while(bCheckBusy() ; LCDPORT=0xff; RW=0; DI=1; LCDPORT=ucData; E=1; E=0;void vWriteCMD(unsigned char ucCMD) while ( bCheckBusy() ); LCDPORT=0xff; RW=0; DI=0; LCDPORT=ucCMD; E=1; E=0; void vLCDInitialize()CS1=1;CS2=1;vWriteCMD (0x38) ;vWri

19、teCMD (0x0f) ;vWriteCMD (0x01) ;vWriteCMD (0x06) ;vWriteCMD (LCDSTARTROW); Void vShowCustomRow ( unsigned char ucPage ,unsigned char ucLine ,unsigned char ucWidth ,unsigned char *ucaRow) unsigned char ucCount ; if(ucLine64) CS1=1; CS2=0; vWriteCMD(LCDPAGE+ucPage) ; vWriteCMD(LCDLINE+ucLine) ; if (uc

20、Line + ucWidth)64) for (ucCount =0 ; ucCountucWidth ;ucCount +) vWriteData (*(ucaRow+ucCount) ; for(ucCount=0;ucCount64-ucline;ucCount+) vWriteData(*(ucaRow+ucCount) ;CS1=0;CS2=1;vWriteCMD(LCDPAGE+ucPage);vWriteCMD(LCDLINE);for (ucCount=64-ucLine;ucCountucWidth;ucCount+) vWriteData(*(ucaRow+ucCount) ; else CS1=0;CS2=1; vWriteCMD(LCDPAGE+ucPage);vWriteCMD(LCDLINE);for(uccount=0;uccountucwidth;uccount+)vwritedata(*(ucarow+uccount); void vShowOneChin(unsigned char ucPage,unsigned char