1、數(shù)字音樂盒課程設(shè)計(jì)報(bào)告專業(yè)：通信工程班級：0801姓氏：張宇陽教員：李靜2011年6月22日內(nèi)容1.設(shè)計(jì)任務(wù)和要求22.總設(shè)計(jì).3.硬件設(shè)計(jì)33.1硬件電路33.2原則3的描述4.軟件設(shè)計(jì)35.模擬、安裝和調(diào)試46.收獲與體驗(yàn)5參考文獻(xiàn)6附件1:組件列表7附件2:總電路圖7附件3:音樂程序81.設(shè)計(jì)任務(wù)和要求(1)輸入輸出端口用于產(chǎn)生一定頻率的方波，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出不同的音調(diào)播放音樂(存儲器中存儲有兩個(gè)音樂片段)。(2)使用七個(gè)數(shù)碼管顯示當(dāng)前播放歌曲的序列號。(3)可以通過功能鍵、暫停、播放、上一首歌和下一首歌來選擇音樂。2.總設(shè)計(jì)(1)要產(chǎn)生音頻脈沖，只需計(jì)算某個(gè)音頻的周期(1/音頻)，然后將

2、該周期除以2，即半周期時(shí)間。定時(shí)器用于對半周期時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，每次達(dá)到該時(shí)間時(shí)，輸出脈沖的輸入/輸出都會反轉(zhuǎn)。然后半周期時(shí)間被重復(fù)計(jì)時(shí)，然后輸入/輸出端口被反轉(zhuǎn)以在輸入/輸出支路上獲得該頻率的脈沖(2)使用8051內(nèi)部定時(shí)器使其工作在計(jì)數(shù)器模式模式1，改變計(jì)數(shù)值TH0和TL0以產(chǎn)生不同的頻率。例如，頻率為523赫茲，周期T=1/523=1912微秒。因此，只要計(jì)數(shù)器定時(shí)956/1=956每9個(gè)計(jì)數(shù)反轉(zhuǎn)一次輸入/輸出端口，就可以獲得中間值D0(523赫茲)。計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式如下：N=Fi/2/Fr N:符號Fi:內(nèi)部定時(shí)一次為1微秒，因此頻率為1兆赫。Fr。要生成的頻率(3):記憶值的計(jì)算

3、方法如下：T=65536-N=65536-Fi/2/Fr例如，設(shè)置k=65536，f=fi=1 MHz，計(jì)算低音D0(523HZ)和高音D0(1046HZ)的計(jì)數(shù)值。T=65536-N=65536-Fi/2/Fr=65536/2/Fr=65536-/Fr對于低音D0，T=65536-/262=63627中端D0的T=65536-/523=64580T6=5536-/1047=65059(低音D0)3.硬件設(shè)計(jì)3.1硬件電路本設(shè)計(jì)采用89C51單片機(jī)、喇叭和七段顯示發(fā)光二極管。(硬件電路原理圖見圖3-1-1和圖3-1-2)。圖3-1-1數(shù)碼管引腳圖圖3-1-2電路原理圖3.2原理描述當(dāng)鍵盤上的按

4、鍵被按下時(shí)，判斷鍵值，啟動(dòng)計(jì)數(shù)器T0，產(chǎn)生一定頻率的脈沖，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，釋放音樂。同時(shí)，定時(shí)器T1開始顯示歌曲編號。(1)在硬件電路中，S1和S2被用作下一首歌的功能鍵。(2)使用1.0-1.6控制七個(gè)代碼a、b、c、d、e、f(3)使用P2.0控制喇叭。(4)電路工作在12MHZ晶振頻率，啟動(dòng)電路中的C1和C2均為30pf。4.軟件設(shè)計(jì)該程序能滿足課程設(shè)計(jì)的基本要求，并能通過按鍵播放歌曲。程序流程圖如圖4-1所示：開始初始化設(shè)置音節(jié)起始位置設(shè)置節(jié)拍間距閱讀音階、音符顯示當(dāng)前播放歌曲的序列號節(jié)拍結(jié)束音樂結(jié)束圖4-1程序流程圖5.模擬、安裝和調(diào)試根據(jù)以上設(shè)計(jì)的電路，在proteus軟件中畫圖，打開

5、單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)Keil，選擇89c51單片機(jī)，在其中編寫程序，運(yùn)行并生成一個(gè)帶十六進(jìn)制后綴的文件，然后將該文件下載到proteus中的AT89c51單片機(jī)進(jìn)行仿真，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。模擬可以實(shí)現(xiàn)播放音樂、按鍵選擇曲目、暫停和播放的功能。模擬成功后，安裝實(shí)驗(yàn)板，然后將音樂程序下載到電路板上，觀察結(jié)果。它可以播放音樂，按鍵改變音樂和其他功能。下圖是微控制器設(shè)計(jì)的模擬圖：圖5-1模擬圖程序調(diào)試中的問題及解決方法；(1)有時(shí)程序中沒有錯(cuò)誤，但它就是不能正常運(yùn)行。最后，我們發(fā)現(xiàn)程序中的一些指令寫得不正確。例如，一些RET返回指令必須以正確的格式編寫，或者最好不要在兩行指令之間留下空行。(2)跳轉(zhuǎn)指令在程

6、序中的使用非常重要。為了安全起見，使用了LJMP。我們遇到了跳轉(zhuǎn)指令不能用錯(cuò)誤的程序正常運(yùn)行的現(xiàn)象。當(dāng)使用JNZ指令時(shí)，跳轉(zhuǎn)范圍相對較小，并且使用標(biāo)簽進(jìn)行傳輸。(3)編程時(shí)應(yīng)注意每個(gè)定時(shí)器中斷的入口地址。(4)在編程過程中要注意添加注釋或分割線，否則程序太長就會變得很亂，不容易找到或修改。(5)編程前添加流程圖，使思路清晰。例如，數(shù)字音樂盒的設(shè)計(jì)思想可以完全按照MP3的工作模式編寫流程圖。(6)液晶時(shí)序正常顯示解決方案：A.兩個(gè)計(jì)時(shí)器同時(shí)工作，并且存在中斷計(jì)時(shí)問題。開始時(shí)，我們將定時(shí)器1設(shè)置為模式3，計(jì)250us。由于定時(shí)中斷過于頻繁，導(dǎo)致中央處理器負(fù)載過大，導(dǎo)致音樂無法正常播放，時(shí)間無法正常

7、顯示。解決方案：將定時(shí)器1設(shè)置為工作模式1，16位計(jì)數(shù)50毫秒，效果大大提高。但是仍然存在問題。當(dāng)音樂以全部4拍開始時(shí)，音樂節(jié)奏與定時(shí)器T1的中斷頻率錯(cuò)開，液晶顯示和音樂播放會更好。C.此外，在歌曲中，當(dāng)一個(gè)音符在排列中以4拍和*CH發(fā)音時(shí)，由于時(shí)間長，此時(shí)定時(shí)器T1被中斷，將影響歌曲的播放。如果用一個(gè)節(jié)拍來發(fā)音，中斷會削弱歌曲播放的效果，但是音樂效果會變得更差。改進(jìn)方案：如果采用定時(shí)時(shí)間較長的單片機(jī)，所有問題都可以避免。6.收獲與體驗(yàn)仍然有必要說理論和實(shí)踐的結(jié)合真的能帶來更好的學(xué)習(xí)和更多的知識。以前，供應(yīng)鏈管理的課程學(xué)得不是很好，但通過這次實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐，我感到充實(shí)了。很多我以前不知道的地方也很

8、容易通過實(shí)驗(yàn)理解，比如按鍵的編程設(shè)計(jì)等等?？偟膩碚f，整個(gè)過程充滿了歡樂和悲傷。當(dāng)焊接電路板時(shí)，許多電路被錯(cuò)誤地連接，這導(dǎo)致以后需要再次焊接，浪費(fèi)了大量的時(shí)間和精力來找出原因。但是也因?yàn)檫@些惱人的錯(cuò)誤和糾正它們的漫長過程，當(dāng)?shù)谝皇赘鑿姆澍Q器中發(fā)出時(shí)，我們的心情非常激動(dòng)?？傊?，經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，我覺得受益匪淺。美國和中國缺乏的是只有四個(gè)人有一套板設(shè)備，這是太少了，缺乏大量的實(shí)踐。參考1徐岷。單片機(jī)原理及應(yīng)用M。北京：中國電力出版社，2007.082三星科技。MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)例M。北京：電子工業(yè)出版社，2008.013王維卿，程國剛。單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)M。北京：人民郵電出版社，20

9、07.024約翰馬庫斯。電子電路百科全書M。北京：計(jì)量出版社，19955閻石。數(shù)字電子技術(shù)基金會。北京：高等教育出版社，1998.12，第4版鄧。數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)M。北京：電子工業(yè)出版社，2001附件1:組件列表組件名稱規(guī)格/型號單組數(shù)量評論抵抗510、1/4W210K、1/4W21K、1/4W2電阻器行510* 81陶器的AT89S52(傾角封裝)1集成電路插座40針1數(shù)碼管1位動(dòng)態(tài)、紅光、共陽極1接插件DC3-10P1與臨時(shí)系統(tǒng)程序下載線接口按鍵國產(chǎn)歐姆龍輕觸按鍵，帶透明帽4套萬能電路板（面包板)17厘米* 22厘米1塊16導(dǎo)線0.3mm2單股導(dǎo)線4m16錫焊絲1.0毫米2m16松香1盒

10、16蜂鳴器無源1附件2:總電路圖附件3:音樂程序(1)聲音播放：#包括#包括音樂#包含 SoundPlay.h /#包括 lcd.h #定義系統(tǒng)_OSC /定義晶振頻率赫茲#定義聲音_空間4/5 /定義普通音符演奏的長度分率，/每4分音符間隔無符號字符代碼duan=0xc0，0xf9，0xa4，0xb0，0x99，0x92，0x82，0xf8，0x80，0x90 ./段代碼09無符號int代碼FreeAb12= 262，277，294，311，330，349，369，392，415，440，466，494 。/原始頻率表無符號字符代碼簽名選項(xiàng)卡7= 0，2，4，5，7，9，11 。/17在頻率

11、表中的位置無符號字符代碼長度選項(xiàng)卡7= 1，2，4，8，16，32，64 ；無符號字符聲音_溫度_TH0，聲音_溫度_ TL0/音符定時(shí)器初值暫存無符號字符聲音_溫度_TH1，聲音_溫度_ TL1/音長定時(shí)器初值暫存/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *無符號字符代碼*聲音；#定義MaxNo 9 /定義歌曲數(shù)目無符號字符代碼*代

12、碼音樂MaxNO=音樂_4，音樂_8，音樂_7，音樂_6，音樂_5，音樂_9，音樂_3，音樂_2，音樂_ 1 ；帶符號的茶標(biāo)志no=0；/局部函數(shù)申明靜態(tài)無符號字符密鑰掃描(無效)；靜態(tài)空蜂鳴音(無效)；位運(yùn)行停止=1；/1表示運(yùn)行p20；/定義輸出管腳#定義發(fā)光二極管P0/發(fā)光二極管端口/按鍵端口定義=p32；/上一首sbit keyf=p34；/下一首sbit keyt=p35；/暫停/*/按鍵端口定義=p32；/上一首sbit keyf=p34；/下一首=p35；/暫停*/外部空延遲1毫秒（無符號整數(shù))；void InitialSound(void)BeepIO=0；聲音_溫度_ TH1

13、=(65535-(1/1200)*系統(tǒng)_振蕩)/256；/計(jì)算TL1應(yīng)裝入的初值(10ms的初裝值)聲音_溫度_ TL1=(65535-(1/1200)*系統(tǒng)_振蕩器)% 6；/計(jì)算TH1應(yīng)裝入的初值TH1=聲音_溫度_ TH1TL1=聲音_溫度_ TL1TMOD |=0x 11；/兩個(gè)定時(shí)器都工作在方式1ET0=1；ET1=0；TR0=0；TR1=0；EA=1；標(biāo)志號=0。聲音=音樂信號；發(fā)光二極管=段標(biāo)志1；void BeepTimer0(void)中斷1/音符發(fā)生中斷比皮奧=！比皮奧；TH0=聲音_溫度_ TH0TL0=聲音_溫度_ TL0/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *