音乐盒设计.docx
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音乐盒设计
基于89c52单片机音乐播放的设计
安庆师范学院物理与电气工程学院
音乐盒设计
1、设计任务和要求
（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，从而演乐曲。
（2直接当前播放的歌曲。
（3）可通过功能键选择播放上一首、下一首和暂停播放歌曲。
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8052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/FrN：
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＝＝Fi＝1MHZ，求低音D0（523HZ），高音的D0（1046HZ）的记数值。
T＝65536－N＝65536－Fi／2／Fr＝65536－／2／Fr＝65536－500000／Fr
低音D0的T＝65536－500000／262＝63627
中音D0的T＝65536－500000／523＝64580
高音D0的T＝65536－500000／1047＝65059
3、硬件设计
3.1硬件电路
本设计中用到89C52单片机，扬声器、键盘、连接线。
1．最小系统
⑴单片机：
本次设计使用单片机芯片AT89C52
AT89C52的工作特性：
•内含8KB的FLASH存储器檫写次数1000次；
•256x8bit内部RAM；
•具有32根可编程I/O线；
•具有3个16位编程定时器
•AT89C52共有6个中断向量：
两个外中断（INT0和INT1），3个定时器中断（定时器0、1、2）和串行口中断•具有1个全双工的可编程串行通信接口；
•具有可编程3级程序锁定位；
•AT89C52的工作电源为5（1±0.2）V且典型值为5V；
•AT89C52最高工作频率为24MHZ；
•AT89C52的编程频率为3~24MHZ，编程启动电流和启动电压
分别为1mA、5或12V。
3.2原理说明
当键盘有键按下时，判断键值，启动计数器T1，产生一定频率的脉冲，驱动蜂鸣器，放出乐曲。
同时启动定时器T0,显示歌曲号。
（1）硬件电路中用
、
分别接k1、k2作为上、下一曲的功能键
（2）用P0控制七段码a,b,c,d,e,f。
（3）用P1.2口控制喇叭。
（4）电路为12MHZ晶振频率工作，起振电路中C1,C2均为30pf。
4、软件设计
本程序可以实现课程设计的基本要求，并可以通过按键播放三首歌曲，程序流程图如下：
总体框图：
主程序框图：
子程序框图：
5、仿真、安装和调试
按照上面设计的电路在proteus软件内画图,打开单片机软件开发系统Keil,选择89C52单片机,在其中编写程序,运行生成一个后缀名为hex的文件,然后将该文件下载到proteus中的AT89C52单片机中进行仿真,观察实验现象。
仿真能实现播放音乐，按键选择曲目，暂停，播放功能。
仿真成功后，安装好实验板,然后将音乐程序下载到电路板内,观察结果。
能实现播放音乐，按键换曲等功能。
程序调试中出现的问题及解决的办法：
（1）有时会出现程序一点错误也没有，但就是不能正常运行的现象，最后我们发现是因为程序中有的指令书写得不规范导致的，例如有的RET返回指令一定要按正确格式书写或在两行指令间最好不要留空行。
（2）程序中的跳转指令的运用很重要，为保险起见，都用LJMP,我们就遇到过跳转指令用错程序无法正常运行的现象。
当用JNZ指令时，跳转范围比较少，这时要用一个标号中转。
（3）编程时要注意，在程序开始时，要写入各定时器中断的入口地址。
（4）编程过程中要注意加注释或分割线，否则，在程序过长时容易变得很乱，不便于查找或更改。
（5）编程前要加流程图，这样会使思路清晰，例如数字音乐盒的设计思路完全可以按着MP3的工作方式列写流程图。
（6）LCD计时正常显示的解决办法：
a.两个定时器同时工作，存在中断时序问题，刚开始时我们把定时器1设定在方式3，计250us，由于定时中断过于频繁，使CPU负载过大，导致音乐不能正常播放，时间不能正常显示。
解决办法：
将定时器1设定在工作方式1，16位计数，计50ms,效果有很大改观。
但还有问题。
b.当音乐为全4拍起始时，此时音乐节奏与定时器T1中断频率错开，LCD显示和音乐播放都会好一些。
c.另外，在歌曲中，当遇到一个音符发音为4拍，在编曲中为*CH，因时间较长，当定时器T1此时来中断时，就会对歌曲播放产生影响，若改为发音一拍，中断对歌曲播放影响减弱，但音乐效果变差。
改进方案：
若采用可以定时时间更长的单片机，可以避免所有问题。
6、收获与体会
（1）上学期学习单片机的课时不多，对单片机的硬件设计，软件设计掌握的深度不够，但通过此次课程设计，明显的改善了，首先对于硬件电路的工作原理有了进一步的学习，同时有了一个提升；软件方面，在程序的设计，程序的调试方面都有了很大的进步。
（2）在一个好的氛围里才能踏下心来做东西，在这一段时间里，寝室成员都认真对待这次课程设计，除了自己做好自己的课题外，在遇到不懂的地方互相讨论，查阅资料，互助解决问题。
另外在编程中出现问题时，一定要戒骄戒躁，脚踏实地，认真看书，仔细分析，仔细调试，就一定会发现错误。
我们也是这么做的，这一点在这次的课程设计中十分重要。
（3）通过这次课程设计，我体会到了成功的喜悦，听着自己设计的程序下载到单片机中播放出音乐,心理非常自豪。
这次的课程设计在一定程度上改变了我学习单片机这门课程的态度，从最初的认为学它没有什么实际意义，到如今爱上单片机学习，并希望能将理论运用到实践，设计出更好更完整的系统。
我明白了一个人要想做好一件事，就必须具备自信心，耐心，还要有毅力，要胆大心细，要勇于尝试，要手脑并用，最后才能交出一份令人满意的答卷。
附件1：
元件清单
名称
数量（个）
型号
备注
电阻
6
排阻RX8（1个）10k（3个）,500（3个）
数码管
1
7SEG-DIGITAL
开关
4
BUTTON
单片机
1
AT89C52
扬声器
1
SPEAKER
电源
2
5V
电容
3
30pf（2个）,10uf（1个）
晶振
1
CRYSTAL
附件2:
总仿真电路图
附件3：
音乐程序
shuzhiEQU3fh;选曲目的地址
songEQUp1.2;扬声器播放
playEQUp3.0;播放停止键
addoneEQUp3.1;曲目加一键
suboneEQUp3.2;曲目减一键
dulEQUP1；段选
welEQUP2；位选
ORG0000H
LJMPSTART
ORG000BH;定时器0溢出中断入口地址
AJMPcont
ORG0013H;外部中断一入口地址
AJMPpause;指向外部中断程序
ORG0100H
START:
MOVSP,#50H
MOVTH0,#0DBH;定时器赋初值
MOVTL0,#0FFH
MOVTMOD,#01H；设定T1工作于方式2
MOVIE,#86H;开中断
MOVTCON,#00H
MOVR0,#00H
MOVshuzhi,#00H
（是否顺序播放音乐）
MAIN:
JNBplay,first;判断P3.0键是否按下
SJMPMAIN
first:
ACALLdel20
JNBplay,first
MOVshuzhi,#00H
MOVdul,#06H;共阴数码管显示1
MOVwel,#80H
MOVDPTR,#dat1；dat1首地址赋给DPTR
ACALLmusic0
ACALLnext
RET
next:
INCshuzhi
MOVA,shuzhi
CJNEA,#01,LOOP3;A是否=1,不等就跳转到LOOP3
MOVDPTR,#dat2;表2首地址送DPTR
MOVdul,#5BH;显示数值2
MOVwel,#80H
ACALLmusic0
INCA
LOOP3:
CJNEA,#02,LOOP4;A是否=2,不等就跳转到LOOP4
MOVDPTR,#dat3;表3首地址送DPTR
MOVdul,#4FH;显示数值3
MOVwel,#80H
ACALLmusic0
INCA
LOOP4:
CJNEA,#03,next
ACALLfirst
RET
（按键播放上一首音乐）
last:
DECshuzhi
MOVa,shuzhi
CJNEa,#02,last1
MOVdptr,#dat3
MOVdul,#4Fh
MOVwel,#80h
ACALLmusic0
last1:
cjnea,#01,last2
MOVdptr,#dat2
MOVdul,#5Bh
MOVwel,#80h
ACALLmusic0
last2:
cjnea,#00,last
MOVdptr,#dat1
MOVdul,#06h
MOVwel,#80h
ACALLmusic0
RET
music0:
MOV20h,#00h;中断计数单元清0
music1:
clra
MOVCa,@a+dptr;查表取音阶常数
JZend0;累加器判0看是否是结束符
CJNEa,#0ffh,music5;是休止符?
LJMPmusic3;产生100ms停顿
music5:
NOP
key:
JNBplay,k0;判断P3.0键是否按下
JNBaddone,k1;判断P3.2键是否按下
JNBsubone,k2;判断P3.1键是否按下
MOVr6,a;音阶常数送R6
INCdptr;DPTR+1
MOVa,#0
MOVCa,@a+dptr;取常数送R7
MOVr7,a
SETBtr0;启动定时器T0
music2:
nop
CJNEr0,#0,$
CPLsong;输出电平取反
MOVa,r6
MOVr3,a;音阶常数送R3
LCALLdel20
MOVa,r7;节拍常数送A
CJNEa,20h,music2;节拍时间到否
MOV20h,#00h;为取下一音阶作准备
INCDPTR
LJMPmusic1
music3:
NOP;休止100ms
CLRtr0;关闭定时器
MOVr2,#14h
music4:
NOP
MOVr3,#250;R3=250
LCALLdel20
DJNZr2,music4
INCdptr;为取下一音阶作准备
LJMPmusic1
end0:
MOVr2,#200;歌曲结束后,延时1s后继续
music6:
MOVr3,#250
LCALLdel20
DJNZr2,music6
（按键选择）
k1:
ACALLdel20;调用延时子程序
JNBaddone,k1;判断P3.2键是否释放
ACALLnext
k2:
ACALLdel20
JNBsubone,k2;判断P3.1键是否释放
ACALLlast
k0:
ACALLdel20
JNBplay,k0；判断3.0键是否释放
LJMPstart
RET
del20:
MOVr4,#05h；延时子程序
del4:
NOP
DJNZr4,del4
DJNZr3,del20
RET
cont:
INC20h;计数单元+1
MOVth0,#0dbh;重新10ms定时初值
MOVtl0,#0ffh
RETI;跳出中断
（停止播放）
pause:
ACALLdel20
JNBp3.0,pause;判断P3.0键是否有释放
MOVa,r0;把R0的值给A
CPLa;A值取反
MOVr0,a
RETI
dat1:
db3bh,20h,3bh,20h,30h,20h,33h,20h,3bh,80h,0ffh
db3bh,20h,3bh,20h,26h,20h,2bh,20h,26h,80h,0ffh
db26h,20h,26h,20h,20h,20h,26h,20h,2bh,20h,2bh,20h,30h,20h,33h,10h,33h,10h
db3bh,60h,40h,20h,4ch,80h,0ffh
db3bh,20h,3bh,20h,30h,20h,33h,20h,3bh,80h,0ffh
db3bh,20h,3bh,20h,26h,20h,2bh,20h,26h,80h,0ffh
db26h,20h,26h,20h,20h,20h,26h,20h,2bh,20h,2bh,20h,2bh,20h,30h,20h
db33h,20h,3bh,20h,3bh,20h,40h,2bh,3bh,80h,0ffh
db19h,20h,1ch,40h,26h,20h,19h,20h,1ch,40h,26h,20h,0ffh
db20h,20h,1ch,20h,1ch,20h,20h,20h,26h,80h,0ffh
db19h,20h,1ch,40h,26h,20h,19h,20h,1ch,40h,26h,20h,0ffh
db20h,20h,1ch,20h,1ch,20h,20h,20h,26h,80h,0ffh
db2bh,20h,2bh,40h,3bh,20h,2bh,20h,2bh,40h,2bh,20h,0ffh
db26h,20h,2bh,20h,2bh,20h,30h,20h,2bh,80h,0ffh
db2bh,20h,2bh,40h,3bh,20h,30h,20h,30h,40h,2bh,20h,0ffh
db33h,20h,3bh,20h,3bh,20h,40h,20h,3bh,80h,0ffh,0ffh
dat2:
db18h,30h,1ch,10h,20h,40h,1ch,10h
db18h,10h,20h,10h,1ch,10h,18h,40h
db1ch,20h,20h,20h,1ch,20h,18h,20h
db20h,80h,0ffh,20h,30h,1ch,10h,18h
db20h,15h,20h,1ch,20h,20h,20h,26h
db40h,20h,20h,2bh,20h,26h,20h,20h
db20h,30h,80h,0ffh,20h,20h,1ch,10h
db18h,10h,20h,20h,26h,20h,2bh,20h
db30h,20h,2bh,40h,20h,20h,1ch,10h
db18h,10h,20h,20h,26h,20h,2bh,20h
db30h,20h,2bh,40h,20h,30h,1ch,10h
db18h,20h,15h,20h,1ch,20h,20h,20h
db26h,40h,20h,20h,2bh,20h,26h,20h
db20h,20h,30h,80h,20h,30h,1ch,10h
db20h,10h,1ch,10h,20h,20h,26h,20h
db2bh,20h,30h,20h,2bh,40h,20h,15h
db1fh,05h,20h,10h,1ch,10h,20h,20h
db26h,20h,2bh,20h,30h,20h,2bh,40h
db20h,30h,1ch,10h,18h,20h,15h,20h
db1ch,20h,20h,20h,26h,40h,20h,20h
db2bh,20h,26h,20h,20h,20h,30h,30h
db20h,30h,1ch,10h,18h,40h,1ch,20h
db20h,20h,26h,40h,13h,60h,18h,20h
db15h,40h,13h,40h,18h,80h,00h
dat3:
db26h,20h,20h,20h,20h,20h,26h,10h,20h,10h,20h,80h,26h,20h,30h,20h
db30h,20h,39h,10h,30h,10h,30h,80h,26h,20h,20h,20h,20h,20h,1ch,20h
db20h,80h,2bh,20h,26h,20h,20h,20h,2bh,10h,26h,10h,2bh,80h,26h,20h
db30h,20h,30h,20h,39h,10h,26h,10h,26h,60h,40h,10h,39h,10h,26h,20h
db30h,20h,30h,20h,39h,10h,26h,10h,26h,80h,26h,20h,2bh,10h,2bh,10h
db2bh,20h,30h,10h,39h,10h,26h,10h,2bh,10h,2bh,20h,2bh,40h,40h,20h
db20h,10h,20h,10h,2bh,10h,26h,30h,30h,80h,18h,20h,18h,20h,26h,20h
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db20h,80h,1ch,20h,1ch,20h,1ch,20h,30h,20h,30h,60h,39h,10h,30h,10h
db20h,20h,2bh,10h,26h,10h,2bh,10h,26h,10h,26h,10h,2bh,10h,2bh,80h
db18h,20h,18h,20h,26h,20h,20h,20h,20h,60h,26h,10h,2bh,20h,30h,20h
db30h,20h,1ch,20h,20h,20h,20h,80h,26h,20h,30h,10h,30h,10h,30h,20h
db39h,20h,26h,10h,2bh,10h,2bh,20h,2bh,40h,40h,10h,40h,10h,20h,10h
db20h,10h,2bh,10h,26h,30h,30h,80h,00h
END
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