音樂器播放《送別》課程設(shè)計

1、<p><b>　　摘要 </b></p><p>　　單片機技術(shù)是一門不可或缺的技術(shù)，對我們將來的工作以及生活和學(xué)習(xí)都有很密切的聯(lián)系。近年來，隨著電子技術(shù)和微機計算機的迅速發(fā)展，單片機的檔次不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的擴大，已在工業(yè)控制、尖端科學(xué)、智能儀器儀表、日用家電、汽車電子系統(tǒng)、辦公自動化設(shè)備、個人信息終端及通信產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化的核

2、心部件。</p><p>　　單片機由CPU、一定容量的RAM和ROM構(gòu)成，定時、計數(shù)和多種接口于一體的微控制器。它體積小，成本低，功能強，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)業(yè)和工業(yè)自動化上。而51系列單片機是各單片機中最為典型和最有代表性的一種。這次課程設(shè)計通過對它的學(xué)習(xí)、應(yīng)用，從而達到學(xué)習(xí)、設(shè)計、開發(fā)軟、硬的能力。</p><p>　　利用單片機演奏音樂大概是單片機愛好者感興趣的問題之一。利用單片機控制

3、音樂播放也多不勝舉。音樂芯片也相當之多，而利用單片機存儲音樂，控制播放最為廣泛。它有功能多、價格優(yōu)、外圍電路簡單的特點，備受音樂愛好者及音樂芯片制造商的青睞。本文比較詳細地介紹了音樂播放器的原理、設(shè)計思路、硬件的選擇及相關(guān)作用、軟件的實現(xiàn)方法及詳細的程序清單、還包括進行了軟、硬件調(diào)試和測試。</p><p>　　此次設(shè)計利用單片機產(chǎn)生樂曲音符，再把樂曲音符翻譯成計算機音樂語言，由單片機進行信息處理，再通過發(fā)聲器和

4、喇叭放出音樂《送別》。應(yīng)用 Proteus的ISIS軟件和Keil uVision3來實現(xiàn)該音樂播放器的設(shè)計與仿真。該方法仿真效果真實、準確，節(jié)省了硬件資源。</p><p>　　該單片機音樂器，可通過代碼的改寫，換成《生日快樂》等歌曲，能夠用于慶祝生日和節(jié)日，或在生活中制造驚喜浪漫，都是不錯的選擇。</p><p>　　本課程設(shè)計，由于自身能力和學(xué)習(xí)水平有限，可能存在一定的錯誤和不當之處

5、，敬請批評和指正。</p><p><b>　　一、設(shè)計目的</b></p><p>　　1.鞏固和加深課堂所學(xué)知識；熟悉各種指令的應(yīng)用及條件；</p><p>　　2.學(xué)習(xí)掌握一般的軟硬件的設(shè)計方法和查閱、運用資料的能力；</p><p>　　3.基于Proteus的51系列單片機的設(shè)計與仿真，用AT89C51單片機及

6、少數(shù)外圍電路控制音樂《送別》播放，然后產(chǎn)生歌曲。</p><p>　　4.培養(yǎng)和鍛煉在學(xué)習(xí)完本門課后綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識，解決實際工程設(shè)計和應(yīng)用問題的能力。通過課程設(shè)計，要求熟悉和掌握單片機的軟件、硬件設(shè)計的方法、設(shè)計步驟。同時并了解綜合問題的程序設(shè)計掌握實時處理程序的編制和調(diào)試方法，掌握一般的設(shè)計步驟和流程，使我們以后搞設(shè)計時邏輯更加清晰。</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容

7、</b></p><p>　　對于單片機產(chǎn)生聽音樂，關(guān)鍵是控制頻率的輸出。 本文應(yīng)用單片機和音樂發(fā)聲的相關(guān)知識設(shè)計了一個簡單的音樂播放器，所謂音樂播放器，由單片機進行信息處理，再經(jīng)過信號放大，又喇叭放出樂曲聲。我們我們知道，振動產(chǎn)生聲音，振動頻率不同，所發(fā)出的聲音也就不同，有規(guī)律的振動發(fā)出的聲音叫“樂音”，音樂由音頻和節(jié)拍構(gòu)成，音頻即發(fā)聲的頻率，節(jié)拍即延時的長短，因此利用單片機的定時器/計數(shù)器產(chǎn)生一定

8、頻率的方波。</p><p>　　利用單片機產(chǎn)生樂曲音符，再把樂曲音符翻譯成計算機音樂語言，由單片機進行信息處理，再通過發(fā)聲器和喇叭放出音樂《送別》。畫出硬件電路圖，能在PROTEUS中模擬仿真實現(xiàn)。</p><p><b>　　設(shè)計要求</b></p><p>　　1、利用示波器產(chǎn)生一定頻率的方波，驅(qū)動喇叭，發(fā)出不同的音調(diào)，從而演奏歌曲。&l

9、t;/p><p>　　2、播放或暫停時可以通過按鍵重新播放正在播放的歌曲。</p><p>　　四、設(shè)計原理與硬件電路</p><p><b>　　1、設(shè)計原理</b></p><p>　?。?） 要生產(chǎn)音頻脈沖,只要算出某一音頻的周期(1/頻率),然后將此周期除以2,即為半周期的時間.利用定時器計時這個半周期時間,每當計

10、時到后就將輸出脈沖的I/O反相,然后重復(fù)計時此半周期時間再對I/O反相,就可在I/O腳上得到此頻率的脈沖.</p><p>　?。?） 利用8051的內(nèi)部定時器使用其工作在計數(shù)器模式MODE1下,改變計數(shù)值THO及TLO以產(chǎn)生不同頻率的方法.</p><p>　?。?） 例如頻率為523Hz,其周期T＝1/523＝1912us,因此只要令計數(shù)器計時956us/1us＝956,在每次計

11、數(shù)956次時將I/O反相,就可得到中音DO (523Hz).　　　 </p><p>　　計數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系公式如下: </p><p>　　N＝Fi÷2÷Fr……………………………………………1.1</p><p>　　N: 計算值; Fi: 內(nèi)部計時一次為1us, 故其頻率為1MHz;</p><p>　　（4

12、） 其計數(shù)值的求法如下: </p><p>　　T＝65536-N＝65536-Fi÷2÷Fr ……………………………1.2 </p><p>　　例如: 設(shè)K＝65536, F＝1000000＝Fi＝1MHz, 求低音DO(261Hz).中音DO (523Hz). 高音的DO (1046Hz)的計算值. T＝65536-N＝65536-Fi÷2÷

13、Fr＝65536-1000000÷2÷Fr＝65536-500000/Fr。低音DO的 T＝65536-500000/262＝63627，中音DO的T＝65536-500000/523＝64580，高音DO的 T＝65536-500000/1047＝65059</p><p>　?。?） C調(diào)各音符頻率與計數(shù)值T的對照表如表1所示.</p><p>　　表1.1 C

14、調(diào)各音符頻率與計數(shù)值T的對照表</p><p>　?。?）每個音符使用1個字節(jié),字節(jié)的高4位代表音符的高低,低4位代表音符的節(jié)拍,表2為節(jié)拍與節(jié)拍碼的對照.如果1拍為0.4秒,1/4拍是0.1秒,只要設(shè)定延遲時間就可求得節(jié)拍的時間.假設(shè)1/4拍為1DELAY,則1拍應(yīng)為4DELAY,以此類推.所以只要求得1/4拍的DELAY時間,其余的節(jié)拍就是它的倍數(shù),如表3為1/4和1/8節(jié)拍的時間設(shè)定. </p>

15、<p><b>　　元件清單</b></p><p>　　AT89C51，晶振（CRYSTAL）,電容(CAP),電阻（RES）,喇叭（2N2905），發(fā)聲器(SOUNDER).</p><p><b>　　AT89C51：</b></p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器

16、（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。</p><p>　　主要特性：與MCS-51 兼容 、4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 、壽命：1000寫/擦循環(huán)、數(shù)據(jù)保留時間：10年 、全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz 、三級程序存儲器鎖定 、128×8位內(nèi)部RAM 、32可編程I/O線 、兩

17、個16位定時器/計數(shù)器 、5個中斷源 、可編程串行通道 、低功耗的閑置和掉電模式 、片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。</p><p><b>　　晶振：</b></p><p>　?。?）概念：晶振是單片機內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機所需的時鐘頻率的部件，單片機晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機運行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機晶振提供的時鐘頻率。 </p>

18、;<p>　?。?）晶振的檢測：用萬用表測量晶體振蕩器是否工作的方法：測量兩個引腳電壓是否是芯片工作電壓的一半，比如51單片機的工作電壓是+5V則是否是2.5V左右。另外如果用鑷子碰晶體另外一個腳，這個電壓有明顯變化，證明是起振了的。 </p><p>　?。?）晶振的作用：沒有晶振，就沒有時鐘周期，沒有時鐘周期，就無法執(zhí)行程序代碼，單片機就無法工作。</p><p><

19、;b>　　電容：</b></p><p>　　單片機中用到的電容通常有這樣兩種： （1）第一種是并聯(lián)到晶振兩側(cè)，是幫助晶振起振的。 （2）第二種是復(fù)位電路上，上電他會充電，給單片機復(fù)位用的。 （3）還有就是IC設(shè)計過程中，會在IC的Vcc和GND間并聯(lián)一個電容，這個電容式濾波、去耦等作用，看電容大小而定。</p><p><b>　　3、

20、使用軟件說明：</b></p><p><b>　　Proteus</b></p><p>　　Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真， 其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等</p>

21、<p><b>　　Emu8086</b></p><p>　　Emu8086-MicroprocessorEmulator結(jié)合了一個先進的原始編輯器、組譯器、反組譯器、具除錯功能的軟件模擬工具（虛擬PC），還有一個循序漸進的指導(dǎo)工具，編譯源代碼，并在模擬器上一步一步的執(zhí)行?？梢暬缑媪畈僮饕兹绶疲梢栽趫?zhí)行程序的同時可觀察寄存器，標志位和內(nèi)存．算術(shù)和邏輯運算單元（ALU）顯示中

22、央處理器內(nèi)部的工作情況．</p><p><b>　　五、程序代碼</b></p><p><b>　　見附頁</b></p><p>　　六、硬件連接圖及運行情況</p><p><b>　　見附頁</b></p><p><b>　　設(shè)計難

23、點與重點</b></p><p>　　1、程序代碼的設(shè)計和電路圖的繪制依然是重點。</p><p>　　2、在Protues ISIS中單擊“調(diào)試”菜單中的“執(zhí)行”命令，可聽見又計算機發(fā)出的所設(shè)計的《送別》的歌聲，同時觀察示波器的波形可發(fā)現(xiàn)，聲音不同，波形也會發(fā)生相應(yīng)的變化。</p><p>　　3、若將Sounder一端直接與AT89C51的P1.7端

24、相連，另一端與地線直接相連，并且不使用示波器時，計算機發(fā)出的歌聲效果更佳。</p><p>　　4、延時程序的設(shè)計：</p><p>　　DELAY: MOV R7,#02H ;4/4曲調(diào)，延時125ms子程序DELAY1: MOV R6,#125DELAY2: MOV R5,#248 DJNZ R5,$ D

25、JNZ R6,DELAY2 DJNZ R7,DELAY1 DJNZ R2,DELAY RET</p><p><b>　　設(shè)計心得</b></p><p>　　經(jīng)過這次課程設(shè)計，我覺得我有了很大的收獲：</p><p>　　（1）對單片機的硬件設(shè)計，軟件設(shè)計掌握的深度不夠，但通過此次

26、課程設(shè)計，卻改變了很多，首先對于硬件電路的工作原理有了進一步的學(xué)習(xí)，同樣就有了進一步的認識；其次軟件方面，在程序的設(shè)計，程序的調(diào)試方面都學(xué)到了很多東西。在編程中出現(xiàn)問題時，一定要戒驕戒躁，腳踏實地，認真看書，仔細分析，仔細調(diào)試，就一定會發(fā)現(xiàn)錯誤，克服困難，我們也是這么做的，這在課設(shè)中十分重要。</p><p>　?。?）此次課程設(shè)計可以說是讓我獲益匪淺。通過查閱了很多資料，了解了許多匯編程序的思想，擴展了自己的視

27、野，不再僅僅局限于書本中幾條簡短的程序，而且更重要的是明白寫程序的態(tài)度：仔細謹慎，精益求精。在系統(tǒng)調(diào)試中，針對一些問題，熟練掌握了根據(jù)原理分步測試，將錯誤之處縮小的最小范圍內(nèi)。</p><p>　?。?）對專業(yè)設(shè)計的許多流程、原則、注意事項以及撰寫專業(yè)報告的有關(guān)事項有了一定的了解。</p><p>　　總之，經(jīng)過這次課程設(shè)計，我對今后的專業(yè)學(xué)習(xí)所要注意的事項有了更深刻地了解，這對我以后的學(xué)