课程设计报告书

课程名称：单  片  机

课题名称：电子音乐盒

专    业：自动控制系

班    级：计  控111

学    号：*******44

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2013 年 01月01日

1．设计目的

  通过学习单片机课程，对单片机的硬件设计，软件设计掌握有了不少了解，学习了protel 99 SE 和keil软件，锻炼了自己的编程能力，对单片机硬件和软件的设计都有了进一步的认识和提高。为以后的学习也打下了很好的基础。

2.设计要求和设计指标

(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(内存两首乐曲)。

(2) 可通过功能键选择乐曲，播放不同音乐。

(3)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

(4)利用8051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/Fr    N：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

(5)：起记数值的求法如下：

T＝65536－N＝65536－Fi／2／Fr

例如：设K＝65536，F＝1000000＝Fi＝1MHZ，求低音D0（523HZ），高音的D0（1046HZ）的记数值。

T＝65536－N＝65536－Fi／2／Fr＝65536－1000000／2／Fr＝65536－500000／Fr

低音D0的T＝65536－500000／262＝63627

中音D0的T＝65536－500000／523＝580

低音D0的T＝65536－500000／1047＝65059

3.设计内容

3.1  硬件部分

本设计中用到C51单片机，蜂鸣器，式按键。（硬件电路原理图如图1所示）

3.11 原理说明

当键盘有键按下时，判断键值，启动计数器T0，产生一定频率的脉冲，驱动蜂鸣器，放出乐曲。

（1）    硬件电路中用K1, K2, K3, K4分别接P0.0, P0.1, P0.2, P0.3作为对应歌曲按键    。

（2）    用P1.0口接蜂鸣器。

（3）    电路为12MHZ晶振频率工作。          

            音乐盒原理图

3.2.软件部分

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两首歌曲，程序流程图如下：

4．本设计改进建议

（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.收获与体会

(1)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。

(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。

6. 主要参考文献

[1]  单片机原理及应用 清华大学出版社

[2]  Protel 99 SE 印刷电路板设计教程 机械工业出版社

[3]  王为青，程国钢.单片机Keil Cx51应用开发技术[M].  北京：人民邮电出版社,2007.02

[4]  阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，1998.12，第4版

[5]  邓元庆.数字电路与逻辑设计[M].北京：电子工业出版社，2001

附件1：元件清单

  K1 EQU P0.0  定义引脚

 K2 EQU P0.1

  定义蜂鸣器引脚

 MAIN    

MAIN:  JNB K1,G1    

   JNB K2,G2

  JNB K3,G3

    JNB K4,G4

    LJMP MAIN

G1: LCALL GQ1

G2: LCALL GQ2

G3: LCALL GQ3

G4: LCALL GQ4

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GQ1:

  设T1工作方式1

  允许中断

LOOP1:  简谱码指针清0

LOOP2:  简谱码指针放入A

  到表格TABLE1中取简谱码

  取到的简谱码暂存于R1

  简谱码是00H(结束码),转移

  不是00H,取低4位(节拍码)

  将节拍码存入R2中

  将取到的简谱码再放入A

  高低4位交换

  取低4位(唱名码)

  唱名码不是00H,转移

  唱名码是00H,则不发音

  转移至WY

SING:  唱名码减1

   唱名码存入50H

   乘2

   到表格TABLE2取计数值高8位

   计数值高8位存入TH1

   计数值高8位存入51H

   将取到的唱名码再放入A

   乘2

   唱名码加1

   到表格TABLE2取计数值低8位

   计数值低8位存入TL1    

   计数值低8位存入52H

   启动T1

WY:  调用基本单位时间(1/4拍)

   简谱码指针加1

   取下一个简谱码

FINISH:  停止T1

   重复播放

T1SER:  将A的值暂存于堆栈

   将PSW的值暂存于堆栈

   重置定时器初值

  MOV TH1, 51H    

   将SPK取反

   至堆栈取回PSW值

  POP ACC 至堆栈取回A值

  RETI 返回主程序

TABLE1:   简谱码表

  DB 84H,42H,52H,H,52H,42H

     DB 58H,04H,04H

  DB 84H,62H,82H,0B6H,0A2H

     DB 84H,52H,62H,76H,32H

     DB 48H,04H,04H

     DB 94H,0B4H,0B6H,02H

  0A4H,92H,0A2H,0B6H,02H

  0A2H,0B2H,92H,92H,82H,62H,42H

     DB 58H,04H,04H

  0A2H

     DB 84H,52H,62H,76H,32H

     DB 48H,04H,04H

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GQ2:      

  MOV SP,#30H    

  设T1工作方式1

  允许中断

LOOP12:  简谱码指针清0

LOOP22:  简谱码指针放入A

  到表格TAB2中取简谱码

  取到的简谱码暂存于R1

  简谱码是00H(结束码),转移

  不是00H,取低4位(节拍码)

 MOV R2,A 将节拍码存入R2中

  将取到的简谱码再放入A

  高低4位交换

  取低4位(唱名码)

  唱名码不是00H,转移

  唱名码是00H,则不发音

  转移至WY2

SING2:  唱名码减1

   唱名码存入50H

   乘2

  MOV DPTR, #TABLE2    

  MOVC  A,@A+DPTR 到表格TABLE2取计数值高8位

  MOV  TH1, A 计数值高8位存入TH1

  MOV  51H, A 计数值高8位存入51H

  MOV  A, 50H 将取到的唱名码再放入A

  RL  A 乘2

  INC  A 唱名码加1

  MOVC  A,@A+DPTR 到表格TABLE2取计数值低8位

  MOV  TL1, A 计数值低8位存入TL1    

  MOV  52H, A 计数值低8位存入52H

  SETB  TR1 启动T1

WY2: LCALL  DELAY 调用基本单位时间(1/4拍)

  INC 40H 简谱码指针加1

  SJMP LOOP22 取下一个简谱码

FINISH2:  停止T1

  LJMP MAIN

TAB2:   简谱码表

  DB 42H,52H

  DB H,62H,82H,94H,92H,0D2H

  DB 0D2H,0C2H,0B2H,92H,84H,04H

  DB 92H,82H,62H,52H,44H,22H,42H

  DB 54H,52H,42H,54H,42H,52H

  DB H,62H,82H,94H,92H,0D2H

  DB 0C2H,0B2H,0B2H,0C2H,0B4H,04H

  DB 84H,82H,62H,0A2H,0B2H,42H,52H

  DB H,04H,54H,04H

  DB 44H,04H,04H,04H

  DB 00H    

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GQ3:

  MOV SP,#30H    

  设T1工作方式1

  允许中断

LOOP13:  简谱码指针清0

LOOP23:  简谱码指针放入A

  到表格TAB3中取简谱码

  取到的简谱码暂存于R1

  简谱码是00H(结束码),转移

  不是00H,取低4位(节拍码)

  将节拍码存入R2中

  将取到的简谱码再放入A

  高低4位交换

  取低4位(唱名码)

  唱名码不是00H,转移

  唱名码是00H,则不发音

  转移至WY3

SING3:  唱名码减1

  MOV  50H,A 唱名码存入50H

  RL  A 乘2

  MOV DPTR, #TABLE2    

  MOVC  A,@A+DPTR 到表格TABLE2取计数值高8位

  MOV  TH1, A 计数值高8位存入TH1

  MOV  51H, A 计数值高8位存入51H

  MOV  A, 50H 将取到的唱名码再放入A

  RL  A 乘2

  INC  A 唱名码加1

  MOVC  A,@A+DPTR 到表格TABLE2取计数值低8位

  MOV  TL1, A 计数值低8位存入TL1    

  MOV  52H, A 计数值低8位存入52H

  SETB  TR1 启动T1

WY3:  调用基本单位时间(1/4拍)

  INC 40H 简谱码指针加1

  SJMP LOOP23 取下一个简谱码

FINISH3: CLR TR1 停止T1

  LJMP MAIN

TAB3:   简谱码表

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G    

  MOV SP,#30H    

  设T1工作方式1

  允许中断

LOOP14:  简谱码指针清0

LOOP24:  简谱码指针放入A

  到表格TAB4中取简谱码

  取到的简谱码暂存于R1

  简谱码是00H(结束码),转移

  不是00H,取低4位(节拍码)

  将节拍码存入R2中

  将取到的简谱码再放入A

  高低4位交换

  取低4位(唱名码)

  唱名码不是00H,转移

  唱名码是00H,则不发音

  转移至WY4

SING4:  唱名码减1

  MOV  50H,A 唱名码存入50H

  RL  A 乘2

  MOV DPTR, #TABLE2    

  MOVC  A,@A+DPTR 到表格TABLE2取计数值高8位

  MOV  TH1, A 计数值高8位存入TH1

  MOV  51H, A 计数值高8位存入51H

  MOV  A, 50H 将取到的唱名码再放入A

  RL  A 乘2

  INC  A 唱名码加1

  MOVC  A,@A+DPTR 到表格TABLE2取计数值低8位

  MOV  TL1, A 计数值低8位存入TL1    

  MOV  52H, A 计数值低8位存入52H

  SETB  TR1 启动T1

WY4:  调用基本单位时间(1/4拍)

  INC 40H 简谱码指针加1

  SJMP LOOP24 取下一个简谱码

FINISH4:  停止T1

  LJMP MAIN

TAB4:   简谱码表

TABLE2:  唱名码表

DELAY:  延时187ms的循环次数

LP1:  延时0.935ms的循环次数

  DJNZ  R4,LP1    

   节拍数未到,转移

  RET    

  程序结束下载本文