基于单片机的电子音乐盒的设计 - 图文

创新制作设计报告

题 目 基于单片机的电子音乐盒设计

姓 名 陈中乾

学 号 09101110

专业班级 09电子3班

所在学院 电子与通信工程学院

指导教师 朱冬范

二○一一年 十二 月 三一日

目 录

1．设计目的和要求 .......................................................................................... 1 1.1 设计目的 .................................................................................................... 1 1.2 设计要求 .................................................................................................... 1 2. 音乐程序设计原理 ....................................................................................... 2 2.1音乐的基本知识说明 .................................................................................. 2 2.2 音调............................................................................................................ 2 2.3 节拍............................................................................................................ 3 2.4 音调的产生 ................................................................................................ 3 2.5 延时函数 .................................................................................................... 3 2.6 定时中断 .................................................................................................... 4 2.7 节拍的产生 ................................................................................................ 5 3．硬件电路设计 ............................................................................................. 6 3.1总体方案设计.............................................................................................. 6 3.2器件选择 ..................................................................................................... 6 3.2.1 单片机的选择 ........................................................................................ 6 3.2.2 LCD1602简介 .......................................................................................... 7 3.3 单元电路设计 ........................................................................................... 9 3.3.1晶振电路 .................................................................................................. 9 3.3.2复位电路 .................................................................................................. 9 3.3.3 键盘部分 ............................................................................................. 10 3.3.4 ＬＣＤ显示电路 .................................................................................. 11 3.3.5 LM386功放驱动部分 .......................................................................... 12 3.4整体电路 ................................................................................................... 14

4.软件设计 ...................................................................................................... 16 4.1 主程序流程图 ......................................................................................... 16 4.2主程序 ....................................................................................................... 17 4.3音乐播放程序流程图 ................................................................................ 20 4.4音乐播放程序............................................................................................ 20 5、电路仿真调试 ........................................................................................... 23 5.1 原理图的绘制 ......................................................................................... 23 5.2仿真结果 ................................................................................................... 24

引言

21世纪，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。单片机应用的重要意义还在于它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。

随着科学技术的进步和社会的发展，人类所接触的信息也在不断增加并且日益复杂。面对浩如烟海的信息，人们已经能够利用计算机等工具高效准确地对之进行处理，但要想将处理完的信息及时，清晰地传递给别人，还必须通过寻求更加卓越的显示技术来实现。单片机技术与液晶显示技术的结合，使信息传输交流向着智能可视化方向迅速发展。

随着人类社会的发展，人们对视觉、听觉方面的享受提出了越来越高的要求。小小的音乐盒可以给人们带来美好的回忆，提高人们的精神文化享受。传统音乐盒多是机械型的，体积笨重，发音单调，不能实现批量生产。本文设计的音乐盒是以单片机为核心元件的电子式音乐盒，体积小，重量轻，能演奏和旋音乐，功能多，外观效果多彩，使用方便，并具有一定的商业价值。

1．设计目的和要求

1.1 设计目的

(1) 通过设计，查阅相关资料，掌握如何利用单片机设计产品，同时了解与单片机有关的软件模拟器的使用及取字模块软件的使用方法。

(2) 通过本课程设计巩固并扩展单片机课程的基本概念、基本理论、分析方法和实现方法。结合Proteus和Keil软件等，学习单片机产品的设计方法，有效地将理论和实际紧密结合，培养创新思维和设计能力，增强软件编程实现能力和解决实际问题的能力。

(3) 学习Proteus软件，掌握Proteus中各种芯片的功能以及模拟。由于Proteus提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养实践精神、创造精神的平台。

1.2 设计要求

具体的设计应该满足以下功能： 硬件方面：

(1) 利用I/O口产生一定频率的方波，LM386功放驱动喇叭，发出不同的音调，从而

演乐曲(内存四首乐曲) ，可以通过按键进行曲目的选择； (2) 用LCD显示歌曲序号和歌曲名字；

(3) 可通过功能键进行选择歌曲和暂停的操作。

(4) CPU可以控制声音的音节和长短；

（5）音频数据信息记录需要大量非易失性数据存储器实时快速地记录数据。因此需要具有掉电保护功能的大容量存储器；

软件方面：

系统中外扩的各器件的初始化工作均在主程序中完成，其次，要设计如何调用显示子程序以及乐曲播放程序。

（1） 在实际的控制过程，常要求有实时时钟，以实现定时或延时控制，所以需要此

类中断服务程序。

（2） 由于按键为机械开关结构，机械触点的弹性及电压突跳等原因，往往在触点闭

合或断开的瞬间会出现电压抖动。为保证键识别的准确，在电压信号抖动的情况下不能进行状态的输入。为此需要进行去抖动处理的中断服务程序。（当然这种问题也可以通过硬件方案解决。）

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