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单片机实现音乐盒的设计.doc
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2023-07-10
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单片机实现音乐盒的设计.doc
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i
摘 要
本设计是采用单片机为核心设计的数字音乐盒。具体硬件电路包括:AT89C2051
单片机、音频发生器、音频放大器、按键电路、复位电路、时钟电路。本音乐盒可以
播放三首音乐,通过软件程序来控制单片机内部的定时器使其产生音乐频率,演奏出
优美动听的音乐同时,用户通过选择按键电路来选择自己喜欢的音乐,同时具有播放
\暂停功能。与传统的机械式音乐盒相比,用单片机设计的音乐盒体积更小巧,且制
作工艺简单,音质更优美能演奏出和弦音乐。
关键词:音乐盒 AT89C2051 播放\暂停
ii
Abstract
This design is used as the core design of single chip digital music box. Specific
hardware circuit includes: AT89C2051 microcontroller, audio generator, audio amplifier,
keypad circuit, reset circuit, clock circuit. The music box can play three songs, through the
software program to control the microcontroller's internal timer frequency to produce
music, playing the beautiful sounds of music at the same time, the user by selecting the
button circuit to select your favorite music, both play \ pause function. With the traditional
mechanical music box than a music box with a single chip design is more compact size and
simple fabrication process, can play a sound more beautiful polyphonic music.
Keywords: music box AT89C2051 Broadcast \ pause
iii
目 录
摘 要 .................................................................................................................................i
Abstract...................................................................................................................................ii
第一章 绪论.........................................................................................................................1
第一节 选题目的和意义.............................................................................................1
第二节 国内外发展情况.............................................................................................1
第三节 设计所研究的内容及所做工作.....................................................................1
第二章 方案论证.................................................................................................................3
第二节 设计方案.........................................................................................................3
第二节 设计方案的确定.............................................................................................3
第三章 音乐盒的硬件系统设计.........................................................................................5
第三节 音乐盒的硬件电路设计框图.........................................................................5
第二节 控制系统的设计.............................................................................................5
一、AT89C2051 介绍............................................................................................5
二、复位电路设计.................................................................................................8
三、复位电路的设计...........................................................................................11
第三节 音频放大器的设计.......................................................................................13
一、音频放大器的作用.......................................................................................13
二、LM386 的性能介绍......................................................................................14
第四节 按键选择输入电路.......................................................................................16
一、键盘接口设计...............................................................................................16
二、键盘模块处理方式.......................................................................................18
三、键盘设计实用技巧.......................................................................................20
第四章 音乐盒的软件系统设计.......................................................................................22
第四节 音符盒的发音原理.......................................................................................22
一、音符频率.......................................................................................................22
二、音符节拍.......................................................................................................24
三、建立曲谱编码表...........................................................................................25
第二节 程序模块设计...............................................................................................27
一、主程序模块设计...........................................................................................27
二、音乐部分模块设计.......................................................................................28
三、外部中断模块设计.......................................................................................33
四、定时器模块设计...........................................................................................36
第五章 软硬件调试...........................................................................................................39
第一节 硬件调试.......................................................................................................39
第二节 软件调试.......................................................................................................40
第三节 性能分析.......................................................................................................40
第六章 抗干扰措施...........................................................................................................42
第一节 干扰的来源及后果.......................................................................................42
一、干扰的来源...................................................................................................42
二、干扰产生的后果...........................................................................................42
第二节 硬件抗干扰设计...........................................................................................43
iv
第三节 软件的抗干扰设计.......................................................................................43
结束语...................................................................................................................................45
参考文献...............................................................................................................................46
附录一:音乐盒硬件电路原理图.......................................................................................47
附录二:程序.......................................................................................................................48
外文资料...............................................................................................................................53
中文翻译...............................................................................................................................56
致 谢...............................................................................................................................59
太原理工大学阳泉学院--------毕业设计说明书
1
第一章 绪论
第一节 选题目的和意义
通过设计电子音乐盒这个系统,有利于进一步巩固单片机的知识,将所学知识综
合运用到实际当中来,并且提高自身的设计能力、动手操作能力以及解决问题的能力。
第二节 国内外发展情况
音乐盒的起源,可追溯至中世纪欧洲文艺复兴时期。当时为使教会的钟塔报时,
而将大小的钟表装上机械装置,被称为“可发出声音的组钟”。音乐盒有着 300 多年的
发展历史,是人类文明发展的历史见证。传统的音乐盒多是机械音乐盒,其工作原理
是通过齿轮带动一个带有铁钉的铁桶转动,铁桶上的铁钉撞击铁片制成的琴键,从而
发出声音。但是,机械式的音乐盒体积比较大,比较笨重,且发音单调。水、灰尘等
外在因素,容易使内部金属发音条变形,从而造成发音跑调。另外,机械音乐盒放音
时为了让音色稳定,必须放平不能动摇,而且价格昂贵,不能实现大批量生产。音乐
盒 300 多年的产品发展,同时也是人类文明 300 多年发 展的历史鉴证。每个不同时
期的音乐盒造型,都能折射出当时不同的社会心态和文明发展现状,它也成了时代的
一面镜子。现今,音乐盒的制造,延袭传统,结合现代,正日益成为人们或为了典藏
一段岁月,或为了收藏一份情感,或出于对音乐的追求,或对于旧时代的怀念,或为
了居室的美化,等等,而得到众多品位人士的追求。最重要的是现在的音乐盒体积小,
轻巧易携带,且音质好,功能多,有时出现一些问题时只需要改一改软件部分的程序
即可。本文设计的音乐盒,是基于单片机设计制作的电子式音乐盒。与传统的机械式
音乐盒相比更小巧,音质更优美且能演奏和弦音乐。电子式音乐盒动力来源是电池,
制作工艺简单,可进行批量生产,所以价格便宜。基于单片机制作的电子式音乐盒,
控制功能强大,可根据需要选歌,使用方便。所放歌曲的节奏可以根据需要进行设置,
根据存储容量的大小,可以尽可能多的存储歌曲。
第三节 设计所研究的内容及所做工作
本设计以 AT89C2051 单片机为核心器件,外部加上时钟与复位电路、选择按键
电路、音频发生器、音频放大器、扬声器,以此来实现音乐演奏控制器的硬件电路,
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