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基于单片机音乐盒课程设计(完整资料).doc
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基于单片机音乐盒课程设计(完整资料).doc
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基于单片机音乐盒课程设计(完
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课程名称: 微机原理课程设计
题 目: 基于 51 单片机的音乐盒设计
摘要
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。本设计是一个基于 STC89C52RC系列单片机的音
乐盒,依据单片机技术原理,通过硬件电路制作以及软件编译,设计制作出一个多功能多功
能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。使用两个按键
控制音乐盒,一个按键用来控制歌曲的播放、暂停以及换曲,另一个用来控制数码管上歌曲
次序的变化,本音乐盒共有三首歌曲。播放歌曲时,相应歌曲对应相应数码管上歌曲次序的
显示。本设计利用KEIL 编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试,配合PROTEUS 仿真软
件对硬件进行仿真调试。随后依照仿真布局在 Altium Designer 软件中绘制 PCB 单面板,
检查无误后制成实物单面覆铜板。
关键字:STC89C52RC KEIL PROTEUS PCB
目录
一、设计任务与要求— 4 -
1.1 设计任务- 4 —
1。2 设计要求- 4 —
1.3 发挥部分- 4 -
二、方案总体设计— 5 —
2。1 方案列举— 5 -
2.2 方案论证— 5 -
2。3 总体设计原理- 5 -
三、硬件设计- 6 -
3.1 STC89C52RC 芯片- 6 -
3。2 晶振电路— 7 -
3。3 开关按键电路— 8 -
3。4 P0 口上拉电阻— 8 —
3。5 复位电路- 9 —
3.6 蜂鸣器电路- 10 —
3.7 电源电路- 11 -
3。8 一位共阴数码管— 12 —
四、软件设计— 14 -
4。1 软件设计程序流程图— 14 —
4.2 软件头文件定义以及字符类型定义- 15 -
4.3 音频、音调程序设计— 15 -
4.4 按键与蜂鸣器接口端程序设计- 16 -
4。5 外部中断程序设计- 16 —
4。6 定时程序设计— 17 -
4.7 延时程序编写- 18 —
4.8 主程序的编写— 18 -
五、系统仿真与调试- 20 -
5.1 仿真平台— 20 —
5.2 仿真调试— 20 -
5.3 测试总结- 21 -
六、PCB 单面板制作- 22 -
6.1 绘制平台— 22 -
6.2 原理图的绘制— 22 -
6。3 PCB 单面板的绘制- 22 —
七、设计总结与心得体会- 24 -
7。1 设计总结- 24 -
7.2 心得体会— 24 -
八、参考文献— 25 —
附录一:源程序- 26 -
一、设计任务与要求
1。1 设计任务
制作一个简易音乐盒,要求利用若干开关按键控制音乐播放并利用一位数码管显示相关
消息。
1.2 设计要求
完成该模块的硬件和软件的设计,在Proteus 软件上仿真通过后,用 Altium_Desig
ner 软件进行 PCB 单面板的绘制,修改合理后制成单面覆铜板。随后将程序下载到单片机进
行硬件验证。最后就课程设计本身提交一篇课程设计说明文档。
1.3 发挥部分
分别利用两个开关按键控制音乐的播放暂停和换曲操作,同时利用一位共阴数码管显示
相关歌曲曲目的变化。
二、方案总体设计
2.1 方案列举
方案一:
用四个按键控制音乐的播放。3 个按键选择 3 首不同的音乐播放,另一个按键控制音乐
的停止。按下播放键,简单的控制之后,才开始播放音乐.比如,用定时器控制,亮灯倒计时 10
秒然后触发音乐播放。
方案二:
用两个按键控制音乐的播放.一个按键(S1)控制音乐的播放、暂停以及换曲,另一个按
键(S2)控制数码管上的曲目的更换.按下播放键 S1,单片机开始播放音乐,再次按下该键,
音乐播放暂停第三次按下该键,歌曲默认更换到下一首。每次按下选曲按键 S2,单片机暂
停当前歌曲的播放,并依次在数码管上显示曲目的更换。
2。2 方案论证
在方案1中,共用了4个按键,其中 3 个按键控制播放 3 首音乐,另一个键控制音乐播
放的停止。但是只能选择3首音乐,不能显示是哪首歌局限性太强。因此我们选择方案二更
为合适、妥当。
2.3 总体设计原理
本次设计是一个基于STC89C52RC 系列单片机的音乐盒,依据单片机技术原理,通
过硬件电路制作以及软件编译,设计制作出一个多功能多功能音乐盒.该音乐盒主要由按键
电路、复位电路、时钟电路、蜂鸣器以及显示电路组成。使用一个按键来控制开始,播放和
暂停、换曲.利用一个按键来显示数码管上曲目的更换并暂停当前曲目的更换,共三首音乐,
蜂鸣器每播放一首歌时数码管上显示相对应的歌曲次序。本设计利用KEIL 编程软件对音乐
盒源程序进行编程并调试,配合 PROTEUS 仿真软件对硬件进行仿真调试.随后依照仿真布
局在Altium Designer 软件中绘制 PCB单面板,检查无误后制成实物单面覆铜板。
三、硬件设计
3。1 STC89C52RC 芯片
STC89C52RC 单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机,指
令代码完全兼容传统8051片机.其引脚图如图1所示。
图1 STC89C52RC 芯片引脚图
STC89C52RC主要特性如下:
➢ 增强型8051单片机,指令代码完全兼容传统8051;
➢ 工作电压:5.5V~3.3V(5V 单片机)/3.8V~2。0V(3V 单片机);
➢ 工作频率范围:0~40MHz,相当于普通8051的0~80MHz,实际工作频率可达48MHz;
➢ 用户应用程序空间为8K 字节;
➢ 片上集成512字节 RAM;
➢ 通用 I/O 口(32个),复位后为:P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉,P0口是漏极开路输出,
作为总线扩展用时,不用加上拉电阻,作为 I/O 口用时,需加上拉电阻;
➢ ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器,无需专用仿真器,可
通过串口(RXD/P3.0,TXD/P3.1)直接下载用户程序,数秒即可完成一片;
➢ 具有 EEPROM 功能;
➢ 具有看门狗功能;
➢ 共有2个16位定时器/计数器;即定时器 T0、T1;
➢ 外部中断2路,下降沿中断或低电平触发电路,PowerDown 模式可由外部中断低电
平触发中断方式唤醒;
➢ 通用异步串行口(UART),还可用定时器软件实现多个 UART;
➢ 工作温度范围:-40~+85℃(工业级)/0~75℃(商业级);
➢ PDIP 封装。
➢ P3口具有第二功能:P3。0/RXD(串行输入口),P3。1TXD(串行输出口),P3。2/INT
0(外部中断0),P3.3/INT1(外部中断1),P3。4T0(记时器0外部输入),P3.5T1(记
时器1外部输入,P3。6/WR(外部数据存储器写选通),P3。7/RD(外部数据存储
器读选通)。
本设计中用到32位通用 I/O口中 P0、P2和 P3的部分端口,RST 电路复位以及外部中
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