电气信息学院微机与单片机综合课程设计报告课题名称电子音乐盒的设计专业班级 13电气3 班学号学生姓名指导教师评分2015年12月14日至12月20日课程设计的任务要求一、课程设计选题：从以下课题中任选一题进行，各课题具体要求详见“微机与单片机综合课程设计题目汇总”文档。

并在课程设计报告的正文中详细说明。

1.彩灯控制器的设计2.电子时钟的设计3.现代交通灯的设计4.多路抢答器的设计5.波形发生器的设计6.点阵广告牌的设计7.篮球记分器的设计8.数字式温度计的设计9.步进电机的控制10.电子音乐盒的设计11.电风扇模拟控制系统设计12.洗衣机人机界面的设计13.秒表系统的设计14.多机串行通信的设计15.电子密码锁的设计16.4位数加法计算器的设计17.数字频率计18.数字电压表二、选题说明：一人一题，一个教学班级同一题不能被选超过两次。

鼓励同学们将各设计中的基本任务完成后，选做部分发挥项。

题中带*和#符号的任务，属于发挥部分。

三、设计时间及进度安排：第16周，12. 14～12.2012.14 题目分析，文献查阅12.15 设计方案12.16~12.17 元器件选型，硬件电路设计12.18~12.19 软件设计，系统调试12.20 课程设计说明书（报告）撰写四、设计作品提交：（1）课程设计说明书（纸质版，用于存档）；（2）课程设计说明书（电子版），单片机源程序文件（电子版）；（3）Proteus仿真程序或实物。

五、设计考核评定：教师评分：80%，答辩成绩：20%答辩记录1、例举设计过程中遇到的主要问题及其解决方法。

（1）问题说明：①编写好程序之后用keil调试没有错误，但将源程序导入到protues中去并进行仿真时，音乐盒并不能放歌。

②将问题一解决后再次进行调试时，音乐盒只能播放一首歌曲。

（2）解决方法：①针对问题一，首先检查硬件电路，发现单片机的RST接口始终都是高电平，于是修改复位电路，并联一个接地的电阻，终于使单片机在工作时RST接口为低电平。

更正之后还是不能放歌，于是检查软件程序。

发现主程序中令count2=0，而count2是跳出播放音乐子程序的，于是将count2=0改为count2=1,于是可以放第一首歌。

②针对问题二，在播放音乐子程序中加入了if语句，当k1=0时，count2=1,播放第一首歌曲；当k2=0时，count2=2,播放第二首歌曲；当k3=0时，count2=3,播放第三首歌曲；当k4=0时，暂停歌曲。

2、教师现场提的问题记录在此（不少于2个问题）。

①问：蜂鸣器的发声原理？答：用单片机的定时器产生不同频率的方波，方波驱动定时器发声。

驱动方波频率越高，音调就越高；驱动方波频率越低，音调越低。

②问：单片机的时钟频率和机器周期各是多少？答：时钟频率为12MHZ，机器周期为1us。

③问：如何用proteus改变单片机的时钟周期？答：在proteus界面左边有个激励源模式，里面有各种激励源。

里面的DCLOCK就是可以产生时钟信号的（也就是方波），在属性里面设置不同的频率就可以得到不同的时钟信号。

课程设计量化评分标准指导教师签字：2015年月日摘要本次课程设计是设计一个基于51单片机的音乐盒，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。

本音乐盒共有三首歌曲，用4个按键控制。

其中K1,k2,k3用于选择歌曲。

按下按键k1时,播放第一首歌曲；按下按键k2时，播放第二首歌曲；按下按键k3时，播放第三首歌曲。

k4用于暂停歌曲，暂停后重新选歌即可再播放。

播放歌曲时，定时器产生不同频率的方波，使蜂鸣器发出不同音调的声音，并通过延时控制音乐的节拍。

本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程和调试，配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试，节约了设计时间。

关键字：51单片机；按键；蜂鸣器；音调；节拍IAbstractThis curriculum design is to design a music box based on AT89C51 singlechip.This music box is mainly consist of key circuit,reset circuit,clock circuit and buzzer.There are three songs in the music box.They are controled by four keys.k1,k2 and k3 are used to choose songs.When we push k1,the music box is playing the first song.When we push k2,it is playing the second song.When we push k3,it is playing the third song.k4 is used to pause the songs.Only if we push other keys to choose music,can the misic box play again.The timer produces square waves of different frequency which let the buzzer make sound of different tones.And it controls the music beat by delay function. Keil is used to programme and debug the source program.Protues can debug and emulate the hardware. Both softwares can help us to save time.Key words: AT89C51; key; buzzer; tone; beat目录1设计任务 ........................................ 错误!未指定书签。

2设计方案 ........................................ 错误!未指定书签。

2.1任务分析.......................... 错误!未指定书签。

2.2方案设计.......................... 错误!未指定书签。

3 系统硬件设计.................................... 错误!未指定书签。

I3.1整体电路设计...................... 错误!未指定书签。

3.2时钟电路设计...................... 错误!未指定书签。

3.3复位电路设计...................... 错误!未指定书签。

3.4键盘电路设计...................... 错误!未指定书签。

3.5 蜂鸣器电路设计.................... 错误!未指定书签。

4 系统软件设计.................................... 错误!未指定书签。

4.1音调，节拍以及编码的确定.......... 错误!未指定书签。

4.2主要部分软件程序分析.............. 错误!未指定书签。

5仿真与性能分析................................... 错误!未指定书签。

6心得体会 ........................................ 错误!未指定书签。

参考文献.......................................... 错误!未指定书签。

附录1 系统原理图.................................. 错误!未指定书签。

附录2 程序清单.................................... 错误!未指定书签。

I1设计任务1.1基本任务(1)查阅资料，了解单片机控制单音喇叭发声原理。

(2)设计基于单片机的电子音乐盒。

(3)通过按钮可选择不同的音乐。

1.2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，同时了解单片机有关的软件模拟器的使用。

(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protues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protues软件，掌握protues中各种芯片的功能以及灵活性，提供了实验室在数量、质量上难以比拟的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养实践精神，创造精神的平台。

1.3设计要求(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，从而演奏乐曲（共有3首歌曲）。

(2)可通过功能键进行选择歌曲和暂停操作。

2设计方案2.1任务分析本设计是以AT89C51芯片的电路为基础，外部加上放音设备，从而来实现音乐演奏控制器的硬件电路，通过软件程序来控制单片机内部的定时器使其演奏出优美的音乐。

该软，硬件系统具有很好的通用性，很高的实际使用价值。

2.2方案设计1.硬件方案根据设计的要求可知，系统的硬件原理框图如图2.1所示。

图2.1 系统的硬件原理框图以AT89C51为核心，通过单片机的定时器产生一定长度的方波，方波脉冲驱动蜂鸣器发声。

要产生音频脉冲，只需算出某一音频的周期（1/音频），然后取半周期的时间定时。

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。

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，驱动蜂鸣器发声，放出歌曲。

2. 软件方案(1)主程序流程图 系统初始化扫描键盘得到键值蜂鸣器选曲发音开始扫描键盘暂停键是否按下继续放音结束否是图 2.2 主程序流程图(2)音乐播放程序流程图 开始创建新的频率表计算歌曲长度读音符求出发音长度蜂鸣器发声判断音符是否读完或暂停键是否按下蜂鸣器停止发声结束否是图2.3 音乐播放程序流程图3 系统硬件设计3.1整体电路设计图3.1电子音乐盒整体电路AT89C51为核心，通过单片机的定时器产生一定长度的方波，方波脉冲驱动蜂鸣器发声。

要产生音频脉冲，只需算出某一音频的周期（1/音频），然后取半周期时间定时。

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。