数字音乐盒单片机课程设计报告数字音乐盒摘要本设计是基于51系列的单片机进行的数字音乐盒的设计，可以完成演奏音乐，显示乐曲播放的时间，并驱动LCD,显示歌曲号及播放时间，也可在LED显示歌曲号。
音乐盒的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。
硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用4×4矩阵键盘，显示采用七段显示数码管LED。
软件方面从分析音乐盒功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。
设计的结果能够完成演奏乐曲(最少三首乐曲，每首不少于30秒)，开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号(或名称)，可通过功能键选择乐曲，暂停，播放。
在设计的同时对单片机的理论基础和外围扩展知识进行了比较全面准备。
在硬件与软件设计时，没有良好的基础知识和实践经验会受到很大限制，每项功能实现时需要那种硬件，程序该如何编写等，没有一定的基础就不可能很好的实现。
具体实现功能: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(最少三首乐曲，每首不少于30秒)。
2(采用LCD显示信息。
3(开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号(或名称)。
4(可通过功能键选择乐曲，暂停，播放。
5(显示乐曲播放时间或剩余时间。
目录1概述 ..................................................................... .. (3)1.1单片机总体功能简介...................................................................... . (4)1.2输入键盘功能综述 ..................................................................... .. (4)1.3 输出LED显示功能综述 ..................................................................... ....... 4 2系统总体方案及硬件设计 ..................................................................... (7)2.1系统设计要求 ..................................................................... . (7)2.2总体设计方案 ..................................................................... . (7)2.3系统硬件设计 .............................................................................................. 7 3 软件设计 ..................................................................... .. (9)3.1矩阵键盘设计 ..................................................................... . (9)3.2音乐盒模块设计 ..................................................................... ................... 10 4 Proteus软件仿真 ..................................................................... . (11)4.1Proteus ISIS简介 ..................................................................... .. (11)4.2Proteus运行流程 ..................................................................... .. (11)4.3Proteus功能仿真 ..................................................................... ................... 12 5课程设计体会 ..................................................................... ................................. 13 参考文献 ..................................................................... ........................................... 14 附1 源程序代码 ..................................................................... ............................... 15 附2 系统原理图 ..................................................................... . (32)11概述单片机是单片微型机的简称，故又称为微控制器MCU(Micro Control Unit)。
通常由单块集成电路芯片组成，内部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器CPU，存储器和I/O接口电路等。
因此，单片机只要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。
1.1单片机总体功能简介单片机是在工业测控需要背景下而产生的，在一个应用系统中。
按照测控系统的特点和要求，单片机的应用可分为单机应用和多机应用两大类。
我们这次要完成的单片机课程设计就是它的单机应用，下面在介绍一下单片机在单机应用领域内的主要内容。
(1)智能产品单片机与传统机械产品相结合，使传统机械产品结构简化，控制智能化，购成新一代机电一体化产品。
目前，利用单片机构成的智能产品已广泛应用于家用电器、办公设备、数控机床、纺织机械、工业设备等行业。
(2)智能仪表目前，各种传感器、变送器、控制仪表已普遍采用单片机应用系统。
它集测量、处理、控制功能于一体，具有各种智能化功能，如存储、数据处理、查找、判断、联网和语音等功能。
2单片机构成的智能仪表，能使仪表具有数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化等优点，赋予测量仪表以崭新的面貌，使传统的仪器、仪表发生根本性的变革，它代表了仪器仪表的发展趋势。
(3)测控技术用单片机构成的各种工业控制系统中的数据采集系统具有工作稳定可靠、抗干扰能力强的优点，如炉温恒温控制系统、电镀生产自动控制系统等。
(4)智能接口在计算机系统，特别是较大型的工业测控系统中，除通用外部设备外，还由许多外部通信、采集、多路分配管理、驱动控制等接口。
这些外部设备与接口如果完全由主机进行管理，势必会造成主机负担过重，运行速度降低，接口的管理水平也不可能提高。
如果用单片机进行接口的控制与管理，单片机与主机可并行加工处理，可以大量降低接口的通信密度，极大的提高了接口控制管理水平。
在一些通用计算机外部设备上，已实现了单片机的键盘管理、打印机控制、绘图仪控制、硬盘驱动控制等。
1.2输入键盘功能综述由于16个按键比较多，所以采用4×4矩阵编码键盘，在键盘设计总需要进行程序消抖，因为当按键按下时会有3,4MS的抖动时间，程序扫描速度非常快，如果没有消除抖动程序的，程序会检测到多次按键按下。
1.3 输出LED显示功能综述在单片机应用系统中常用的显示器有发光二极管数码显示器LED和液晶显示器LCD。
LED显示器具有耗电少、成本低廉、配置简单灵活，抗干扰性强等优点，但显示内容有限，且不能显示图形，因而其灵活性受到限制;LCD显示器除了具有LED 特点外还能显示图形，但其驱动比较复杂。
本系统设计的计算器输出部分采用LED，因为音乐盒是8位显示，所以用8位7段LED动态显示，利用软件节省硬件外部资源。
1.4 AT89C51 单片机的主要特性AT89C51单片机的主要工作特性是:内含4KB的可编程闪烁存储器,擦写次数1000次;内含128字节的RAM, 具有32根可编程I/O线,具有2个16位可编程定时器,具有6个中断源、5个中断矢量、2级优先权的中断结构,具有1个全双工的可编程串行通信接口,具有1个数据指针DPTR,两种低功耗工作模式,即空闲模式和掉电模式，具有可编的3级程序锁定位,1.5 单片机引脚及功能3U11939XTAL1P0.0/AD0 38P0.1/AD137P0.2/AD21836XTAL2P0.3/AD335P0.4/AD434P0.5/AD533 P0.6/AD6932RSTP0.7/AD721P2.0/A822P2.1/A923 P2.2/A102924PSENP2.3/A113025ALEP2.4/A123126EAP2.5/A1327P2.6/A1428 P2.7/A15110P1.0P3.0/RXD 211P1.1P3.1/TXD312P1.2P3.2/INT0413P1.3P3.3/INT1514P1.4P3.4/T0615P1.5P3.5/T1716 P1.6P3.6/WRAT89C51817P1.7P3.7/RD 图1-1单片机引脚-AT89C51 单片机采用40引脚的双列直插封装(DIP)形式,其引脚图如图所示Vcc:电源电压输入引脚GND:电源地P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一写“1”时,被定义为高阻输入口。
P0口能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的低8位。
P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入“1”后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。