论文总字数：23090字

摘 要

本设计是简单音乐盒，它主要靠单片机AT89C52制作完成。根据单片机技术原理利用Proteus软件和Keil软件，经由硬件电路和软件制作，策划并做成了简单的音乐盒。这个简单的音乐盒，除了AT89C52单片机外，还有必不可少的组成部分主要由按键电路、复位电路、中断控制电路、蜂鸣器电路以及放大电路组成。一个按钮作为复位按键去控制音乐盒，用于把持整体的开始与停止。三个按钮构成选曲电路用来播放歌曲。当按键被按下，系统运作识别之后，放大电路运转，蜂鸣器产生相应的声道，从而播放出某首歌曲的调子。本设计配合Keil编程软件的使用，将编程调试功能应用在音乐盒源程序上面，仿真软件对硬件进行仿真模拟使用，这在实践方面非常地节约了设计的时间。

关键词：音乐盒，AT89C52单片机，Keil，Proteus

Abstract:This design is a simple music box, which is mainly made by AT89C52. According to the principle of single-chip microcomputer technology, using Proteus software and Keil software, through the hardware circuit and software production, planning and making a simple music box. This simple music box, in addition to the AT89C52 single chip, also has essential components mainly composed of key circuit, reset circuit, interrupt control circuit, buzzer circuit and amplifier circuit. A button is used as a reset button to control the music box, which is used to control the start and stop of the whole. The three buttons constitute the selection circuit to play songs. When the key is pressed, after the system is identified, the amplifying circuit operates, and the buzzer generates the corresponding sound channel, thus playing the tune of a song. With the use of Keil programming software, this design applies the programming debugging function to the music box source program. The simulation software is used to simulate the hardware, which saves the time of the design in practice.

Key words: Music box, At89c52 single chip microcomputer, Keil, Proteus

目 录

1 引言 4

2 软件介绍 4

2.1 Proteus简介 4

2.2 KEIL简介 5

3 总体方案设计 5

4 时钟电路及复位电路 6

4.1 时钟电路 6

4.2 复位电路 7

5 系统硬件设计 8

5.1 按键模块设计 8

5.2 发音电路和放大电路设计 9

5.3 Proteus仿真电路图 10

6 系统软件设计 10

6.1 编码音调与节拍 10

6.2 流程图 11

7 调试 16

7.1 检查硬件 16

7.2 检查软件 16

7.3 测试结果 16

8 实物图 18

总 结 19

参考文献 20

致 谢 21

附 录1 22

1 引言

我国近时代成长迅速，包括各个方面：计算机、信息、电子、技术掌控和通讯等技术，成长速度都得到了很大的提升。同时，也激励着人们，促成了提升增长社会生产力的速度，让人们很明显的感受到突飞猛进、蒸蒸日上的生活。紧跟着人们生活水平提高的脚步，精神世界人们对之要求渐渐加强，其中之一就是音乐。人们对音乐播放器的质量、功能和种类提出了越来越高的要求，这体现在控制系统的性能和可靠性上。质量改进、功能更新、可靠性提高和品种变化与产品核心控制水平的提高密切相关。

传统老式的音乐盒基本上都是机械音乐盒，它通过某个铁钉经过齿轮滚动某个铁桶，发出的声音就是铁片被铁桶上的铁钉击中而发出的声音。美中不足的是机械音乐盒整体身形过于笨重，而且发音单调，无舒适的听觉愉悦感。曾经的机械音乐盒的金属内部的发音很容易变形，原因是水、灰尘等外界因素，这些因素都会不同程度的影响音乐盒，从而导致其发音的消失。此外，为了保持音色稳定，不可摇动机械盒，而且它的价格在市面上不能被大众接受，这也间接导致了工厂无法实现大批量生产。

应用单片机原理而制成的音乐盒优势很明显，它比传统的机械音乐盒体型小巧、便携性更高。它可以播放多个轨道，便于携带。基于单片机的音乐盒的电源是电池，简简单单，可批量生产，价格低廉。像生活中日常使用的音乐播放器产品和别的电子产物均是核心控制、执行和人机界面三块组成的开环或闭环控制系统。控制里最重要的部分通常是单片机。这将使得单片机在音乐范畴规模应用中得到推动。该设计由硬件和软件两块合作而成。所有的硬件电路由中央控制、回放、按键模块构成。这个音乐盒具有很强的掌控能力，不妨碍必要的选择实行，用起来简单便捷。可以按照存储容量，能够保存尽多的歌曲。软件程序采用汇编语言编写。

2 应用软件介绍

本设计的音乐曲目的乐谱编程与调试通过编程软件完成。采用KEIL编程软件对简单的音乐源程序进行编码。必要的过程就是采用PROTEUS仿真软件和硬件共同去完成整个设计工作。

2.1 Proteus软件简介

当下最佳的仿真单片机及外围器件的工具就是Proteus。Proteus与别的软件相比较，该软件是能够仿真MCU的。它不仅仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还可以仿真单片机和外围器件。Proteus能够完成仿真单片机CPU的工作，能够完成仿真单片机及外围电路的工作，或者说能够完成单片机接入别的电路的工作，由此能看出这款软件的特别之处。从事单片机工作的人员、在单片机领域进行教育教学的教师以及全身心投入到单片机开发应用的科技工作者都十分青睐该软件。因为PROTEUS提供了实验室无法提供的大量的元器件库，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，所以也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台。科技不断壮大，发展速度十分迅猛，这种仿真技术显然已经是许多设计部门重要的前期工作手段。它所拥有的特质在设计过程和最后结果就能反映出来，即设计灵活多变、最终结果和过程的一致。该软件使用时，时间可大幅度缩短、耗资大幅度缩减，工程制造的风险大幅度下降。Proteus的使用必然会越来越受欢迎，它真实的兑现了从概念到产品的完备策划。

2.2 KEIL简介

Keil软件名字得来的缘由是有一个公司的名字叫Keil。Keil是眼下极为流行的51系列单片机C语言软件开发系统。它能够使用C语言和汇编语言，但与汇编语言相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，所以更易学易用。Keil软件供给充足的函数库和功能强大的集成开发调试器具。Keil已经供给了一个完整的开发流程，网罗各种功能强大的器件，通过集成开发环境（uVision）将这些部分组成在一起。本设计使用了Keil μVision4版本，Keil μVision4引入灵活的窗口管理系统，开发人员能够使用多台监视器，并提供了视觉上的完全控制。用户界面可以更好地利用屏幕空间，可以更有效地组织多个窗口。该软件生成的目标代码非常有效，大部分高级语言生成的汇编代码结构紧凑，易于理解，在开发大型软件上，它优势明显。即使不采用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令工作事半功倍。单片机的持续发展，从汇编语言到高级语言的持续开发，汇编语言、高级语言逐渐被广泛的应用，这些都与单片机时代的持续发展息息相关。

3 总体方案设计

本论文设计了一种基于AT89C52单片机的简单的音乐盒。该设计方案，最终的目标在于要达成对蜂鸣器发声的基本正确的掌控。了解单片机AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位的单片机。拥有8k字节的可以反复擦写的Flash只读流程标准存储器，256字节的可以随机存取数据存储器（RAM）。这种器件都是在高密度、不容易失性保存技术的优良环境下生产出来的[^[1]]。这大大提高了设计的可行性与成功的完成性，而且这个单片机能同时包括标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元[^[2]]。这种AT89C52单片机在当下信息时代具有着最为普及的广泛使用[^[3]]，主要就在现今人们都熟知的电子产品行业中。本设计核心主控制模块有两块，即单片机和按键。在主控模块上设有4个按键，配合蜂鸣器，就可以达到播放歌曲的效果。接着编写出歌曲目代码，配合keil软件，利用其系统内部定时器T1实现外部中断，本方案中采用定时计数器T1来工作。

本次系统中应用中断指令。譬如选择开始播放歌曲，当按下键盘上的对应开始指令的按键，整个系统立马进行运转。过程就是系统判别按键按下的键值，然后根据键值启动计数器T0，什么样的频率脉冲就产生什么样旋律，频率脉冲就是由这个计数器决定的。最后蜂鸣器发挥作用，播放出与按键对应的音乐曲目。单片机音乐盒的系统结构框图如图3-1所示。

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