基于STC89C52电子琴音乐盒的设计
物理与电子信息学院电子信息科学与技术专业
摘 要:本设计采用了蜂鸣器发声来实现歌曲的播放，能保持基本音调不变，流畅播放出歌曲。现选用AT89C52单片机。主要设计模块包括数码管显示部分，功能键盘部分，蜂鸣器发声部分，彩灯部分。数码管采用共阳极数码管，通过单片机P1口控制，实现歌曲序号的显示；功能键盘采用按键开关，通过单片机P3口控制，实现歌曲播放顺序的调换和暂停播放功能；蜂鸣器由单片机的P2口控制，实现歌曲播放；彩灯是由普通发光二极管代替，能实现单色长亮和闪烁效果。 主要工作过程是通过按下功能键实现上一首和下一首及暂停播放，同时有数码管显示当前播放歌曲的序号，蜂鸣器播放出音乐。 关键字：STC89C52；电子琴；音乐盒；显示电路
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An Electronic Music Box Based on STC89C52
Chen Yuanfang
School of Physics and Electronic Information, Electronic Information Science and
Technology Grade 2010 Instructor: Xie Chunmao
Abstract:The main design module includes a digital display of the keyboard function of the audible buzzer of some lantern.LED digital tube using a total of anode, through the P1 port single-chip control, the realization of the show the serial number songs; functions using the keyboard button switches, single-chip P3 through population control, to achieve the change the order of songs to play and pause functions; buzz P2 is controlled by MCU port control, the realization of music playback; lantern is to replace ordinary light-emitting diodes, to achieve long-monochromatic light and scintillation effects.
The main process is to achieve by pressing function keys on the first one and the next, and suspension of play, while the digital display the serial number of the currently playing song, the music player buzzer, when the player when the final with a Nocturne lantern flashing. The use of single-chip design and programming software KeilC52 programming and simulation software PROTEUS single- chip , such as electrical and electronic knowledge, with KeilC52 programming software programming, and simulation software PROTEUS single-chip simulation. Key words: STC89C52; Electronic Organ;Music Box; Display Circuit
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目 录
摘要 .............................................................. 1 Abstract .......................................................... 2 第一章 引言 ....................................................... 3
1.1背景 ....................................................... 3 1.2设计功能 ................................................... 4 第二章 方案选取 ................................................... 4
2.1 数码管..................................................... 4 2.2 STC89C52................................................... 6 第三章 关于音乐知识 ............................................... 9 3.1 音调、节拍以及编码的确定方法 ............................... 9
3.2音调的确定 ................................................ 11 3.3节拍的确定 ................................................ 12 3.4音乐的编码 ................................................ 13 第四章 硬件设计 .................................................. 15
4.1 STC89C52最小系统 ......................................... 15
4.1.1晶振电路 ............................................. 15 4.1.2复位电路 ............................................. 16 4.1.3时钟电路 ............................................. 16 4.2 发声模块模块 .............................................. 17 第五章 软件设计 .................................................. 18
5.1 数码管显示模块 ............................................ 19 5.2 T0值以及对应频率 ......................................... 19 第六章 总结与展望 ................................................ 21 参考文献 ......................................................... 22 附录 ............................................................. 23 致谢 ............................................................. 35
第一章 引言
1.1背景
电子乐器的产生，首先是模仿‖乐器之王―管风琴(Pipe Organ)。管风琴发明于公元前，鼎盛于17世纪。它是靠水力或人力鼓风，吹响与建筑物一样高大的管子而发音的乐器。管风琴是大型键盘乐器，结构非常复杂。管风琴有手键盘和脚键盘构成，有些手键盘多达4-5层。一架管风琴的演奏可以和一个管弦乐队媲美。管风琴结构复杂，体积庞大，造价昂贵，受演出场地、环境限制，不易搬动。为了使之轻便，1907年，美国人T·卡西尔发明了用电磁线圈产生音阶信号的电风琴。1920年，苏联人利昂·特里尔发明了‖空中电琴―。1939年，美国市场上开始销售‖艾伦风琴―，这种电子风琴比管风琴轻便经济，普遍用于教学、音乐厅等，因而有一定市场。至1950年，美国年产电子琴达10万台，接近钢琴产量。1964年，美国人穆格发明了合成器。
日本于20世纪50年代从美国进口电子琴。1959年，由雅马哈(YAMAHA)株式会社生产了世界上第一台立式电子琴，取名为‖伊莱克通―(Electone)，它有三层键盘。1980年，随着电子集成电路的出现，电子琴开始向小型化发展，雅马哈等厂家生产了便捷式单键盘电子琴(Portatone Portasound)。1983年，雅马哈生产的电子合成器DX7和电钢琴问世。1986年，HX系统高级历史电子琴问世。我们常见并熟悉的双排键电子琴是日本于1991年之后生产的EL，ELS系列以及便携式双排键DDK7。
在中国，1958年北京邮电学院研制了一台电子管单音电子琴。由于种种原因，至1977年后，我国才大批生产电子琴。1989年，我国年产儿童电子琴200万台，并出口39万台。中国的电子琴事业正在迅速发展。
电子琴发展很快，琴的各项功能日趋完善。音色和节奏有最初的几种发展到几百种。除寄存音色外，还可通过插槽外接音色卡。合成器的某些功能，如音色的编辑修改、自编节奏、多轨录音、演奏程序记忆等也运用到电子琴上。
音乐盒又称八音盒。音乐盒的起源，可追溯至中世纪欧洲文艺复兴时期。
当时为使教会的的钟塔报时，而将大小的钟表上机械装置，被称为―可发出声音的组钟‖。1598年，意大利籍耶稣会士利玛窦第一次来到北京，随行礼物中就有八音琴一台。这是有史书记载的最早进入中国的八音琴。经过各种的发明创造，1780年前后，拉匀芳的瑞士人从人偶自动钟的原理获得启示，发明了一种令人 赞叹的机制——机械鸟鸣钟。1796年，日内瓦钟匠的发明，给机械音乐盒带来
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了革命性的改变，使音乐盒的体积缩小达到极限，而在接下来的世纪得以成功的发展。同一年瑞士钟表匠安托·法布尔开发了圆筒型八音盒，这是世界上最古老的八音盒。这项古董收藏于上海八音盒珍品陈列馆。1870年，德国的发明家首创了盘式音乐盒。
17世纪初，音乐盒的工业成为瑞士超过制表和缝制蕾丝业的第一大产业，这使得位于瑞士侏罗山边的小镇闻名于世。二战后，日本人大力进军音乐盒产业。 1992年，中国第一台具有知识产权的八音琴在韵升诞生。
本设计主要是通过对电子琴主体部分的电路进行模仿设计，达到电子琴固 有的基本功能，也就是简易电子琴；同时利用单片自带内存存储音乐。
1.2设计功能
1.设计8个按键，模拟电子琴中8个音符； 2.存放三首音乐； 3.通过数码管显示音符； 4.设置停止，播放键；
第二章 方案选取
2.1 数码管
led数码管（LED Segment Displays）由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。
led数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于3位“+1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等....，led数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。图2是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。颜色有红，绿，蓝，黄等几种。led数码管广泛用于仪表，时钟，车站，家电等场合。选用时要注意产品尺寸颜色，功耗，亮度，波长等。下面将介绍常用LED数码管内部引脚图片。
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