毕业设计(论文)-基于51单片机的低成本音乐门铃设计 - 图文(3)

2019-03-04 13:39

一个全音符相当于四拍,一个二分音符相当于两拍, 八分音符相当于半拍,十六分音符相当于四分之一拍;如果以八分音符做为 一拍,则全音符相当于八拍,二分音符是四拍,四分音符是两拍,十六分音 符是半拍[4]。

对于一拍的发音时间,如果乐曲没有特殊说明,一般来说,一拍大约为400~450ms。

对于计算机编程 节拍码及节拍数如图2.1[5]所示:

图2.1 节拍码及节拍数

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3 系统硬件设计

系统以AT89C51单片机为核心,加上外围电源时钟电路、LM386功放电路及扬声器电路组成。

Atmel公司的生产的AT89C51单片机是一种低功耗/1氐电压、高性能的8位单片机,内部除CPU外,还包括128字节RAM,4个8位并行I/O口,5个中断优先级,2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,片内集成4K字节可改变程序Flash存储器,具有低功耗,速度快,程序擦写方便等优点,完全满足本系统设计需要。

系统通过P3连接功放电路从而驱动扬声器产生电子声乐,P1口连接门铃按键。 3.1 原理简介

总体设计方案本系统采用STC89C52作为系统核心,音乐是由音符组成.不同的音符是由相应频率的振动产生.产生不同的音频需要有不同固定周期的脉冲信号。要产生音频林冲,只要算出某一音颉的周期T,将此周期T除2.即为毕周期的时间。

我们利用单片机的内部定时器TO,使其工作在计数器模式MODEl下.韧始化适当的计数值THO及TLO以计时这个半周期时间.每当计时时间到后就将输出脉冲的P1.0口反相.然后重复计时此半周期时间。

再对P1.0口反相.就可在单片机Pl.0引脚上得到此频率的脉冲。P1.0引脚脉冲接LM386作音频功放,然后辅出到扬声器.从而发出美妙的乐音[6]。

通过音频功放电路,把信号输出到扬声器,播出美妙的音乐。只要一按下按钮,就会有音乐播出,等一首歌播放完毕后,当再次按下按钮,就会播放下一首音乐,如此循环,知道再次出现第一首音乐为止。本系统可以奏出三首不同旋律的歌曲。

为绘制此次电路图,采用DXP2004软件,Protel DXP2004是Altium公司于2004年推出的最新版本的电路设计软件,该软件能实现从概念设计,顶层设计直到输出生产数据以及这之间的所有分析验证和设计数据的管理。当前比较流行的Protel 98、Protel 99 SE,就是它的前期版本。

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Protel DXP 2004已不是单纯的PCB(印制电路板)设计工具,而是由多个模块组成的系统工具,分别是SCH(原理图)设计、SCH(原理图)仿真、PCB(印制电路板)设计、Auto Router(自动布线器)和FPGA设计等,覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。该软件将项目管理方式、原理图和PCB图的双向同步技术、多通道设计、拓朴自动布线以及电路仿真等技术结合在一起,为电路设计提供了强大的支持。

与较早的版本——Protel99相比,Protel DXP 2004不仅在外观上显得更加豪华、人性化,而且极大地强化了电路设计的同步化,同时整合了VHDL和FPGA设计系统,其功能大大加强了[7]。

此电子音乐门铃的电路设计方案如图3.1所示

图3.1 PCB绘制电路图

3.2 主电路设计

AT89C5l单片机简介:单片机发展至今已有20余年的历史,形成了约50个系列400余种机型,设计者不可能对每一种芯片都熟悉,因此在选择芯片时切勿追赶时髦,使用从未接触过的芯片。

单片机控制系统的核心器件是单片机芯片,它提供的功能和资源对整个应用

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系统所需要的支持电路、接口硬件设计以及软件程序设计起着关键的作用。ATMEL公司以E2PROM技术和Intel公司的80C31单片机核心技术交换,从而取得80C31核的使用权。ATMEL公司把自身的优势,即先进的Flash技术和80C31核相结合,从而生产出Flsah单片机AT89C51系列[8]。

ATMEL89系列单片机具有下列优点:内部含Flsah存储器,在系统开发过程中,可以十分容易进行程序的修改,大大缩短了系统的开发周期[9]。

同时,在系统工作过程中,能有效地保存一些数据信息,即使外界电源损坏也不影响到信息的保存;输出引脚和指令系统与80C51兼容用89系列单片机取代80C51时,可以直接进行代换;静态时钟方式,89系列单片机采用静态时钟方式,所以可以节省电能,这对降低产品的功耗十分有利;错误编程亦无废品产生错误编程之后仍可以重新编程,直到正确为止,故不存在废品;可进行反复系统试验到最优。而且随用户的需要和发展,还可以修改,使系统不断适应用户的最新要求[13]。

ATMEL9系列单片机是以80C31核构成的,它和8051系列单片机是兼容的系列,故对于8051的用户来说,用ATMEL公司的89系列机进行取代8051的系统设计,是轻而易举的事[10]。

AT89C51是一种低功耗/低电压、高性能的8位单片机,其输出引脚和指令系统都与MCS一51兼容,双列直插封装图如3.2[14]所示。它具有下列主要功能:

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图3.2 51芯片引脚图

其最小系统电路如图3.3所示:

图3.3 最小系统电路

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