STC89C52单片机驱动蜂鸣器音乐控制课程设计详解

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0 下载量 33 浏览量 更新于2024-06-24 收藏 817KB DOC 举报
本课程设计旨在通过基于单片机STC89C52的蜂鸣器放音乐项目,让学生深入理解并实践电子电路设计、单片机编程和调试技术。设计的主要目标包括: 1. **印制电路板设计**:学习电路设计的基本步骤和方法,如何根据设计思路构建实际电路,并理解电路工作原理及其应用场景。 2. **电子器件认知**:熟悉各类电子器件的分类、型号、规格和性能,掌握它们的使用范围,增强器件识别和选型能力,学会利用相关图书资料查询。 3. **测量技能**:提升使用普通万用表和数字万用表进行电路检测的技能,确保电子元器件的正确连接。 4. **单片机编程**:熟练掌握单片机编程语言,如C语言,运用单片机编程软件将硬件与软件结合起来,编写并调试程序,理解程序逻辑和设计流程。 5. **硬件与软件集成**:通过与MAX232电平转换芯片的配合,实现单片机与外部设备(如电脑)的通信,通过虚拟仪器进行实时监控和控制。 课程内容涉及以下几个部分: - **第一章:绪论** - 对单片机发展概况进行介绍,强调其广泛应用领域,如工业控制、数据采集、家用电器等,以及MCS-51单片机的引脚功能。 - **第二章:总体设计** - 设计的目标、方法和整体框架概述。 - **第三章:硬件部分** - 具体描述用STC89C52和MAX232搭建的控制电路,包括电源、时钟、I/O接口和连接方式。 - **第四章:软件部分** - 详述如何通过编程实现对蜂鸣器的控制,以及按键输入的处理和数据通信的实现。 - **第五章:总结** - 整个项目的设计总结,可能包括挑战、收获和改进点。 - **附录** - 可能包含参考文献和电路图示例,如图1中的MCS-51单片机引脚图。 通过这个课程设计,学生不仅能提升电子技术基础,还能锻炼实际操作能力和问题解决能力,为以后的电子工程或嵌入式系统设计打下坚实的基础。
2023-02-27 上传
单片机课程设计报告(利用蜂鸣器播放音乐) -西安科技大学- 成绩 课程设计; 嵌入式系统应用 题目名称;利用蜂鸣器实现音乐播放功能 姓 名; 学 号; 班 级; 完成时间; 1/12页 -西安科技大学- 1设计的任务 设计内容;动手焊接一个51单片机 设计目标;利用单片机上的蜂鸣器实现音乐播放功能 2 设计的过程 2.1 基本结构 1.STC89C52RC 在本次的试验中采用了STC89C52RC单片机(STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高 速/低功耗/超强抗干扰的单片机(指令代码完全兼容传统8051单片机(12时钟/机器周期( 工作电压;5.5V:3.3V!5V单片机,/3.8V:2.0V!3V单片机,(工作频率范围;0:40M Hz(相当于普通8051的0:80MHz(实际工作频率可达48MHz(用户应用程序空间为8K字节。 !STC89C52RC引脚图, STC89C52RC单片机的工作模式; !1, 典型功耗<0.1μA,可由外部中断唤醒(中断返回后(继续执行原程序 !2, 空闲模式;典型功耗2mA !3, 正常工作模式;典型功耗4Ma:7mA !4, 唤醒(适用于水表、气表等电池供电系统及便携设备 2.蜂鸣器及其工作原理; 蜂鸣器按其结构分主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类 型。电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。 接通电源后(振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈(使电磁线圈产 生磁场(振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下(周期性地振动发声。2/12页 -西安科技大学- 本实验采用的是电磁式蜂鸣器。 蜂鸣器按其是否带有信号源又分为有源和无源两种类型。有源蜂鸣器只需要在其供电端 加上额定直流电压(其内部的震荡器就可以产生固定频率的信号(驱动蜂鸣器发出声音。 无源蜂鸣器可以理解成与喇叭一样(需要在其供电端上加上高低不断变化的电信号才可以 驱动发出声音。本实验采用的是有源蜂鸣器。 !蜂鸣器与单片机连接电路图, 2.2 软件设计过程 1. 蜂鸣器发声原理 本实验由于采用有源蜂鸣器(只需将引脚端口P3^4清零(蜂鸣 器即可发声,P3^4置位(蜂鸣器停止发声。采用置1置0的方法只 能使蜂鸣器发声或停止发声(想要使蜂鸣器发出声音(必须对蜂鸣 器发出声音的音频和节拍进行控制。 !音乐基础 音调; 不同音高的乐音是用C、D、E、F、G、A、B来表示(这7个字母就是音乐的音名(它们一般 依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI,即唱3/12页 -西安科技大学- 成简谱的1、2、3、4、5、6、7(相当于汉字"多来米发梭拉西"的读音(这是唱曲时乐音的 发音(所以叫"音调"(即Tone。把C、D、E、F、G、A、B这一组音的距离分成12个等份(每 一个等份叫一个"半音"。两个音之间的距离有两个"半音"(就叫"全音"。在钢琴等键盘乐 器上(C–D、D–E、F–G、G–A、A–B两音之间隔着一个黑键(他们之间的距离就是全音,E–F 、B–C两音之间没有黑键相隔(它们之间的距离就是半音。通常唱成1、2、3、4、5、6、 7的音叫自然音(那些在它们的左上角加上~号或者b号的叫变化音。~叫升记号(表示把音 在原来的基础上升高半音(b叫降记音(表示在原来的基础上降低半音。例如高音DO的频率 !1046Hz,刚好是中音DO的频率!523Hz,的一倍(中音DO的频率!523Hz,刚好是低音D O频率!266 Hz,的一倍,同样的(高音RE的频率!1175Hz,刚好是中音RE的频率!587Hz,的一倍(中 音RE的频率!587Hz,刚好是低音RE频率!294 Hz,的一倍。 节拍; 节拍是让音乐具有旋律!固定的律动,(而且可以调节各个音的快满度。"节拍",即Beat (简单说就是打拍子(就像我们听音乐不自主的随之拍手或跺脚。若1拍实0.5s(则1/4 拍为0.125s。至于1拍多少s(并没有严格规定(就像人的心跳一样(大部分人的心跳是每分 钟72下(有些人快一点(有些人慢一点(只要听的悦耳就好。音持续时间的长短即时值(一 般用拍数表示。休止符表示暂停发音。 , 1, 控制发声频率 要产生音频脉冲(只要算出某一音频的周期!1/频率,(然后将此周期除以2(即为半周期 的时间。利用定时器计时这半个周期时间(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反相(就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。利用STC89C52RC的 内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下(改变计数值TH0及TL0从而产生不同频率。此 外结束符和休止符可以分别用代码00H和FFH来表示(若查表结果为0x00(则表示曲子终了 ,若查表结果为0xff(则产生相应的停顿效果。 以标准音高A为例(A的频率是440Hz(周期
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成绩 课程设计:嵌入式系统应用 题目名称:利用蜂鸣器实现音乐播放功能 姓名: 学号: 班级: 完成时间: 1设计的任务 设计内容:动手焊接一个51单片机 设计目标:利用单片机上的蜂鸣器实现音乐播放功能 2设计的过程 基本结构 在本次的试验中采用了STC89C52RC单片机,STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机,12时钟/机器周期,工作电压:~(5V单片机)/~(3V单片机),工作频率范围:0~40MHz,相当于普通8051的0~80MHz,实际工 频率可达48MHz,用户应用程序空间为8K字节。 (STC89C52RC引脚图) STC89C52RC单片机的工作模式: 典型功耗<μA,可由外部中断唤醒,中断返回后,继续执行原程序 空闲模式:典型功耗2mA 正常工作模式:典型功耗4Ma~7mA (4)唤醒,适用于水表、气表等电池供电系统及便携设备 单片机课程设计报告利用蜂鸣器播放音乐全文共8页,当前为第1页。2.蜂鸣器及其工作原理: 单片机课程设计报告利用蜂鸣器播放音乐全文共8页,当前为第1页。 蜂鸣器按其结构分主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后,振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈,使电磁线圈产生磁场,振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下,周期性地振动发声。本实验采用的是电磁式蜂鸣器。 蜂鸣器按其是否带有信号源又分为有源和无源两种类型。有源蜂鸣器只需要在其供电端加上额定直流电压,其内部的震荡器就可以产生固定频率的信号,驱动蜂鸣器发出声音。无源蜂鸣器可以理解成与喇叭一样,需要在其供电端上加上高低不断变化的电信号才可以驱动发出声音。本实验采用的是有源蜂鸣器。 (蜂鸣器与单片机连接电路图) 软件设计过程 蜂鸣器发声原理 本实验由于采用有源蜂鸣器,只需将引脚端口P3^4清零,蜂鸣器即可发声;P3^4置位,蜂鸣器停止发声。采用置1置0的方法只能使蜂鸣器发声或停止发声,想要使蜂鸣器发出声音,必须对蜂鸣器发出声音的音频和节拍进行控制。 (音乐基础 单片机课程设计报告利用蜂鸣器播放音乐全文共8页,当前为第2页。音调: 单片机课程设计报告利用蜂鸣器播放音乐全文共8页,当前为第2页。 不同音高的乐音是用C、D、E、F、G、A、B来表示,这7个字母就是音乐的音名,它们一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI,即唱成简谱的1、2、3、4、5、6、7,相当于汉字"多来米发梭拉西"的读音,这是唱曲时乐音的发音,所以叫"音调",即Tone。把C、D、E、F、G、A、B这一组音的距离分成12个等份,每一个等份叫一个"半音"。两个音之间的距离有两个"半音",就叫"全音"。在钢琴等键盘乐器上,C–D、D–E、F–G、G–A、A–B两音之间隔着一个黑键,他们之间的距离就是全音;E–F、B–C两音之间没有黑键相隔,它们之间的距离就是半音。通常唱成1、2、3、4、5、6、7的音叫自然音,那些在它们的左上角加上 号或者b号的叫变化音。 叫升记号,表示把音在原来的基础上升高半音,b叫降记音,表示在原来的基础上降低半音。例如高音DO的频率(1046Hz)刚好是中音DO的频率(523Hz)的一倍,中音DO的频率(523Hz)刚好是低音DO频率(266Hz)的一倍;同样的,高音RE的频率(1175Hz)刚好是中音RE的频率(587Hz)的一倍,中音RE的频率(587Hz)刚好是低音RE频率(294Hz)的一倍。 节拍: 节拍是让音乐具有旋律(固定的律动),而且可以调节各个音的快满度。"节拍",即Beat,简单说就是打拍子,就像我们听音乐不自主的随之拍手或跺脚。若1拍实,则1/4拍为。至于1拍多少s,并没有严格规定,就像人的心跳一样,大部分人的心跳是每分钟72下,有些人快一点,有些人慢一点,只要听的悦耳就好。音持续时间的长短即时值,一般用拍数表示。休止符表示暂停发音。 ) 控制发声频率 要产生音频脉冲,只要算出某一音频的周期(1/频率),然后将此周期除以2,即为半周期的时间。利用定时器计时这半个周期时间,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反相,就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。利用STC89C52RC的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下,改变计数值TH0及TL0从而产生不同频率。此外结束符和休止符可以分别用代码00H和FFH来表示,若查表结果为0x00,则表示曲子终了;若查表结果为0xff,则产生相应的停顿效果。 以标准音高A为例,A的频率是440Hz,周期T=1/440=2272us。在占空比为50%的情况下,导通时间=断开时间=半周期t=2272us/2=113