八音盒设计课程设计说明书.docx

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1、提供各专业全套毕业设计1概述设计一个八音盒以扬声器作为发声装置，用16个LED小灯作为显示装置，以4x4键盘作为功能按键，八音盒中预存4首不同节拍的乐曲，用户可以选择播放模式。播放时在单色LED显示器上显示出所播曲目的编号和曲目名称，16个小灯随着音乐节拍变化而变化。1. 1组员分工张磊：软件编程于海彬：软件编程，显示模块彭彬：曲目乐谱编码，曲目播放模块以及实验报告代涛：硬件焊接，以及实验报告2. 2操作说明键1：播放曲目1键2:播放曲目2键3:播放曲目3键4:播放曲4键O:哲停/恢复播放键5:终止播放键6:随机播放2设计方案2. 2系统功能播放分两种模式：随机播放和选择播放。随机播放从4首预

2、存曲目中随机选出一首曲目播放，选择播放模式由用户指定要播放的曲目。播放时可以暂停播放或终止播放。按下暂停/恢复键可暂停或恢复播放，按下终止键可以终止播放。播放时在单色LFK显示器上显示出所播曲目的编号和曲目名称。播放时16个小灯随着音乐节拍变化而变化，小灯的具体亮灭模式自行设定。2.2设计思路首先确定4x4键盘的扫描程序，然后编写发声程序，将歌曲录入尝试播放，确定各按键功能，编写数码管程序显示歌曲名称，利用寄存器外拓接口，控制小灯随频率变化亮灭。2. 3键盘的识别键盘的确定功能，就是判断键盘中的那一个键按下，确定所在行列位置。通常采用逐行（或逐列）扫描查询识别。具体过程是：依次轮流是列线中的一

3、列输出低电平，其它三位为高电平，再在相应的顺次读行输出U的电平状态，如某行为低电平，则该行与置为低电平的列线相交叉处的按键即为闭合的按键，对应的在单片机内部进行调用播放歌的序号。按键去抖动，通常采用软件延时的方法：在第次检测到有键按下时，执行一段延时IOms的子程序后，再确认电平是否仍保持闭合状态电平，如果保持闭合状态电平，则确认真正有键按下，进行相应处理工作，消除了抖动的影响。3. 4音乐盒显示部分七段LED数码管构成“日”字形，还有一只发光二极管作为小数点。因此，这种七段数码管又可称为八段数码管。通过8个发光段的不同组合，可以显示O9和AF等十六个数字字母，从而可以实现十六进制整数和小数的

4、显示。LED数码管显示器可以分为共阴极和共阳极W利I接法。1. )并阴极结构：如果所有的发光二极管的阴极接在一起，称之为共阴极结构，则数码管显示段输入高电平有效，当某段输入高电平该段便发光；使用时管子的上下端正中间的两个或者一个(内部公共端已经接在一起)接线端接低电平，其它的每段显示如上图所示，每段数码管都要加一个限流电阻为510欧。2. )共阳极结构：如果所有的发光二极管的阳极接在一起，称之为共阳极结构，则数码管显示段输入低电平有效，当某段输入低电平该段便发光；使用时管子的上下端正中间的两个或者一个(内部公共端已经接在一起)接线端接高电平，其它的每段显示如上所示每一段数码管同理也耍加一个限流

5、510欧的电阻。需要显示时送人用不同电平组合代表的数据至数码管。这种装入数码管中显示字形的数据称为字形码，又称段选码。显示字符09和A-F与显示段选码的关系如下表所示。通常显示段选码存放在程序存储器中的固定区域中，构成显示段选码表，当要显示某字符时，通过杳表指令获取该字符所对应的段选码。段选码表显示字符共阴极段码共阳极段码显示字符共阴极段码共阳极断码03FHCOH87FH80H106HF9H96FH90H25BHA4HA77H88H34FHBOHB7CH83H466H99HG3911C6H56DH92HD5EHAlH67DH82HE79H86H707HF8HF71H8EH熄灭OOHFFH3.

6、5硬件电路图8254芯片：8254芯片共有六种工作方式，分别对应与六种不同的用途。2、方式0:计数到0结束输出正跃变信号方式。2、方式1:硬件可重触发单稳方式。3、方式2:频率发生器方式。4方式3:方波发生器。5、方式4:软件触发选通方式.。6方式5:硬件触发选通方式.。8255芯片：8255有3个通道ABC与外设连接，每个通道又有8根线与外设连接，所以8255可以用24根线与外设连接，若进行开关量控制，则8255可同时控制24路开关。各通道的引脚编号如下：I、A口：编号为PA0PA7,用于8255向外设输入输出8位并行数据。2、B口：编号为PBOPB7,用于8255向外设输入输出8位并行数据

7、。3、C口：编号为PeoPC7,用于8255向外设输入输出8位并行数据，当8255工作于应答I/O方式时，C用于应答信号的通信。4x4键盘：扬声器模块:741s273 :LOADING (Notea)PIN NAMESCP D0-D7MRQO-O7Clock (Active HIGH GoingData InputsMaster Reset (Active LOW) Register OutputsHIGHLOWO.SU.0.25-0.5I I I0.250.50.25TO Ui.5U.LNOTES:a) 1 TTL Unit Load (UU = 40 MA HIGH/1.6 mA LOW.

8、LOW Logic Leve X = Inmateriai3系统设计4. 1曲目编码一般说来，单片机演奏音乐基本都是单音频率，它不包含相应幅度的谐波频率，也就是说不能像电子琴那样能奏出多种音色的声音。因此单片机奏乐只需弄清楚两个概念即可，也就是“音调”和节拍表示一个音符唱多长的时间。4.1. 1音调的确定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、SL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，所以叫等份叫一个“半音”。两个音之间的距离有两个“半音”，就叫

9、“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的吾叫自然吾，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。4. 1.2节拍的产生节拍指强拍和弱拍的组合规律，具休是指在乐谱中每一小节的音符总长度，常见的1/4,2/4,3/4,4/4,3/8,6/8,7/8,9/8，12/8拍等等每小节的长度是固定的。一首乐Ittl的节拍是作曲时就固定的，不会改变。一首乐

10、曲可以是由若干种节拍相结合组成的。音乐中的音符除了有高低之分外，当然还要表示长短之分。这里引用个基础的音乐术语一-拍子。拍子是表示音符长短的重要概念。表示音乐的长短需要有一个相对固定的时间概念。简谱里将音符分为全音符、二分音符、四分音符十六分音符、三十二分音符等。在这几个音符里面最重要的是四分音符，它是一个基本参照度量长度，即四分音符为一拍。这里一拍的概念是一个相对时间度量单位。-拍的长度没有限制，可以是1秒也可以市2秒或半秒。假如一拍是一秒的长度，那么二拍就是两秒：一拍定为半秒的话，两拍就是一秒的长度。-旦这个基础的一拍定下来，那么比一拍长或短的符号就相对容易了。用一条横线“一”在四分音符的

11、右面或下面来标注，以此来定义该音符的长短。下面列出了常用音符和它们的长度标记：音符名称写法时值全音符5-四拍二分音符5-二拍四分音符5_拍八分音符5半拍十六分音符5四分之一拍三十二分音符5八分之一拍横线有标注在音符后面的，也有记在音符下面的，横线标记的位置不同，被标记的音符的时值也不同。从表中可以发现一个规律，就是：耍使音符时值延长，在四分音符右边加横线“一”，这时的横线叫延时线、延时线越多，音持续的时间（时值）越长。相反，音符下面的横线越多，则该音符时间越短。3.2程序模块流程图3.2. 1主程序随机播放从4首预存曲口中随机选出一首曲口播放，选择播放模式由用户指定要播放的曲目。播放时可以暂停

12、播放或终止播放。按下暂停/恢复键pj暂停或恢复播放，按下终止键可以终止播放。播放时在单色LED显示器上显示出所播曲目的编号和曲目名称。产生随机数开始歆曲S示播袖、哲傅、结束初始化8255扫描键盘结束3. 2.2随机数模块赋值一个标志变量，设定一个让其加一的循环程序，加到五重置为一，用以产生一到四的随机数。随机数流程阁:3.2.3扫描键盘将8255A的C高四位设为输入连接行信号，低四位设为输出，由于本设计8个按键足够，所以仅CO,Cl接收第一、二列信号。扫描时先将第一列输入低电平，扫描行信号是否有低电平判断键是否按下，再将第二列输入低电平，判断第二列按键。形成键特征值，去抖动，根据键特征值判断程

13、序的跳转。扫描键盘流程图：3.2.4播放模块在扫描键盘之后呢，则根据按键执行播放程序，随机播放或者选择播放都根据按键确定。选择播放流程图:播放曲目流程图:3.2.5显示模块在播放的同时，用LED显示播放曲目的编号和名称。具体实现是先给LED送位选，然后指针查表，再送段选，指针移位，这样就能实现了。显示模块流程图：C)3. 3硬件连线第五片8255芯片接线：C口高四位接P30,低二位接QlQO,其中C口低四位的前两位用于接扬声器(PC3,PC2)*741s273接口：两片都用B口作为输入PA7为接左边小灯273的CP的接口；PA6为接右边小灯273的PC口WR接口都接高电平(+5V电源)4总结本

14、次课程设计我们小组经过共同努力终于顺利完成了设计要求，我们成功地设计了简申音乐播放器，实现/通过按键播放多首音乐，数码管显示播放歌曲的信息，小灯随着美妙的乐曲而闪烁，效果良好。硬件设计和软件设计都符合设计耍求，调试结果符合任务耍求，达到了预期的目标。通过这次课程设计我们都学到了许多东西,更加明白团结、合作的重耍意义，这对即将走上社会的我们来说是最好的收获。温故而知新，可以为师矣！知识需要温习，这次的课程设计对我们来说是检验更是提高，我们相信我们在以后的学习生活中会做的更好。参考文献1、黄勤，计算机硬件技术基础M,重庆大学出版社，2002年9月2、黄勤，计算机硬件技术基础实验教程M,重庆大学出版社，2002年3月附录一：1程序清单.486;第五片8255芯片端口地址，接线:C口高四位接P3Po，低四位接Q3QO,其中C口第四位的前两位用于接扬声器(PC3,PC2)PORTAEQU300HPORTBEQU304HPORTCEQU308HCTRLEQU30CHTIME2EQU348HCTRLlEQU34CHt按键特征值；KOEQUOEEH;暂停与恢4=rKlEQUOEDHjK2EQUORBHK3EQU0E7IIK4EQUODEHK5EQUODDH;终止按键K6E