2017—2018学年度第一学期
《单片机原理及应用》作品考试
八音盒
2017-2018-1《单片机原理及应用》作品设计提交文档
一、作品设计目的
1、利用51单片机的各个部件结合实现八音盒。
2. 通过按键控制蜂鸣器播放设定的歌曲，按键1~8控制8首歌曲的播放，按键0 停止播放歌曲。
3. 熟练掌握C 语言与单片机的结合，单片机的原理和PCB制图原理。
二、作品设计内容
1、总电路图显示
2、总程序
#include <reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
uchar th0_f;
uchar tl0_f;
unsigned char i=100;
unsigned char j,k,temp,key;
uchar code jie8[8]={12,14,16,17,19,21,23,24};
sbit datacs=P2^6; //位选
sbit chipcs=P2^7; //段选
uchar code table[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f}; ///共阴数码管显示段码0~8
sbit row1=P2^5; //行端口定义
sbit row2=P2^4;
sbit row3=P2^3;
sbit row4=P2^2;
sbit col1=P1^7; //列端口定义
sbit col2=P1^6;
sbit col3=P2^0;
sbit col4=P2^1;
sbit SPEAK = P3^0;//接蜂鸣器管脚
/*按键扫描函数*/
void keyScan(void)
{
col1=0;col2=1;col3=1;col4=1;
temp=P2&0x3f;
if(col1==0) //假设第一列有按键
{
if(temp!=0x3f) //没有按键退出这次对第一列键盘扫描
{
temp=P2&0x3C;
switch(temp)
{
case 0x38: key=12; break; //’0’键被按下时导通，则对应端口变为低电平
case 0x34:key=8;break;
case 0x2C:key=4;break;
case 0x1C:key=0;break;
}
}
}
col1=1;col2=0;col3=1;col4=1;
temp=P2;
temp=temp&0x3f;
if(col2==0)
{
if(temp!=0x3f)
{
temp=P2&0x3C;
switch(temp)
{
case 0x38: key=13; break; //’0’键被按下时导通，则对应端口变为低电平
case 0x34:key=9;break;
case 0x2C:key=5;break;
case 0x1C:key=1;break;
}
}
}
col1=1;col2=1;col3=0;col4=1;
temp=P2;
temp=temp&0x3f;
if(temp!=0x3f)
{
temp=P2&0x3C;
switch(temp)
{
case 0x38: key=14; break; //’0’键被按下时导通，则对应端口变为低电平
case 0x34:key=10;break;
case 0x2C:key=6;break;
case 0x1C:key=2;break;
}
}
col1=1;col2=1;col3=1;col4=0;
temp=P2;
temp=temp&0x3f;
if(temp!=0x3f)
{
temp=P2&0x3C;
switch(temp)
{
case 0x38: key=15; break; //’0’键被按下时导通，则对应端口变为低电平
case 0x34:key=11;break;
case 0x2C:key=7;break;
case 0x1C:key=3;break;
}
}
}
/**************************中断函数*******************************************/
timer0() interrupt 1
{
TL0=tl0_f;TH0=th0_f;
SPEAK =~SPEAK; //取反音乐输出IO
}
/********************T0的值,及输出频率对照表***********************************/
uchar code freq[36*2]={
0xA9,0xEF,//00220HZ ,1 //0
0x93,0xF0,//00233HZ ,1#
0x73,0xF1,//00247HZ ,2
0x49,0xF2,//00262HZ ,2#
0x07,0xF3,//00277HZ ,3
0xC8,0xF3,//00294HZ ,4
0x73,0xF4,//00311HZ ,4#
0x1E,0xF5,//00330HZ ,5
0xB6,0xF5,//00349HZ ,5#
0x4C,0xF6,//00370HZ ,6
0xD7,0xF6,//00392HZ ,6#
0x5A,0xF7,//00415HZ ,7
0xD8,0xF7,//00440HZ 1 //12
0x4D,0xF8,//00466HZ 1# //13
0xBD,0xF8,//00494HZ 2 //14
0x24,0xF9,//00523HZ 2# //15
0x87,0xF9,//00554HZ 3 //16
0xE4,0xF9,//00587HZ 4 //17
0x3D,0xFA,//00622HZ 4# //18
0x90,0xFA,//00659HZ 5 //19
0xDE,0xFA,//00698HZ 5# //20
0x29,0xFB,//00740HZ 6 //21
0x6F,0xFB,//00784HZ 6# //22
0xB1,0xFB,//00831HZ 7 //23
0xEF,0xFB,//00880HZ `1
0x2A,0xFC,//00932HZ `1#
0x62,0xFC,//00988HZ `2
0x95,0xFC,//01046HZ `2#
0xC7,0xFC,//01109HZ `3
0xF6,0xFC,//01175HZ `4
0x22,0xFD,//01244HZ `4#
0x4B,0xFD,//01318HZ `5
0x73,0xFD,//01397HZ `5#
0x98,0xFD,//01480HZ `6
0xBB,0xFD,//01568HZ `6#
0xDC,0xFD,//01661HZ `7 //35
};
/***************************音乐符号串解释函数****************************/
//入口:要解释的音乐符号串,输出的音调串,输出的时长串
changedata(uchar *song,uchar *diao,uchar *jie)
{
uchar i,i1,j;
char gaodi; //高低+/-12音阶
uchar banyin;//有没有半个升音阶
uchar yinchang;//音长
uchar code jie7[8]={0,12,14,16,17,19,21,23}; //C调的7个值
*diao=*song;
for(i=0,i1=0;;)
{
gaodi=0; //高低=0
banyin=0;//半音=0
yinchang=4;//音长1拍
if((*(song+i)=='|') || (*(song+i)==' ')) i++; //拍子间隔和一个空格过滤
switch(*(song+i))
{
case ',': gaodi=-12;i++;//低音
break;
case '`': gaodi=12;i++; //高音
break;
}
if(*(song+i)==0) //遇到0结束
{
*(diao+i1)=0; //加入结束标志0
*(jie+i1)=0;
return;
}
j=*(song+i)-0x30; i++; //取出基准音
j=jie7[j]+gaodi; //加上高低音
yinc: switch(*(song+i))
{
case '#': //有半音j加一个音阶
i++;j++;
goto yinc;
case '-': //有一个音节加长
yinchang+=4;
i++;
goto yinc;
case '_': //有一个音节缩短
yinchang/=2;
i++;
goto yinc;
case '.': //有一个加半拍
yinchang=yinchang+yinchang/2;
i++;
goto yinc;
}
*(diao+i1)=j; //记录音符
*(jie+i1)=yinchang; //记录音长
i1++;
}
}
/******************************奏乐函数***************************************/
//入口:要演奏的音乐符号串
void play(uchar *songdata)
{
uchar i,c,j=0;
uint n;
uchar diaodata[48]; //音调缓冲
uchar jiedata[48]; //音长缓冲
changedata(songdata,diaodata,jiedata); //解释音乐符号串
TR0=1;
keyScan();
while(key==1||key==2||key==3||key==4||key==5||key==6||key==7||key==8)
{ for(i=0;diaodata[i]!=0;i++) //逐个符号演奏
{
tl0_f=freq[diaodata[i]*2]; //取出对应的定时值送给T0
th0_f=freq[diaodata[i]*2+1];
for(c=0;c<jiedata[i];c++) //按照音长延时
{
keyScan();
for(n=0;n<29500;n++); //29500
if(key==0) //发现按键0,立即退出播放
{
TR0=0;
return;
}
}
TR0=0;
for(n=0;n<460;n++); //音符间延时
TR0=1;
}TR0=0;
}
}
//茉莉花
uchar code molihua[]={"33_5_6_`1_`1_6_|55_6_5-|33_5_6_`1_`1_6_|55_6_5-|"
"5553_5_|665-|32_3_53_2_|11_2_1|"
//"3_2_1_3_2.3_|56_`1_5-|23_5_2_3_1_,6_|,5-,61|"
//"2.3_1_2-1_,6_|,5--"
};
//世上只有妈妈好
uchar code mamahao[]={
"6.5_35|`16_5_6-|35_6_53_2_|1_,6_5_3_2-|"
"2.3_55_6_|321-|5.3_2_1_,6_1_|,5--"
};
//小毛驴
uchar code xiaomaolv[]={"1_1_1_3_|5_5_5_5_|6_6_6_`1|5-|"
"4_4_4_6_|3_3_3_3_|2_2_2_2_|5-"};
//我是一只菠萝
uchar code boluo[]={
"1-|2_4_3_2_55|5_6_3_4_22|2_4_3_2_1_`1_7_6_|5_4_2_3_11|"
"2_4_3_2_55|5_6_3_4_22|2_4_3_2_1_5_2_3_|1---|"
};
//小星星
uchar code xiaoxingxing[]={
"1155|665-|4433|221-|"
"5544|332-|5544|332-|"
"1155|665-|4433|221-|"
};
//春天在哪里
uchar code chuntian[]={"3_3_3_1_|,5,5_|3_3_3_1_|3-|5_5_3_1_|,5_,5_,5|,6_,7_1_3_|2-|"
"3_3_3_1_|,5,5_|3_3_3_1_|3-|5_6_5_6_|5_4_3_1_|,5_3_|2_1_"};
//找朋友
uchar code zhaopeng[]={"5_6_5_6_|5_6_5|5_`1_7_6_|5_6_5"};
//一分钱
uchar code yifen[]={"5`1|6_`1_5|3_5_2_3_|5|3_5_6_`1_|5_6_5_3_|5_13_2"};
//乐谱方式输入的音乐播放
/******************************数码管函数***************************************/
//数码管显示
void display(unsigned char num)
{
P0=table[num];
datacs=1;
datacs=0;
P0=0xfe;
chipcs=1;
chipcs=0;
}
/*******************************主函数****************************************/
void main(void)
{
TMOD = 0x01; //使用定时器0的16位工作模式
TR0 = 0;
ET0 = 1;
EA = 1;
EX0=1;
while(1)
{
P3=0xff;
keyScan();
display(key);
switch(key)
{
case 1:play(molihua); break;
case 2:play(mamahao); break;
case 3:play(xiaomaolv); break;
case 4:play(boluo); break;
case 5:play(xiaoxingxing); break;
case 6:play(chuntian); break;
case 7:play(yifen); break;
case 8:play(zhaopeng); break;
} } }
3、PCB设计过程
（1）画原理图
（2）原理图库
（3）画封装图
生成PCB图、
布线
敷铜
三、调试过程
1、 详细连线
用跳线连接单片机P3^0口连接开发板蜂鸣器p6口；用排线连接单片机P0口和开发板的P7口
2、调试过程简介
在单片机中下载好代码之后，按1键播放第一首音乐，按0停止之后，可以按其他按键播放其他音乐
四、作品设计心得和经验