基于單片機的點陣音樂盒設(shè)計與制作

邵陽學(xué)院信息工程系 彭 堯

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基于單片機的點陣音樂盒設(shè)計與制作

邵陽學(xué)院信息工程系 彭 堯

【摘要】本文應(yīng)用STC12C5A60S2單片機和點陣顯示理論設(shè)計并制作音樂盒演奏和16X16點陣顯示硬件電路。并利用C51語言進行軟件程序編寫。通過STC12C5A60S2單片機內(nèi)部自帶的定時器來產(chǎn)生不同頻率的方波，通過三極管驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出不同音調(diào)時間長短。這種控制方法簡單，硬件成本低，對于不同的音樂只需要調(diào)用不同的音樂子程序則可。

【關(guān)鍵詞】STC12C5A60S2單片機；點陣顯示理論；方波

改革開放后，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對音樂藝術(shù)的追求也不斷提高。本文以STC12C5A60S2單片機為微控制器，通過STC12C5A60S2單片機內(nèi)部定時器按照一定的規(guī)律產(chǎn)生不同占空比的方波，通過三極管驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲調(diào)，通過定時器精準(zhǔn)的控制節(jié)拍，實現(xiàn)音樂的播放，通過驅(qū)動使得音調(diào)通過顯示在16X16點陣上。使得音與顯同步。

1 方案設(shè)計

按照設(shè)計總體要求，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)包括STC12C5A60S2單片機最小系統(tǒng)、三極管驅(qū)動和蜂鳴器模塊、I/O擴展模塊、點陣驅(qū)動模塊、點陣顯示模塊、按鍵模塊和電源模塊等組成。由STC12C5A60S2單片機內(nèi)部定時器產(chǎn)生方波，通過三極管驅(qū)動電路和蜂鳴器使得發(fā)出聲音，同步通過I I/O擴展模塊和點陣驅(qū)動模塊使得顯示模塊同步顯示。本設(shè)計與制作通過4塊8X8點陣組成一塊16X16點陣顯示字符，通過軟件編程的方式編好音符和點陣顯示子程序。

圖1 點陣連接圖

2 硬件設(shè)計

單片機的全稱為單片機微型計算機或者稱為微控制器，本文設(shè)計與制作點陣音樂盒采用STC12C5A60S2單片機，STC12C5A60S2單片機在在眾多的51系列單片機中，要算國內(nèi)STC12C5A60S2單片機這種1T增強系列更具有市場競爭力，是因為他不但完全兼容8051指令，寄存器也基本兼容，而且內(nèi)部就自帶高達60K FLASHROM（快速擦寫只讀編程器），這種存儲器好處是用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫。而且STC12C5A60S2單片機支持串口程序燒寫，方便程序下載。顯而易見，STC12C5A60S2單片機對開發(fā)設(shè)備的要求非常低，大大縮短了程序員的開發(fā)時間。而且寫入STC12C5A60S2單片機內(nèi)的程序還可以進行加密，這又很好地保護了程序員的勞動成果。音頻驅(qū)動采用NPN放大三極管，點陣驅(qū)動芯片采用74LS138譯碼器，顯示器選擇4塊8X8點陣，按鍵選擇3X4的矩陣鍵盤。4塊8X8點陣連接圖如圖1所示。點陣顯示原理圖如圖2所示。

圖2 點陣顯示原理圖

本文通過研究與制作音樂盒，將幾個硬件模塊與幾個程序子程序有機的結(jié)合起來，將程序通過串口程序燒寫，調(diào)試成功后，則可以通過按鍵來選擇歌曲，本文通過STC12C5A60S2單片機設(shè)計制作電子音樂盒做了簡單分析與研究，具有一定的參考價值。

3 軟件設(shè)計

CPU（中央處理器）程序運行的方向是通過中斷硬件來改變，中斷執(zhí)行后，調(diào)用執(zhí)行的子程序。主程序主要是程序初始化，是否有按鍵按下，子程序主要由音符子程序和顯示子程序。程序設(shè)計采用C51語言，C51語言由C語言發(fā)展而來，具備C語言的結(jié)構(gòu)清晰，便于編寫和學(xué)習(xí)，同時兼?zhèn)淞藚R編語言的硬件操作能力，換句話說就是C51語言是應(yīng)用在單片機平臺上，而C語言運行在普通的平臺上。

4 結(jié)語

參考文獻

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作者簡介：

彭堯（1992—），男，湖南邵陽人，大學(xué)本科，現(xiàn)在就讀于邵陽學(xué)院信息工程系通信工程專業(yè)12通信工程，研究方向：通信工程。