摘 要电子音乐盒基于电子技术可以实现多元化的设计，使得电子音乐的在功能性上多样化，同时缩小了体积和重量，可以方便的使用，也不会受使用场地的影响。本设计基于单片机实现了智能音乐盒的设计，首先，本设计通过对音乐的音调以及音乐节拍的知识进行了学习和掌握，通过电子音响的发声原理，设计了智能音乐盒的整体方案设计，通过对各个模块的实现方案所需要的元器件进行对比，完成了选器件的选型。然后根据各个元器件应用，主要完成的电路包括了单片机最小系统电路、LM386功放电路、按键电路、显示电路以及电源电路等智能音乐盒的硬件电路设计，并且实现了硬件实物的制作，最后，根据硬件电路，采用C语言完成了音乐盒程序设计，程序按照音调和频率的关系，通过定时器等单片机资源，总共设计了8首曲目，通过软件和硬件的联合调试，本设计完成的音乐盒可以通过按键实现播放和暂停的功能，同时可以通过上一曲和下一曲实现歌曲的切换，在播放的过程中，可以通过数码管显示播放曲目的序号。本设计基于单片机完成，功放的外围器件也少，电源采用电池盒供电，相对于传统的音乐盒，本设计完成的音乐盒具有体积小，曲目多，方便携带以及成本低，可以批量生产等优点。 1
目 录
ABSTRACT 2
一、引言 4
二、音乐盒需求分析和方案设计 5
（一） 电子音乐盒的基本原理 5
（二） 整体方案设计 5
（三） 元器件方案选型 6
（1） 单片机选型 6
（2） 按键选型 6
（3） 显示元器件选型 7
（4） 功放元器件选型 7
三、音乐盒硬件电路设计 8
（一） 单片机最小系统电路设计 8
（二） LM386功放电路设计 9
（三） 按键电路设计 10
（四） 显示电路设计 10
（五） 电源电路设计 11
四、音乐盒程序设计 12
（一） 主程序设计 12
（二） 子程序设计 13
（1） 播放一个音调值程序设计 13
（2） 播放完整曲目的程序设计 13
（3） 音频脉冲的产生程序 14
五、实物制作和调试 16 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: #351916072# 

（一） 音乐盒实物制作 16
（二） 系统调试结果分析 16
六、结论 18
参考文献 19
致谢 20
附录 21
附录一：电路图 21
附录二：PCB 21
附录三：元器件清单 22
附录四：程序 22
一、引言
随着人们生活水平的提高，人们不但追求物质上的享受，同时也追求精神上的享受，在日常的生活中，各种各样的娱乐方式也是层出不穷，人们可以在工作之余选择合适的娱乐方式放松，比如看电影，听音乐等，而音乐盒作为一种音乐的载体，从出现到现在已经有了300多年的历史，音乐盒起源于中世纪欧洲文艺复兴时期，最早应用在塔钟报时上面。而传统的音乐盒大多数都是采用的机械的控制方式，其通过原理是根据乐谱在滚筒上打上铁钉，由齿轮带动滚筒旋转，滚筒在旋转过程中，铁钉和铁片制成的琴键发生碰撞，按照一定顺序产生声音。这种音乐盒的曲目比较单一，而且是机械器件构成，因此体积大，而且因为材质问题，比较笨重，为了让音乐盒的发声准确，音乐盒必须得保证水平且固定不能动摇，在长年的使用过程中，由于水分、灰尘等环境因素，造成内部的器件腐蚀，从而使发声的音调不准，因此，机械的音乐盒在发展过程因为各种问题以及昂贵的价格不能大批量生产，造成机械音乐盒不能很好的普及。
随着电子技术的发展，很多的传统的乐器都有电子乐器，比如电子琴、电吉他等，这些乐器都是才用电子器件完成乐器的发声，而随着技术的成熟以及控制技术发展，基于电子电路的音乐盒出现在人们的生活中，电子音乐盒基于电子技术可以实现多元化的设计，使得电子音乐的在功能性上多样化，同时缩小了体积和重量，可以方便的使用，也不会受使用场地的影响。但是，很多电子音乐盒都是基于纯电路设计，因此在设计过程，随着音乐曲目的复杂程度电路的复杂程度也在进一步提升，而功能越多曲目越多的音乐盒价格也就越来越高。
本设计通过查阅资料，设计一款基于单片机的音乐盒，单片机是一款可编程微处理器，通过其灵活的控制能力和计算能力，可以实现电路设计的简化，并且可以通过程序对音乐盒的曲目进行设置，可以通过程序实现多首曲目的编程，而且通过单片机的小体积可以实现音乐盒的小体积，多功能，同时对音乐盒的供电系统进行设计，可以实现有线电源的供电，也可以采用电池盒或者锂电池供电，通过标准化的设计，实现音乐盒的低成本以及批量化生产，而且可以根据容量的大小，尽可能的实现跟多乐曲的存储，通过本次毕业设计，掌握单片机的设计技巧以及电路的设计技巧，提升自己的设计水平。
二、音乐盒需求分析和方案设计
（一） 电子音乐盒的基本原理
物体的振动可以产生声音，而发声的物体称为声源，振动的频率越高，音调越高，振动的频率越低，则音调越低，人的听力可以分辨的声波频率是从20Hz到20000Hz之间，一般的电子音响都是采用正弦波信号驱动扬声器，从而产生不同音调的声音组成音乐。而在数字电路中，也可以通过数字脉冲信号驱动扬声器。
音调是唱曲时的发音，在乐谱中年用“1、2、3、4、5、6、7”来表示，不同音高的乐音用“C、D、E、F、G、A、B”来表示，一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI，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”。在用频率表示音调的时候，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（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。
若要构成音乐，在有音调的时候还需要有节拍，节拍也就是音乐的旋律，在音乐中，一拍为0.5s，1/4节拍为0.125s，但是节拍没有固定的时间，可以通过不同的时间定义节拍的快慢，从而形成不同快慢的音乐。
有了以上的音乐的基本知识，就可以通过电子电路中的定时器和脉冲发生器就可以实现电子音乐，而单片机基于可编程就能实现定时器和输出脉冲信号，这为实现电子音乐盒提供了可行方案。
（二） 整体方案设计
本设计是基于51单片机的智能音乐盒的设计，通过电子音乐的基本原理，实现智能化电子音乐盒的设计，本设计主要实现的功能是可以通过编程根据乐谱将多首音乐按照发声的频率以及节拍进行程序编程，然后单片机通过输出不同的脉冲，经过功放以及扬声器实现音乐的播放，为了让电子音乐盒更加智能化，设计需要添加人机交互模块，用户可以通过按键实现上一首、下一首、暂停/播放等功能，同时通过显示部分可以显示目前播放的曲目是第几首以及播放状态等，根据系统的功能本设计采用模块化对音乐盒进行设计，本设计包含的模块有单片机最小系统模块、按键模块、显示模块、功放模块以及电源模块，通过各个模块之间的电气连接完成音乐盒的设计。本设计系统整体方案如图21所示。

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