基于单片机的点阵音乐盒设计与制作

邵阳学院信息工程系 彭 堯



基于单片机的点阵音乐盒设计与制作

邵阳学院信息工程系 彭 堯

【摘要】本文应用STC12C5A60S2单片机和点阵显示理论设计并制作音乐盒演奏和16X16点阵显示硬件电路。并利用C51语言进行软件程序编写。通过STC12C5A60S2单片机内部自带的定时器来产生不同频率的方波，通过三极管驱动蜂鸣器发出不同音调时间长短。这种控制方法简单，硬件成本低，对于不同的音乐只需要调用不同的音乐子程序则可。

【关键词】STC12C5A60S2单片机；点阵显示理论；方波

改革开放后，随着人们生活水平的不断提高，人们对音乐艺术的追求也不断提高。本文以STC12C5A60S2单片机为微控制器，通过STC12C5A60S2单片机内部定时器按照一定的规律产生不同占空比的方波，通过三极管驱动蜂鸣器发出声调，通过定时器精准的控制节拍，实现音乐的播放，通过驱动使得音调通过显示在16X16点阵上。使得音与显同步。

1 方案设计

按照设计总体要求，系统硬件结构包括STC12C5A60S2单片机最小系统、三极管驱动和蜂鸣器模块、I/O扩展模块、点阵驱动模块、点阵显示模块、按键模块和电源模块等组成。由STC12C5A60S2单片机内部定时器产生方波，通过三极管驱动电路和蜂鸣器使得发出声音，同步通过I I/O扩展模块和点阵驱动模块使得显示模块同步显示。本设计与制作通过4块8X8点阵组成一块16X16点阵显示字符，通过软件编程的方式编好音符和点阵显示子程序。

图1 点阵连接图

2 硬件设计

单片机的全称为单片机微型计算机或者称为微控制器，本文设计与制作点阵音乐盒采用STC12C5A60S2单片机，STC12C5A60S2单片机在在众多的51系列单片机中，要算国内STC12C5A60S2单片机这种1T增强系列更具有市场竞争力，是因为他不但完全兼容8051指令，寄存器也基本兼容，而且内部就自带高达60K FLASHROM（快速擦写只读编程器），这种存储器好处是用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。而且STC12C5A60S2单片机支持串口程序烧写，方便程序下载。显而易见，STC12C5A60S2单片机对开发设备的要求非常低，大大缩短了程序员的开发时间。而且写入STC12C5A60S2单片机内的程序还可以进行加密，这又很好地保护了程序员的劳动成果。音频驱动采用NPN放大三极管，点阵驱动芯片采用74LS138译码器，显示器选择4块8X8点阵，按键选择3X4的矩阵键盘。4块8X8点阵连接图如图1所示。点阵显示原理图如图2所示。

图2 点阵显示原理图

本文通过研究与制作音乐盒，将几个硬件模块与几个程序子程序有机的结合起来，将程序通过串口程序烧写，调试成功后，则可以通过按键来选择歌曲，本文通过STC12C5A60S2单片机设计制作电子音乐盒做了简单分析与研究，具有一定的参考价值。

3 软件设计

CPU（中央处理器）程序运行的方向是通过中断硬件来改变，中断执行后，调用执行的子程序。主程序主要是程序初始化，是否有按键按下，子程序主要由音符子程序和显示子程序。程序设计采用C51语言，C51语言由C语言发展而来，具备C语言的结构清晰，便于编写和学习，同时兼备了汇编语言的硬件操作能力，换句话说就是C51语言是应用在单片机平台上，而C语言运行在普通的平台上。

4 结语

参考文献

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［6］赵雪梅.仿真技术在单片机实验室建设中的应用［J］.实验科学与技术，2013（03）.

作者简介：

彭堯（1992—），男，湖南邵阳人，大学本科，现在就读于邵阳学院信息工程系通信工程专业12通信工程，研究方向：通信工程。