以下為本設計資料展示圖：

　　1.仿真

　　開始仿真：開始仿真后，用數碼管顯示當前播放曲目， LED花樣彩燈隨播放音符變換，通過按鍵實現下一首歌的切換。通過撥動開關控制單循環還是全部循環。內置音樂《千年之戀》《寂寞沙洲冷》《七子之歌》《感恩的心》 2.原理圖PCB圖

3.程序：

　　4.設計報告

　　5.系統組成框圖

本設計采用STC89C516RD+作為主控芯片（仿真可替換為STC89C51，STC89C52，AT89C51，AT89C52D等51單片機），蜂鳴器作為輸出設備產生音樂，通過MOD鍵能實現播放模式的控制，數碼管（LED）能夠實時地顯示當前的歌曲號。其中P3.3外接按鍵，P0口用作數碼管輸出數據端口，P2口作LED輸出數據端口P1.1蜂鳴器端口。 程序設計音調、節拍以及編碼的確定方法一般說來，單片機演奏音樂基本都是單音頻率，它不包含相應幅度的諧波頻率，也就是說不能像電子琴那樣能奏出多種音色的聲音。因此單片機奏樂只需弄清楚兩個概念即可，也就是“音調”和節拍表示一個音符唱多長的時間。音調的確定不同音高的樂音是用C、D、E、F、G、A、B來表示，這7個字母就是音樂的音名，它們一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI，即唱成簡譜的1、2、3、4、5、6、7，相當于漢字“多來米發梭拉西”的讀音，這是唱曲時樂音的發音，所以叫“音調”，即Tone。

把C、D、E、F、G、A、B這一組音的距離分成12個等份，每一個等份叫一個“半音”。兩個音之間的距離有兩個“半音”，就叫“全音”。在鋼琴等鍵盤樂器上，C–D、D–E、F–G、G–A、A–B兩音之間隔著一個黑鍵，他們之間的距離就是全音；E–F、B–C兩音之間沒有黑鍵相隔，它們之間的距離就是半音。通常唱成1、2、3、4、5、6、7的音叫自然音，那些在它們的左上角加上﹟號或者b號的叫變化音。﹟叫升記號，表示把音在原來的基礎上升高半音，b叫降記音，表示在原來的基礎上降低半音。例如高音DO的頻率（1046Hz）剛好是中音DO的頻率（523Hz）的一倍，中音DO的頻率（523Hz）剛好是低音DO頻率（266 Hz）的一倍；同樣的，高音RE的頻率（1175Hz）剛好是中音RE的頻率（587Hz）的一倍，中音RE的頻率（587Hz）剛好是低音RE頻率（294 Hz）的一倍。

要產生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（1/頻率），然后將此周期除以2，即為半周期的時間。利用定時器計時這半個周期時間，每當計時到后就將輸出脈沖的I/O反相，然后重復計時此半周期時間再對I/O反相，就可在I/O腳上得到此頻率的脈沖。利用AT89C51的內部定時器使其工作在計數器模式MODE1下，改變計數值TH0及TL0。此外結束符和休止符可以分別用代碼00H和FFH來表示，若查表結果為00H，則表示曲子終了；若查表結果為FFH，則產生相應的停頓效果。例如頻率為523Hz，其周期T=1/523=1912us，因此只要令計數器計時956us/1us=956，在每次計數956次時將I/O反相，就可得到中音DO（523Hz）。

　　（1）節拍的確定若要構成音樂，光有音調是不夠的，還需要節拍，讓音樂具有旋律（固定的律動），而且可以調節各個音的快慢度。“節拍”，即Beat，簡單說就是打拍子，就像我們聽音樂不自主的隨之拍手或跺腳。若1拍實0.5s，則1/4 拍為0.125s。至于1拍多少s，并沒有嚴格規定，就像人的心跳一樣，大部分人的心跳是每分鐘72下，有些人快一點，有些人慢一點，只要聽的悅耳就好。音持續時間的長短即時值，一般用拍數表示。休止符表示暫停發音。一首音樂是由許多不同的音符組成的，而每個音符對應著不同頻率，這樣就可以利用不同的頻率的組合，加以與拍數對應的延時，構成音樂。了解音樂的一些基礎知識，我們可知產生不同頻率的音頻脈沖即能產生音樂。對于單片機來說，產生不同頻率的脈沖是非常方便的，利用單片機的定時/計數器來產生這樣的方波頻率信號。因此，需要弄清楚音樂中的音符和對應的頻率，以及單片機定時計數的關系。

（2）音符編碼do re mi fa so la si分別編碼為1~7，重音do編為8，重音re編為9，停頓編為0。播放長度以十六分音符為單位（在本程序中為165ms），一拍即四分音符等于4個十六分音符，編為4，其它的播放時間以此類推。音調作為編碼的高4位，而播放時間作為低4位，如此音調和節拍就構成了一個編碼。以0xff作為曲譜的結束標志。比如，音調do，發音長度為兩拍，即二分音符，將其編碼為0x18。

　　歌曲播放的設計。先將歌曲的簡譜進行編碼，儲存在一個數據類型為unsigned char 的數組中。程序從數組中取出一個數，然后分離出高4位得到音調，接著找出相應的值賦給定時器0，使之定時操作蜂鳴器，得出相應的音調；接著分離出該數的低4位，得到延時時間，接著調用軟件延時。

　　6.實物圖

編輯：黃飛