彩灯控制器设计报告

摘要：本系统主要由89S51单片机模块、数码管显示模块、按键控制模块、蜂鸣音乐模块等部分组成。完成的主要功能有：LED数码管自动显示数字，并且每个数字的显示时间可调；能产生一段简单的音乐。

设计要求

本题要求用单片机实现一个带音乐发生功能的彩灯控制器。具体要求如下：

1、由LED数码管自动显示数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然数列），1、3、5、7、9（奇数列），0、2、4、6、8（偶数列）和0、1、2、3、4、5、6、7、0、1（音乐符号数列），然后又依次显示出自然数列、奇数列、偶数列、音乐符号数列……，如此周而复始，不断打包循环。

2、打开电源时控制可自动清零，从接通电源时刻起，数码管最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化。

3、每个数字的一次显示时间（从数码管显示出它之时起到它消失之时止）基本相等，这个时间在0.5S到2S范围内连续可调。

4、设计并制作该控制器所需要的直流稳压电源。电源电压5V。

5、扩展功能：设计一个音乐产生电路，自动产生一段音乐。

设计方案

按照本设计题目的要求，硬件可采用AT89S51单片机作为核心部件，由1个LED数码管完成数字显示功能；由一个扬声器完成音乐播放功能；采用三键控制，其中两个键控制LED数码管每个数字的一次显示时间，另一个键控制音乐的播放；通过软件设计实现全部功能。

工作原理

单片机在循环显示数字列的同时，采用查询方式控制数字的显示时间和音乐播放的开关。音乐低频信号由定时器采用中断方式产生。

软件流程

开始

单片机初始化

显示数字

按键查询

1或2键按下

3键按下

无键按下

显示时间增减

播放音乐

设计原理

（1． LED循环数字显示；

（2．音乐产生的方法；

一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。

本次设计中单片机晶振频率为12MHz，那么定时计数器的定时频率为1MHz，选用工作方式1，那么T值便为T=216—5×105/(相应的频率)，那么根据不同的频率计算出应该赋给定时器的计数值，列出不同音符与单片机计数T0相关的计数值如下表所示：