题目要求

八音盒

本设计利用MSP430单片机结合内部定时器及LED/LCD,设计一个八音盒,按下单键可以演奏预先设置的歌曲旋律。

基本要求:

使用LED/LCD显示器来显示目前演奏的歌曲编号;

具有16个按键操作来选择演奏哪一首歌曲;

内建多首歌曲旋律按下单键就可以演奏歌曲;

演奏时可以按键中断(播放、暂停、停止)。

程序执行后工作指示LED闪动,表示程序开始执行,

按下单键0~n便可以演奏对应的歌曲。

仿真结果

实验报告：基于MSP430单片机的八音盒设计

实验目的

本实验旨在通过设计一个基于MSP430单片机的八音盒项目，加深对单片机编程及其应用在嵌入式系统中的理解。通过实验，学生将掌握MSP430单片机的基本使用方法，定时器的应用，以及如何通过按键输入来控制程序的运行。

实验设备

MSP430F249单片机

LED/LCD显示器

4x4键盘矩阵

蜂鸣器

实验接线板及导线等

实验原理

MSP430单片机介绍

MSP430是德州仪器（TI）公司生产的一种低功耗微控制器。它具有低功耗、富有弹性的时钟系统、多种睡眠模式等特点，非常适合于需要电池供电的便携式设备。

键盘矩阵扫描原理

键盘矩阵通常由行线和列线交叉形成。当某一按键被按下时，相应的行线和列线被短接，通过扫描行线和检测列线的电平变化，即可确定被按下的按键。

定时器原理

定时器是单片机中非常重要的一个组件，可以用来产生精确的时间延迟或测量时间等。在本实验中，定时器用于控制蜂鸣器的频率以及产生音乐节拍。

程序设计与实现

整体框架

本实验的程序主要由以下几个部分构成：

系统初始化：配置单片机的各项参数，如IO口、定时器等。

按键扫描与处理：实现键盘矩阵的扫描，并根据按键执行相应操作。

音乐播放：根据选定的歌曲，控制蜂鸣器以特定频率和节拍播放音乐。

显示控制：通过LED或LCD显示当前播放的歌曲编号。

关键代码说明

系统初始化

WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // 停止看门狗定时器

// 配置各个端口的方向和功能（省略详细代码）

此部分主要进行了看门狗定时器的停止，以及各个IO端口的方向和功能配置，为整个程序的运行做准备。

按键扫描与处理

uchar get_key()

{

// 扫描4x4键盘矩阵，返回按键编号（省略详细代码）

}

void delay_key(void)

{

// 根据按键执行相应操作，如选择歌曲、播放、暂停等（省略详细代码）

}

通过get_key函数扫描键盘矩阵，检测是否有按键被按下，并返回按键编号。delay_key函数根据返回的按键编号，执行相应的操作，如选择歌曲、控制播放状态等。

音乐播放

void set_fre(unsigned int fre)

{

// 设置蜂鸣器的频率（省略详细代码）

}

// 定义了四首不同歌曲的音符和节拍（省略具体数组定义）

void main(void)

{

// 主函数中实现了歌曲播放的控制逻辑（省略详细代码）

}

在播放音乐时，通过set_fre函数控制蜂鸣器的频率，以产生不同的音符。主函数中通过一个循环，根据当前选择的歌曲和播放状态，顺序播放音乐的每个音符，并通过延时来控制音符的节拍。

显示控制

void display(void)

{

// 显示当前播放的歌曲编号（省略详细代码）

}

在播放音乐时，通过display函数控制LED或LCD显示器，显示当前播放的歌曲编号，为用户提供直观的反馈。

实验结果与分析

通过本实验，成功实现了一个基于MSP430单片机的八音盒，它能够通过键盘输入选择歌曲，并控制蜂鸣器播放相应的旋律。同时，通过LED或LCD显示器，用户可以清晰地看到当前播放的歌曲编号。

在实际操作中，实验设备响应灵敏，音乐播放流畅，基本达到了设计要求。通过本实验，加深了对MSP430单片机及其定时器使用的理解，掌握了键盘扫描和音乐播放的基本方法。

总结

本实验通过设计和实现一个基于MSP430单片机的八音盒，不仅让学生掌握了单片机编程的基本技巧，也提高了解决实际问题的能力。实验过程中，通过对键盘输入、定时器控制、音乐播放等技术的应用，有效地加深了对嵌入式系统设计与开发的理解。

代码和仿真图

python
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?tab=BB08J2