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怎樣用單片機制作音樂盒

454398 ? 作者:工程師吳畏 ? 2018-09-21 11:11 ? 次閱讀

一、電路原理

電路原理圖如下圖所示,我們的主控芯片是Atmega8L單片機。Atmega8L單片機是一款高性能、低功耗的8位AVR微處理器,采用先進的RISC結構,具有8K字節的系統內可編程Flash和512字節的EEPROM,擦寫壽命約1萬次,非常適合搞開發。整個系統采用三節5號AA電池供電,S1為電源開關,發光二極管用作電源指示。K1和K2為按鍵,一端連接單片機的INTO與INT1,K1控制音樂播放的下一曲,K2控制音樂播放的暫停。雖然單片機內部自帶1M片內時鐘源,但是本系統采用片外8M晶振。J1為ISP下載接口,可以通過其直接給單片機寫入程序。為了保證音樂的質量,SPEAKER不應采用蜂鳴器,本文推薦選用普通的8ΩO.5W的喇叭作為音頻輸出設備。由于Atmega8L單片機的管腳驅動能力很強,可以輸出和吸收大電流,輸出電壓約為5V,所以與喇叭間可以不加放大電路。

怎樣用單片機制作音樂盒

二、PCB板加工及元件裝配

當原理圖設計完成后,現在需要搭接硬件電路了,該電路比較簡單,可以在面包板上搭建。

現在通過熱轉印方式來加工電路板變得非常容易,為了設計產品的美觀,本方案采用熱轉印來制作一塊空板,下面將簡單介紹一下制作過程。

1.繪制印制電路圖

繪制印制電路圖可以用Protel99SE、CADSTAR、POWERPCB等專門的印制電路繪圖軟件外,還可以通過orcad、corELDraw以及Windows自帶的“畫圖”軟件來繪制,本文采用Protel99SE來繪制。

示,由于電路比較簡單,印制電路板設為單面板。

由于要通過熱轉印方式加工印制電路板,所以電路中的元件引腳焊盤要設的大一點,該方案焊盤直徑≥2.5毫米,導線寬度為1毫米,為了提高機械強度,增加補淚滴。

由于為單面板,走線在Bottomlayer,焊盤在Multilayer,外邊框在Keepoutlayer,所以在輸出的時候只保留這三層,輸出顏色設為黑白色。選中線路板輸出選項卡下的Show Holes復選框,這樣打印時可以將過孔打印出來,這樣鉆孔時就有定位,非常方便。最終設計的印制電路圖如下圖所示。

2.將印制電路圖輸出到熱轉印紙上

利用激光打印機將印制板電路圖打印到專用熱轉印紙上,由于該設計板為單面板,所以在打印時不需要輸出反圖,可以直接打印。為了使墨粉能清晰打印在熱轉印紙上,最好選擇原裝硒鼓。

3.熱轉印

用剪刀在熱轉印紙上剪取要轉印的部分,剪裁比這稍大的一塊覆銅板。將覆銅板用細砂紙打磨表面以去除氧化物及其他附著物,這樣可以提高墨粉的吸附能力。打磨好的覆銅板用清水清洗烘干,將熱轉印紙覆蓋在敷銅板上,兩邊用透明膠帶粘牢固。打開過塑機電源,將溫度調至最高(約為150℃),將敷銅板朝一個方向連續送入(約為4次),等敷銅板冷卻后,撕去表面的熱轉印紙。這樣經過高溫加壓作用下,熱轉印紙上的墨粉融化并完全吸附在敷銅板上,形成緊固的有圖形的保護層。然后用油性記號筆修補斷線、砂眼,檢查無缺陷后,待下一步腐蝕。

4.腐蝕

通過對熱轉印后的敷銅板進行腐蝕,裸露的銅膜會被腐蝕掉,而沾上墨粉的部分會被保留下來。

腐蝕液有濃鹽酸與雙氧水按1:8的比例配制,也可以用FeC13與水按1:2來配置。建議選擇第一種,其配制的溶液顏色透亮,便于觀察,反應速度也快。

配好的溶液倒入塑料容器中,將要腐蝕的敷銅板銅面朝上投入溶液中,以剛淹沒為宜。不斷用竹筷搖晃敷銅板以加銅皮速溶解。待不需要的銅皮溶解后,及時取出,并用水將腐蝕液沖洗掉。最后用細砂紙將表面的碳粉打磨掉。

5.鉆孔

PCB板制作的最后一步就是鉆孔,鉆孔的直徑要根據元器件管腳直徑來確定,一般比元器件管腳大0.3毫米。鉆孔可以用手鉆或者臺鉆,鉆頭速度不要太快,電路板在鉆孔過程中要防止打滑。

然后就是在PCB板上裝配電子元件,按照電路圖要求及元件的極性,將電子元件焊接在電路板上。這樣,音樂盒的硬件部分就算設計完成。

怎樣用單片機制作音樂盒

三、軟件程序設計

編寫軟件參考廣州雙龍電子和http://www.ourdev.cn/網站上的音樂盒示例程序,將其作了簡單的修改。歌曲數據放在musIC_data.h頭文件中,其中用二維數組第一個表示音符,第二個表示節拍長度,音符里1-7表示7個音階,數字前帶“-”表示半音,L、M、H分別表示低、中、高音具體定義見music.h文件的定義程序流程圖如下圖所示。

四、單片機固化程序

我們需要給單片機的存儲器中寫入程序,以讓音樂盒發出動聽的音樂。怎樣將計算機編譯成的HEX文件寫入單片機,我們需要一個下載軟件和一個下載器,雖然ICCAVR6.3A可以作為下載軟件,但是由于程序需要用到外部時鐘,必須配置熔絲位,如果熔絲位配置不當會造成將單片機鎖死。ICCAVR6.3A配置熔絲沒有圖形化界面,我們要對單片機的熔絲位非常熟悉,為了方便配置,建議采用廣州雙龍夭河電子開發的SLISP Vl.7下載軟件。ISP下載器有很多種,推薦http://www.ourdev.cn/es_isp_cable_DIY.html網頁上并口加四個電阻的方案,該方案電路簡單,效果良好。

首先,將下載器一端插入計算機并口,一端與目標板的ISP接口相連,給電池盒裝上電池,打開電源,指示燈變亮。這時,打開SLISP下載軟件,打開雙龍下載軟件,在通訊參數設置及器件框架下選擇通訊接口為LPT1,下載速度為TURBO,芯片選擇ATMEGA8(L)。在FLASH存儲器中選擇要下載的HEX文件,如下圖所示(略)。

由于單片機采用外部8M晶振作為時鐘源,所以要對單片機配置熔絲。點擊編程選項下的配置熔絲復選按鈕,將進入配置熔絲設置對話框,如下圖所示(略)。配置為外部8M晶振,只需要將時鐘及啟動時間設置框下的CKSEL3、CKSEL2、CKSEL1選項勾掉,表示選擇,其它選擇默認,按確定按鈕結束。

配置熔絲后就可以對單片機寫程序,按下編程按鈕,計算機將通過下載軟件對單片機的Flash中寫入程序,最后對寫入的程序校驗,如果寫入失敗或者校驗錯誤,將會提示出錯信息。目標板下載程序如圖7所示(略)。

至此,一個單片機控制的音樂盒就設計完成。當按下K2鍵,音樂盒播放第一首歌曲,再按一下會暫停;如果按下K1鍵,單片機將會播放下一首歌曲。

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
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