畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-單片機(jī)音樂(lè)播放器設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)介紹</p><p>　　1.1.1 單片機(jī)概述</p><p>　　單片機(jī)又稱(chēng)單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講，一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。</p><p>　　M

2、CS-51單片機(jī)是美國(guó)INTEL公司于1980年推出的產(chǎn)品，與MCS- 48單片機(jī)相比，它的結(jié)構(gòu)更先進(jìn)，功能更強(qiáng)，在原來(lái)的基礎(chǔ)上增加了更多的電路單元和指令，指令數(shù)達(dá)111條，MCS-51單片機(jī)可以算是相當(dāng)成功的產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在，MCS-51系列或其兼容的單片機(jī)仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品，各高校及專(zhuān)業(yè)學(xué)校的培訓(xùn)教材仍與MSC-51單片機(jī)作為代表進(jìn)行理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。</p><p>　　MCS-51系列單片機(jī)主要包括8031、

3、8051和8751等通用產(chǎn)品。</p><p>　　DP-51S單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀是由廣州致遠(yuǎn)電子有限公司設(shè)計(jì)的DP系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀之一，是一種功能強(qiáng)大的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)、調(diào)試。</p><p>　　1.1.2 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專(zhuān)用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分為如下幾

4、個(gè)范疇：</p><p>　　一、在智能儀器儀表的應(yīng)用</p><p>　　單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類(lèi)型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的

5、測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。</p><p>　　二、在家用電器中的應(yīng)用</p><p>　　可以這樣說(shuō)，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯煲、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門(mén)，無(wú)所不在。</p><p>　　三、在工業(yè)控制中的應(yīng)用</p><p>　　用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣

6、的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線(xiàn)的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。</p><p>　　四、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用</p><p>　　現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)、電話(huà)機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇

7、自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車(chē)無(wú)線(xiàn)通信、再到日常工作中隨處可見(jiàn)的移動(dòng)電話(huà)，集群移動(dòng)通信，無(wú)線(xiàn)電對(duì)講機(jī)等。</p><p>　　五、單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用</p><p>　　單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 </p><p>　　此外，單片機(jī)在工商、金融、科研、教育、國(guó)防航空等領(lǐng)域都有著十分廣泛的

8、用途。</p><p>　　1.1.3單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　單片機(jī)現(xiàn)在可以說(shuō)是百花齊放，百家爭(zhēng)鳴的時(shí)期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī)，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供了廣闊的天地。</p><p>　　縱觀單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)

9、展趨勢(shì)，大致有：</p><p><b>　　一、微型單片化</b></p><p>　　現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（RAM）、只讀程序存儲(chǔ)器（ROM）、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如A/D轉(zhuǎn)換器、PMW（脈寬調(diào)制電路）、WDT（看門(mén)狗）、有些單片機(jī)將LCD（液晶）驅(qū)

10、動(dòng)電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。甚至單片機(jī)廠商還可以根據(jù)用戶(hù)的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。</p><p>　　此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機(jī)除了功能強(qiáng)和功耗低外，還要求其體積要小?，F(xiàn)在的許多單片機(jī)都具有多種封裝形式，其中SMD（表面封裝）越來(lái)越受歡迎，使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。</p><p&

11、gt;　　二、低功耗CMOS化</p><p>　　MCS-51系列的8031推出時(shí)的功耗達(dá)630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100mW左右，隨著對(duì)單片機(jī)功耗要求越來(lái)越低，現(xiàn)在的各 個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）。像80C51就采用了HMOS（即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）和CHMOS（互補(bǔ)高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）。CMOS雖然功耗低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，

12、而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點(diǎn)，這些特征，更適合于要求低功耗像電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合。所以這種工藝將是今后一段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑。</p><p>　　三、主流與多品種共存</p><p>　　現(xiàn)在雖然單片機(jī)的品種繁多，各具特色，但仍以80C51為核心的單片機(jī)占主流，兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有PHILIPS公司的產(chǎn)品，ATMEL公司的產(chǎn)品和中國(guó)臺(tái)灣的Winbond系列單片機(jī)。所以8

13、0C51占據(jù)了半壁江山。而Microchip公司的PIC精簡(jiǎn)指令集合（RISC）也有著強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，中國(guó)臺(tái)灣的HOLTEX公司近年的單片機(jī)產(chǎn)量與日俱增，與其底價(jià)質(zhì)優(yōu)的優(yōu)勢(shì)，占據(jù)一定的市場(chǎng)份額。此外還有MOTOROLA公司的產(chǎn)品，日本幾大公司的專(zhuān)用單片機(jī)。在一定的時(shí)期內(nèi)，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個(gè)單片機(jī)一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補(bǔ)、相輔相成、共同發(fā)展的道路。</p><p>　　九十年代以后，單片機(jī)在

14、結(jié)構(gòu)上采用雙CPU或內(nèi)部流水線(xiàn)，CPU位數(shù)有8位、16位、32位，時(shí)鐘頻率高達(dá)20MHZ，片內(nèi)帶有PWM輸出、監(jiān)視定時(shí)器WDT、可編程計(jì)數(shù)器陣列PCA、DMA傳輸、調(diào)制解調(diào)器等。芯片向高度集成化、低功耗方向的發(fā)展，使得單片機(jī)在大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理、高級(jí)通信系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、復(fù)雜工業(yè)過(guò)程控制、高級(jí)機(jī)器人以及局域網(wǎng)等方面得到大量應(yīng)用。這類(lèi)單片機(jī)有NEC公司的MPD7800，MITSUBISHI公司的M337700，REVKWELL公司的R6

15、500。</p><p><b>　　1.2 課題概述</b></p><p>　　基于單片機(jī)的音樂(lè)播放器可應(yīng)用于mp3，MP4，擴(kuò)音器等很多方面，并可作為很多系統(tǒng)的輔助功能，作為單片機(jī)的重要硬件資源之一，利用定時(shí)器可以產(chǎn)生各種固定頻率的方波信號(hào)，也可以產(chǎn)生包括"Do"、"Re"、"Me"--等音階在內(nèi)的各種

16、頻率聲音。將各個(gè)音階連接在一起，便可組成一支曲子或是演奏一段旋律?；谶@個(gè)思想，我設(shè)計(jì)了一款特殊的"音樂(lè)播放器"，本播放器可實(shí)現(xiàn)播放、暫停、復(fù)位等功能。為了體現(xiàn)樂(lè)曲播放過(guò)程中的動(dòng)態(tài)效果，增加了1只LED，作隨機(jī)閃爍以指示旋律的節(jié)奏。由于時(shí)間及條件限制，本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種簡(jiǎn)單的音樂(lè)播放器，其核心器件采用AT89C51單片機(jī)，本播放器具有電路簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，易于拓展等特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，可以添加按鍵，LED顯示屏等模塊，實(shí)現(xiàn)

17、切換歌曲，歌名顯示，動(dòng)感音樂(lè)屏等功能。</p><p>　　第2章 系統(tǒng)硬件原理及設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1核心器件AT89C51介紹</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS 8位

18、微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案

19、。外形及引腳排列如圖所示</p><p>　　圖2-1 AT89C51外形圖及引腳序列</p><p>　　2.1.1 主要特性：</p><p>　　·與MCS-51 兼容 </p><p>　　·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 </p><p>　　·壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán)</p&

20、gt;<p>　　·數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年</p><p>　　·全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz</p><p>　　·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定</p><p>　　·128×8位內(nèi)部RAM</p><p>　　·32可編程I/O線(xiàn)</p><p>　　

21、·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　·5個(gè)中斷源 </b></p><p><b>　　·可編程串行通道</b></p><p>　　·低功耗的閑置和掉電模式</p><p>　　·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路</p>&l

22、t;p>　　2.1.2 .管腳說(shuō)明：</p><p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p><p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它

23、可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收

24、。 </p><p>　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行

25、讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口也可作為AT89C51

26、的一些特殊功能口，如下表所示</p><p>　　表2.1 P3口被選功能</p><p><b>　　口管腳 備選功能</b></p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口）</p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口）</p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0

27、）</p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1）</p><p>　　P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）</p><p>　　P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）</p><p>　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）</p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）<

28、;/p><p>　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻

29、率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期

30、兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。</p><p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>

31、;　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　2.1.3.振蕩器特性:</p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)

32、要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p>　　2.1.4.芯片擦除：</p><p>　　整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫(xiě)“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。</p><

33、p>　　此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。</p><p>　　2.2 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　電路主要由AT89C51芯片，LED發(fā)光二極

34、管，喇叭，晶振電路組成，由引腳輸出定時(shí)器產(chǎn)生的各種固定頻率的方波信號(hào)，然后由喇叭產(chǎn)生各種頻率的聲音。同理，方波信號(hào)通過(guò)發(fā)光二極管可以使二極管閃爍發(fā)光，產(chǎn)生韻律燈的效果。由于該方案中使用內(nèi)部振蕩電路，XTAL1、XTAL2引腳外界石英晶體和微調(diào)電容構(gòu)成的晶振電路。</p><p>　　第三章 系統(tǒng)軟件原理及設(shè)計(jì)</p><p>　　總體原理：樂(lè)曲中不同的音符，實(shí)質(zhì)就是不同頻率的聲音。通過(guò)單片

35、機(jī)產(chǎn)生不同的頻率的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大電路，由蜂鳴器放出，就產(chǎn)生了美妙和諧的樂(lè)曲。</p><p>　　3.1 單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率脈沖信號(hào)的原理：</p><p>　　（1）要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的脈沖（1/頻率），然后將此周期除以2，即為半周期的時(shí)間，利用定時(shí)器計(jì)時(shí)這個(gè)半周期的時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí)到后就將輸出脈沖的I/O反相，然后重復(fù)計(jì)時(shí)此半周期的時(shí)間再對(duì)I/O反相，就可以在I/O腳上

36、得到此頻率的脈沖。</p><p>　?。?）利用8051的內(nèi)部定時(shí)器使其工作在計(jì)數(shù)器模式MODE1下，改變計(jì)數(shù)值TH0及TL0以產(chǎn)生不同頻率的方法如下：</p><p>　　例如，頻率為523Hz，其周期天/523 S=1912uS，因此只要令計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)956uS/1us=956，在每計(jì)數(shù)956次時(shí)就將I/O反接，就可得到中音DO（532Hz）。</p><p>

37、　　計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系公式如下：</p><p>　　N=Fi/2/Fr </p><p>　?。∟：計(jì)數(shù)值，F(xiàn)i：內(nèi)部計(jì)時(shí)一次為1uS，故其頻率為1MHz，F(xiàn)r：要產(chǎn)生的頻率 ）</p><p>　　（3） 其計(jì)數(shù)值的求法如下：</p><p>　　T=65536-N=65536-Fi/2/Fr</p><p>

38、<b>　　計(jì)算舉例：</b></p><p>　　設(shè)K=65536,F=1000000=Fi=1MHz，求低音DO（261Hz）、中音DO（523Hz）、高音DO（1046Hz）的計(jì)數(shù)值。</p><p>　　T=65536-N=65536-Fi/2/Fr=65536-1000000/2/Fr=65536-500000/Fr</p><p>

39、　　低音DO的T=65536-500000/262=63627</p><p>　　中音DO的T=65536-500000/523=64580</p><p>　　高音DO的T=65536-500000/1047=65059</p><p>　?。?）C調(diào)個(gè)音符頻率與計(jì)數(shù)值T的對(duì)照表如下表所示：</p><p>　　表3-1 C調(diào)各音符頻率

40、與計(jì)數(shù)值T的對(duì)照表</p><p>　　音 符 頻率（Hz） 簡(jiǎn)譜碼（T值） 音 符 頻率（Hz） 簡(jiǎn)譜碼（T值）</p><p>　　低1DO 262 63628 #4FA# 740 64860</p><p>　　#1DO# 277 63731 中5SO 784

41、 64898</p><p>　　低2RE 294 63835 #5SO# 831 64923</p><p>　　#2RE# 311 63928 中6LA 880 64968</p><p>　　低3M 330 64103

42、#6 932 64994</p><p>　　低4FA 349 64103 中7SI 988 65030</p><p>　　#4FA# 370 64260 高1DO 1046 65058</p><p>　　低5SO 392

43、 64260 #1DO# 1109 65085</p><p>　　#5SO# 415 64331 高2RE 1175 65110</p><p>　　低6LA 440 64400 #2RE# 1245 65124</p><p&g

44、t;　　#6 466 64463 高3M 1318 65157</p><p>　　低7SI 494 64524 高4FA 1397 65178</p><p>　　中1DO 523 64580 #4FA# 1480 651

45、98</p><p>　?。?）每個(gè)音符使用1個(gè)字節(jié)，字節(jié)的高4位代表音符的高低，低4位代表音符的節(jié)拍，下表為節(jié)拍碼的對(duì)照。但如果1拍為0.4秒，1/4拍是0.1秒，只要設(shè)定延遲時(shí)間就可求得節(jié)拍的時(shí)間。假設(shè)1/4節(jié)拍為1DELAY，則1拍應(yīng)為4DELAY，以此類(lèi)推。所以只要求得1/4拍的DELAY時(shí)間，其余的節(jié)拍就是它的倍數(shù)，如下表為1/4和1/8節(jié)拍的時(shí)間設(shè)定。</p><p>　　表3

46、-2 節(jié)拍碼對(duì)照表</p><p>　　1/4節(jié)拍 1/8節(jié)拍</p><p>　　節(jié)拍碼 節(jié)拍數(shù) 節(jié)拍碼 節(jié)拍數(shù)</p><p>　　1 1/4拍 1 1/8拍</p><p>　　2 2/4拍 2 1/4拍</p><p>　　3 3/4拍 3 3/8

47、拍</p><p>　　4 1拍 4 1/2拍</p><p>　　5 1又1/4拍 5 5/8拍</p><p>　　6 1又1/2拍 6 3/4拍</p><p>　　7 1又3/4拍 7 7/8拍</p><p>　　8 2拍 8 1拍&

48、lt;/p><p>　　9 2又1/4拍 9 1又1/8拍</p><p>　　A 2又1/2拍 A 1又1/4拍</p><p>　　B 2又3/4拍 B 1又3/8拍</p><p>　　C 3拍 C 1又1/2拍</p><p>　　D 3又1/4拍 D 1又5/8拍<

49、/p><p>　　E 3又1/2拍 E 1又3/4拍</p><p>　　F 3又3/4拍 F 1又7/8拍</p><p>　　表3-3 各調(diào)節(jié)拍的時(shí)間設(shè)定表</p><p>　　1/4拍的延遲時(shí)間=187毫秒</p><p>　　DELAY: MOV R7,#2</p><p&

50、gt;　　D2: MOV R4,#187</p><p>　　D3: MOV R3,#248</p><p>　　DJNZ R3,$</p><p>　　DJNZ R4,D3</p><p>　　DJNZ R7,D2</p><p><b>　　RET</b>&l

51、t;/p><p><b>　?。?）移調(diào)</b></p><p>　　一般的歌曲，有3/8、2/4、3/4、4/4等節(jié)拍類(lèi)型，但不管有幾拍，基本上是在C調(diào)下演奏的。如果是C調(diào)，則音名C唱Do，音名D唱Re，音名E唱Mi，音名E唱Mi，音名F唱Fa，音名G唱So，音名A唱La，音名B唱Ti等。但是，并不是所有的歌曲都是在C調(diào)下演奏的，還有D調(diào)、E調(diào)、F調(diào)、G調(diào)等。D調(diào)是將C

52、調(diào)各音符上升一個(gè)頻率實(shí)現(xiàn)的，即C調(diào)下的音名D在D調(diào)下唱Do，C調(diào)下的音名E在D調(diào)下唱Re，C大調(diào)的音名F在D調(diào)下上升高半音符F#唱Mi，C調(diào)下的音名G在D調(diào)下唱Fa，C調(diào)下的音名C在D調(diào)下上升高伴音C#符唱Ti。這種唱法稱(chēng)為移調(diào)。</p><p>　　表3-4 C調(diào)在各調(diào)中的音名</p><p>　　3.2 音樂(lè)軟件的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1音樂(lè)代碼庫(kù)

53、的建立方法</p><p>　　（1）先找出樂(lè)曲的最低音和最高音范圍，然后確定音符表T的順序。</p><p>　?。?）把T值表建立在TABLE1，構(gòu)成發(fā)音符的計(jì)數(shù)值放在“TABLE”。</p><p>　?。?）簡(jiǎn)譜碼（音符）為高位，節(jié)拍為（節(jié)拍數(shù)）為低4位，音符節(jié)拍碼放在程序的“TABLE”處。</p><p>　?。?）音符節(jié)拍碼00

54、H為音樂(lè)結(jié)束標(biāo)記。</p><p><b>　　3.2.2選曲</b></p><p>　　在一個(gè)程序中，需要演奏兩首或兩首以上的歌曲時(shí)，音樂(lè)代碼庫(kù)的建立有兩種方法：</p><p>　?。?）將每首歌曲建立相互獨(dú)立的音符表T和發(fā)音符計(jì)數(shù)值TABLE。</p><p>　?。?）在建立公用音符表T后，再寫(xiě)每首歌的發(fā)音計(jì)數(shù)

55、值TABLE中的代碼</p><p>　　不管采用那種方法，每首歌曲結(jié)束時(shí)，在TABLE中均需加上音樂(lè)結(jié)束符00H。</p><p>　　3.2.3歌曲的設(shè)計(jì)</p><p>　　下面以歌曲《送別》和《三個(gè)和尚》的設(shè)計(jì)為例，講述歌曲在單片機(jī)中的實(shí)現(xiàn)。曲譜如下圖所示</p><p>　　從兩首歌中可看出，最低音為低7Si，最高音為高1Do。根據(jù)

56、音樂(lè)軟件的設(shè)計(jì)方法，簡(jiǎn)譜對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)譜碼、T值、節(jié)拍數(shù)如表所示。</p><p>　　表3-5 簡(jiǎn)譜對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)譜碼、T值、節(jié)拍數(shù)</p><p><b>　　程序源代碼如下：</b></p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　LJMP START</p><p>　　ORG

57、 001BH</p><p>　　LJMP TIME1</p><p>　　START:MOV TMOD,#10H ;T1工作在方式1</p><p>　　MOV IE,#88H ;中斷使能</p><p>　　MAIN: MOV 40H,#00H

58、 ;設(shè)簡(jiǎn)譜碼指針初始值</p><p>　　NEXT: MOV A,40H ;簡(jiǎn)譜碼指針暫存累加器A</p><p>　　MOV DPTR,#TABLE ;設(shè)簡(jiǎn)譜碼</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　CJNE A,#00H,PLAY

59、 ;取到的簡(jiǎn)譜碼不是結(jié)束碼，傳PLAY取節(jié)拍碼</p><p>　　LJMP STOP ；是結(jié)束碼，退出</p><p>　　PLAY: MOV R1,A ;R1暫存簡(jiǎn)譜碼</p><p>　　ANL A,#0FH ;取節(jié)拍碼</

60、p><p>　　MOV R2,A 節(jié)拍碼暫存R2</p><p>　　MOV A,R1</p><p>　　ANL A,#0F0H ;取音符碼</p><p>　　CJNE A,#00H,MUSIC ;音符碼不為0，調(diào)發(fā)音子程序</p

61、><p>　　CLR TR1 ;音符碼為0，不發(fā)音</p><p><b>　　LJMP DEL</b></p><p>　　MUSIC:SWAP A</p><p><b>　　DEC A</b></p><p>　　MOV

62、 22H,A</p><p>　　ADD A,22H</p><p>　　MOV R3,A</p><p>　　MOV DPTR,#TABLE1 ;取相應(yīng)計(jì)數(shù)值</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR </p><p>　　MOV TH1,A

63、 ;暫存高位字節(jié)</p><p>　　MOV 21H,A</p><p>　　MOV A,R3</p><p><b>　　INC A</b></p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ;取相應(yīng)計(jì)數(shù)值的低位字節(jié)</p><p>　

64、　MOV TL1,A ;暫存低位字節(jié)</p><p>　　MOV 20H,A</p><p>　　SETB TR1 ;啟動(dòng)定時(shí)器</p><p>　　DEL: LCALL DELAY</p><p>　　INC 40H

65、 ;指向下一個(gè)簡(jiǎn)譜碼</p><p>　　LJMP NEXT</p><p>　　STOP: CLR TR1 ;停止計(jì)時(shí)器</p><p>　　LJMP MAIN</p><p>　　TIME1:PUSH ACC ;現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)&l

66、t;/p><p><b>　　PUSH PSW</b></p><p>　　CPL P1.7 ;P1.7反相輸出，演奏音樂(lè)</p><p>　　MOV TL1,20H ;重設(shè)計(jì)數(shù)值</p><p>　　MOV TH1,21H</

67、p><p><b>　　POP PSW</b></p><p><b>　　POP ACC</b></p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　DELAY:MOV R7,#02H ;4/4曲調(diào)，演示125ms子程序

68、</p><p>　　DELA1:MOV R6,#125</p><p>　　DELA2:MOV R5,#248</p><p>　　DJNZ R5,$</p><p>　　DJNZ R6,DELA2</p><p>　　DJNZ R7,DELA1</p><p>　　DJNZ

69、R2,DELAY</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TABLE1:DW 64524,64580,64684,64777 ;簡(jiǎn)碼值</p><p>　　DW 64820,64898,64968,65030,65058</p><p>　　DW 64400,64260</p&g

70、t;<p>　　TABLE:DB 14H,42H,62H,98H ;歌曲《送別》</p><p>　　DB 74H,92H,72H,68H</p><p>　　DB 64H,22H,32H,44H,32H,22H</p><p><b>　　DB 3CH</b></p><p>

71、;　　DB 64H,42H,62H,94H,04H,82H</p><p>　　DB 74H,94H,68H</p><p>　　DB 64H,32H,42H,54H,04H,12H</p><p><b>　　DB 2CH</b></p><p>　　DB 74H,94H,98H</p><p>

72、;　　DB 84H,72H,82H,98H</p><p>　　DB 72H,82H,92H,72H,72H,62H,42H,22H</p><p><b>　　DB 3CH</b></p><p>　　DB 64H,42H,62H,94H,04H,82H </p><p>　　DB 74H,94H,68H

73、</p><p>　　DB 64H,32H,42H,54H,04H,12H</p><p><b>　　DB 2CH</b></p><p>　　DB 42H,62H,72H,41H,61H,41H,31H,22H,0B2H;歌曲《三個(gè)和尚》</p><p>　　DB 62H,61H,61H,71H,61H,41H,64

74、H</p><p>　　DB 0B2H,0B2H,62H,61H,61H,71H,61H,41H,64H</p><p>　　DB 0B2H,0B2H,62H,61H,61H,71H,61H,41H,64H</p><p>　　DB 42H,62H,72H,41H,61H,41H,31H,22H,0B2H</p><p>　　DB 22H,3

75、1H,41H,31H,21H,0A2H,0B4H</p><p>　　DB 22H,31H,41H,31H,21H,0A2H,0B4H</p><p>　　DB 22H,31H,41H,31H,21H,0A2H,0B4H</p><p>　　DB 0A2H,21H,32H,42H,62H,61H,41H,62H,71H</p><p>　　D

76、B 42H,41H,61H,42H,32H,22H,31H,21H,0A2H</p><p>　　DB 42H,41H,61H,42H,32H,22H,31H,21H,0A2H</p><p>　　DB 42H,41H,61H,42H,32H,22H,31H,21H,0A2H</p><p>　　DB 62H,61H,42H,62H,71H,61H,72H,62H,

77、71H</p><p>　　DB 62H,61H,71H,32H,42H,64H</p><p><b>　　DB 00H</b></p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　第4章 調(diào)試與仿真</b></p><p>　　下

78、面用KEIL uVision與 porteus仿真軟件介紹數(shù)字計(jì)算器的仿真與調(diào)試。</p><p>　　4.1Keil C51單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)</p><p>　　1. 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)</p><p>　　C51工具包的整體結(jié)構(gòu)中，其中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連

79、接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開(kāi)發(fā)流程。開(kāi)發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫(xiě)入程序存貯器如EPROM中。<

80、;/p><p>　　2. 采用KEIL 開(kāi)發(fā)的89c51單片機(jī)應(yīng)用程序步驟：</p><p>　　（1）在uVision 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建新項(xiàng)目（Project），擴(kuò)展文件名為.UV2,并為該項(xiàng)目選定合適的單片機(jī)CPU器件（本設(shè)計(jì)采用ATMEL 公司下的AT89C51）</p><p>　　（2）用uVision 的文本編輯器編寫(xiě)源文件，可以是匯編文件（.ASM）,也

81、可以使C語(yǔ)言文件（擴(kuò)展名.C），并將該文件添加到項(xiàng)目中去。一個(gè)項(xiàng)目文件可以包含多個(gè)文件，除了源程序文件外，還可以是庫(kù)文件、頭文件或文本說(shuō)明文件。</p><p>　　（3）通過(guò)uVision 2 的相關(guān)選擇項(xiàng)，配置編譯環(huán)境、連接定位器以及Debug調(diào)試器的功能。</p><p>　?。?）對(duì)項(xiàng)目中的源文件進(jìn)行編譯連接，生成絕對(duì)目標(biāo)代碼和可選的HEX文件，如果出現(xiàn)編譯連接錯(cuò)誤則返回到第2步，

82、修改源文件中的錯(cuò)誤后重構(gòu)整個(gè)項(xiàng)目。</p><p>　?。?）對(duì)沒(méi)有語(yǔ)法錯(cuò)誤的程序進(jìn)行仿真調(diào)試，調(diào)試成功后將HEX文件寫(xiě)入到單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的ROM中。</p><p>　　4.2 proteus的操作</p><p>　　1.硬件電路圖的接法操作 </p><p>　　(1).放置選擇（刪除）元器件</p><p>

83、<b>　　(2).移動(dòng)元器件</b></p><p><b>　　(3).縮放視圖</b></p><p><b>　　(4).連接導(dǎo)線(xiàn)</b></p><p><b>　　(5).仿真，調(diào)試</b></p><p>　　2. 單片機(jī)系統(tǒng)PROTEUS設(shè)

84、計(jì)與仿真過(guò)程</p><p>　　Proteus強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真功能，使它可成為單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)和改進(jìn)手段之一。全部過(guò)程都是在計(jì)算機(jī)上通過(guò)Proteus來(lái)完成的。其過(guò)程一般也可分為三步：</p><p>　　(1)在ISIS平臺(tái)上進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)、選擇元器件、接插件、連接電路和電氣檢測(cè)等。簡(jiǎn)稱(chēng)Proteus電路設(shè)計(jì)。</p><p>　　(2)在K

85、eil平臺(tái)上進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)、編輯、匯編編譯、代碼級(jí)調(diào)試，最后生成目標(biāo)代碼文件（*.hex）。簡(jiǎn)稱(chēng)Proteus源程序設(shè)計(jì)和生成目標(biāo)代碼文件。</p><p>　　(3)在ISIS平臺(tái)上將目標(biāo)代碼文件加載到單片機(jī)系統(tǒng)中，并實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)交互、協(xié)同仿真。它在相當(dāng)程度上反映了實(shí)際單片機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。簡(jiǎn)稱(chēng)Proteus仿真。</p><p><b>　　第5章 結(jié)論<

86、;/b></p><p>　　AT89C51芯片有多組引腳，可實(shí)現(xiàn)多種拓展功能，由于知識(shí)，能力，時(shí)間，條件所限，我只實(shí)現(xiàn)了播放自編歌曲的功能，其實(shí)，還可以同時(shí)拓展LED點(diǎn)陣屏幕，按鍵選歌，以及多組燈光閃亮等功能，換用更高檔的芯片后，甚至可以實(shí)現(xiàn)MP3的豐富功能，在補(bǔ)充了相應(yīng)知識(shí)后我將嘗試實(shí)現(xiàn)更多的功能。</p><p><b>　　心得體會(huì)</b></p&

87、gt;<p>　　課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問(wèn)題，鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在。因此作為自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)掌握單片機(jī)的開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的。 我的題目是音樂(lè)播放器硬軟件的設(shè)計(jì)，對(duì)于我們這些工科學(xué)生來(lái)說(shuō)，這是一次考驗(yàn)。怎么才能找到課堂所學(xué)與實(shí)際

88、應(yīng)用的最佳結(jié)合點(diǎn)？怎樣讓自己的業(yè)余更接近專(zhuān)業(yè)？怎樣讓自己的計(jì)劃更具有序性，而不會(huì)忙無(wú)一用？這都是我們所要考慮和努力的。這次課程設(shè)計(jì)我學(xué)到很多很多的東西，學(xué)會(huì)了怎么樣去制定計(jì)劃，怎么樣去實(shí)現(xiàn)這個(gè)計(jì)劃，并掌握了在執(zhí)行過(guò)程中怎么樣去克服心理上的不良情緒。不僅鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)，掌握了一種系統(tǒng)的研究方法，可以進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的編程。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)

89、不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。</p><p>　　同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，對(duì)單片機(jī)匯編語(yǔ)言掌握得不夠好。這次課程設(shè)計(jì)通過(guò)自己的努力，同學(xué)的幫助，還有老師的辛勤指導(dǎo)下，最終順利完成了。</p><p><b>　　參考

90、文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 侯玉寶, 陳忠平,，李成群. 基于Proteus的51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真. 北京 電子工業(yè)出版社，2008</p><p>　　2 沈德金，陳粵初．MCS-51系列單片機(jī)接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗本┖娇蘸教齑髮W(xué)出版社,1990</p><p>　　3 胡漢才.單片機(jī)原理及接口技術(shù).清華大學(xué)出版社,1996&l

91、t;/p><p>　　4 何立民．MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)．北京航空航天大學(xué)出版社，1990．1</p><p>　　5 張毅剛、彭喜元、姜守達(dá)、喬立巖．新編MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)．哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003.6</p><p>　　6 楊世成.信號(hào)放大電路.電子工業(yè)出版社,1995</p><p>　　7 潘立民,

92、王燕芳.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù).人民郵電出版社,1990</p><p>　　8 邵敏權(quán),劉剛.單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用.吉林科學(xué)技術(shù)出版社,1995.1</p><p>　　9 陳汝全.實(shí)用微機(jī)與單片機(jī)控制技術(shù).電子科技大學(xué)出版社,1995.7</p><p>　　10 李華. MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用接口技術(shù).北京航空航天大學(xué)出版,1993</p>

93、<p>　　11 童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)。高等教育出版社，2001 </p><p>　　12 www.csdn.net</p><p>　　13 baike.baidu.com/view/1270245.htm</p><p>　　14 www.21ic.com/app/mcu/200903/33511.htm</p>

94、<p><b>　　致謝</b></p><p>　　為期兩周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次設(shè)計(jì)中，我得到了陳志旺講師和臧懷剛副教授的悉心指導(dǎo)，在此深表感謝，同時(shí)，我也要向在設(shè)計(jì)過(guò)程中給予我?guī)椭膸孜煌瑢W(xué)以及班委的協(xié)助工作致以誠(chéng)摯的謝意。</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>