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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</p><p> 題目可編程音樂(lè)播放器 </p><p> 系別電氣工程系 </p><p> 專(zhuān)業(yè)電氣自動(dòng)化 </p><p> 班級(jí)</p><p>
2、 姓名</p><p> 學(xué)號(hào)</p><p> 指導(dǎo)教師</p><p> 日期2011年1月 </p><p><b> 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p><b> 設(shè)計(jì)題目:</b></p><
3、p> 可編程音樂(lè)播放器的設(shè)計(jì)</p><p><b> 設(shè)計(jì)要求:</b></p><p> 設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單8按鍵的可編程音樂(lè)播放器,要求該播放器能將輸入的各種音樂(lè)程序按照音樂(lè)旋律播放出來(lái)。</p><p> 要求在音樂(lè)播放器的模擬按鍵和音樂(lè)之間有一個(gè)控制鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)兩者之間的轉(zhuǎn)換;</p><p> 設(shè)計(jì)音樂(lè)
4、播放器的硬件電路及相應(yīng)軟件,最終調(diào)試完成。</p><p><b> 設(shè)計(jì)進(jìn)度要求</b></p><p> 第一周:查找資料,對(duì)資料進(jìn)行分類(lèi)和匯總;</p><p> 第二周:依據(jù)資料編出音樂(lè)播放器初步程序;</p><p> 第三周:上機(jī)畫(huà)出音樂(lè)播放器相關(guān)電路圖、框圖、流程圖;</p><
5、p> 第四周:進(jìn)行軟硬件的設(shè)計(jì);</p><p> 第五周:上機(jī)對(duì)程序進(jìn)行修改和調(diào)試,最終設(shè)計(jì)成功;</p><p> 第六周:開(kāi)始著手編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)書(shū)內(nèi)容;</p><p> 第七周:在老師指導(dǎo)下經(jīng)過(guò)多次修改,完成畢業(yè)設(shè)計(jì)撰寫(xiě)工作;</p><p> 第八周:進(jìn)行畢業(yè)答辯。</p><p> 指導(dǎo)教師
6、(簽名): </p><p><b> 摘 要</b></p><p> 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)作為大學(xué)階段學(xué)習(xí)知識(shí)的一個(gè)檢驗(yàn),培養(yǎng)了我們的動(dòng)手能力以及獨(dú)立思考設(shè)計(jì)的能力,也是大學(xué)培養(yǎng)的一個(gè)重要實(shí)踐步驟。設(shè)計(jì)初期,我們通過(guò)網(wǎng)絡(luò),圖書(shū)館等資源查找到利用單片機(jī)設(shè)計(jì)制作音樂(lè)播放器的的相關(guān)信息,對(duì)不同的方案進(jìn)行細(xì)致的分析比較。并且按照題意與實(shí)際情況進(jìn)
7、行改進(jìn),使之符合要求。</p><p> 這次設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)音樂(lè)播放器主體部分的電路進(jìn)行模仿設(shè)計(jì),達(dá)到音樂(lè)播放器固有的基本功能。利用LM386和開(kāi)關(guān)量,決定輸出音調(diào)。利用定時(shí)器可發(fā)出不同頻率的脈沖,不同頻率的脈沖經(jīng)喇叭驅(qū)動(dòng)電路放大濾波后,就會(huì)發(fā)出不同的音調(diào),最終達(dá)到音樂(lè)播放器的效果。</p><p> 關(guān)鍵詞:?jiǎn)纹瑱C(jī),音樂(lè)播放器,定時(shí)器</p><p><
8、;b> 目 錄</b></p><p> 摘要 ....................................................................Ⅱ </p><p> 目 錄.................
9、...................................................Ⅲ</p><p> 1 單片機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用.....................................................1</p><p> 1.1單片機(jī)的發(fā)展...............................................
10、........1</p><p> 1.2 單片機(jī)的應(yīng)用.......................................................3</p><p> 2 總體設(shè)計(jì)方案............................................................3</p><p> 2.1系統(tǒng)框
11、圖設(shè)計(jì)..........................................................3</p><p> 2.2音樂(lè)播放器按鍵的控制方案.............................................3</p><p> 2.3音樂(lè)控制方案..........................................
12、................4</p><p> 3 硬件電路的設(shè)計(jì)..........................................................8</p><p> 3.1電路原理..............................................................8</p><p&
13、gt; 3.2 AT89C51 單片機(jī)的簡(jiǎn)介.................................................8</p><p> 3.3 AT89C51單片機(jī)的引腳..................................................8</p><p> 3.4 AT89C51單片機(jī)的附屬電路..............
14、................................10</p><p> 3.5 LM386 的簡(jiǎn)介及功能...................................................11</p><p> 3.6 獨(dú)立式按鍵的接口電路.................................................11</p
15、><p> 4 軟件設(shè)計(jì)................................................................14</p><p> 4.1主程序模塊............................................................14</p><p> 4.2 中斷服務(wù)程序模塊..
16、...................................................15</p><p> 4.3音樂(lè)播放器的音樂(lè)鍵的設(shè)計(jì)流程圖........................................16</p><p> 4.4音樂(lè)播放器的控制鍵的框圖及程序.......................................17&l
17、t;/p><p> 4.5 音樂(lè)程序流程圖及程序.................................................21</p><p> 5 系統(tǒng)調(diào)試................................................................27</p><p> 5.1 輸入并編譯程序....
18、...................................................27</p><p> 5.2 具體調(diào)試過(guò)程.........................................................27</p><p> 結(jié)論..................................................
19、.....................28</p><p> 致 謝....................................................................29</p><p> 參考資料..................................................................30</
20、p><p> 1單片機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用</p><p> 1.1單片機(jī)的發(fā)展 </p><p> 1946年第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生至今,只有50年的時(shí)間,依靠微電子技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步,從電子管——晶體管——集成電路——大規(guī)模集成電路,現(xiàn)在一塊芯片完全可以集成幾百萬(wàn)甚至上千萬(wàn)只晶體管,使得計(jì)算機(jī)體積更小,功能更強(qiáng)。特別是近20年時(shí)間里,計(jì)算機(jī)技術(shù)獲得飛速的發(fā)展,計(jì)算機(jī)
21、在工農(nóng)業(yè),科研,教育,國(guó)防和航空航領(lǐng)域獲得了不得廣泛的用,計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)是一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代科學(xué)水平的重要標(biāo)志。</p><p> 單片機(jī)又稱(chēng)單片微型計(jì)算機(jī),她誕生于20世紀(jì)70年代,1971年微處理器研制成功不久就出現(xiàn)了單片微型計(jì)算機(jī),但最早的單片機(jī)是一位的,處理能力有限.</p><p> 單片機(jī)的發(fā)展分為四個(gè)階段:</p><p> 第一階段(1974___1
22、976年):單片機(jī)初級(jí)階段.因?yàn)槭芄に囅拗?單片機(jī)采用單片的形式而且功能比較簡(jiǎn)單.例如美國(guó)仙童公司生產(chǎn)的F8單片機(jī),實(shí)際上只包括了8位CPU,64個(gè)字節(jié)的RAM和2個(gè)并行接口.</p><p> 第二階段(1976___1978年):低性能單片機(jī)階段.以Intel公司生產(chǎn)的MCS___48系列單片機(jī)為代表,該系列單片機(jī)內(nèi)集成有8位CPU,8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,并行I/O接口,RAM和ROM等,但是最大的缺點(diǎn)就是無(wú)
23、串行接口,中斷處理比較簡(jiǎn)單而且片內(nèi)RAM和ROM容量較小,且尋址范圍不大與4KB.</p><p> 第三階段(1978___1983)高性能單片機(jī)階段這個(gè)階段推出的單片機(jī)普遍帶有串行接口,多級(jí)中斷系統(tǒng),16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,片內(nèi)ROM,RAM容量加大,且尋址范圍可達(dá)64KB,有的片內(nèi)還帶有A/D轉(zhuǎn)換器.</p><p> 第四階段(1983年至今)8位單片機(jī)鞏固發(fā)展以及16位單片機(jī),
24、32位單片機(jī)推出階段.此階段主要特征是:一方面發(fā)展16位單片機(jī),32位單片機(jī)及專(zhuān)用型單片機(jī);另一方面不斷完善高檔8位單片機(jī),改善其結(jié)構(gòu),增加片內(nèi)器件,以滿(mǎn)足不同的客戶(hù)要求.</p><p> 1.2 單片機(jī)的應(yīng)用</p><p> 單片機(jī)的應(yīng)用很廣,分別在以下領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用.</p><p> (1)工業(yè)自動(dòng)化:在自動(dòng)化技術(shù)中,無(wú)論是過(guò)程控制技術(shù)、數(shù)據(jù)
25、采集技術(shù)還是測(cè)控技術(shù),都離不開(kāi)單片機(jī).在工業(yè)自動(dòng)化的領(lǐng)域中,機(jī)電一體化技術(shù)將發(fā)揮愈來(lái)愈重要的最用,在這種機(jī)械、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的綜合技術(shù)(例如機(jī)器人技術(shù)、數(shù)控技術(shù))中,單片機(jī)將發(fā)揮非常重要的作用特別是近些年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)自動(dòng)化也發(fā)展到了一個(gè)新的高度,出現(xiàn)了無(wú)人工廠(chǎng)、機(jī)器人作業(yè)、網(wǎng)絡(luò)化工廠(chǎng)等,不僅將人從繁重、重復(fù)和危險(xiǎn)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)解放出來(lái),還大大提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本.</p><p>
26、; (2)儀器儀表:目前對(duì)儀器儀表的自動(dòng)化和智能化要求越來(lái)越高.在自動(dòng)化測(cè)量?jī)x器中,單片機(jī)應(yīng)用十分普及.單片機(jī)的使用有助于提高儀器儀表的精度和準(zhǔn)確度,簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),減小體積,易于攜帶和使用,加速儀器儀表向數(shù)字化、智能化和多功能化方向發(fā)展.</p><p> (3)消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品:該應(yīng)用主要反映在家電領(lǐng)域.目前家電產(chǎn)品的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)是不斷提高其智能化程度.例如,電子游戲、照相機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)、電視機(jī)、微
27、波爐、手機(jī)、IC卡、汽車(chē)電子設(shè)備等.在這些設(shè)備中使用了單片機(jī)后,其功能和性能大大提高,并實(shí)現(xiàn)了智能化、最優(yōu)化控制.</p><p> (4)通信方面:較高檔的單片機(jī)都具有通信接口,因?yàn)閱纹瑱C(jī)在通信設(shè)備中的應(yīng)用創(chuàng)造了很好的條件.例如,在微波通信、短信通信、載波通信、光纖通信、程控交換等通信設(shè)備和儀器中都能找到單片機(jī)的應(yīng)用.</p><p> ?。?)武器裝備:在現(xiàn)代的武器裝備中,如飛機(jī)、
28、軍艦、坦克、導(dǎo)彈、魚(yú)雷制導(dǎo)、智能武器裝備、設(shè)備航天飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng),都有單片機(jī)在其中發(fā)揮重要作用.</p><p> ?。?)終端及外部設(shè)備控制:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備,如銀行終端,以及計(jì)算機(jī)外部設(shè)備如打印機(jī)、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、繪圖機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)等,在這些設(shè)備中都使用了單片機(jī).</p><p> 近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展,同時(shí)帶動(dòng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)日新月異更新,單片機(jī)的使用正在不斷地走向深入.<
29、/p><p><b> 2 總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b> 2.1系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)</b></p><p> 本次設(shè)計(jì)音樂(lè)播放器主要以AT89C51為核心,同時(shí)包含了按鍵電路,晶振電路和復(fù)位電路,及用于放大音樂(lè)信號(hào)的音頻功率放大器LM386,本次設(shè)計(jì)的主要框圖如圖2.2所示: <
30、;/p><p> 圖2-1音樂(lè)播放器原理設(shè)計(jì)方框圖</p><p> 按鍵短路是由K0-K6組成,K0-K6的功能是試音,K7是用來(lái)控制按鍵子程序和音樂(lè)子程序。</p><p> 晶振電路是用來(lái)穩(wěn)定頻率和選擇頻率的。</p><p> LM386是用來(lái)放大音頻功率的。具有功耗小,電壓增益可調(diào)節(jié),電源電壓范圍大,外接原件少等優(yōu)點(diǎn),功能是減小
31、諧波失真。</p><p> 2.2音樂(lè)播放器案件控制方案</p><p> 2.2.1音樂(lè)播放器音符頻率的產(chǎn)生</p><p> 音樂(lè)播放器的模擬鍵是用單片機(jī)上的P2.0-P2.6來(lái)模擬實(shí)現(xiàn)的,它分別接K0-K6,當(dāng)分別按下這些鍵時(shí),就會(huì)發(fā)出DO、RE、MI、FA、SO、LA、XI。</p><p> 2.2.2音樂(lè)播放器的設(shè)計(jì)說(shuō)明
32、</p><p> 音樂(lè)是由不同的頻率的方波產(chǎn)生,音節(jié)與頻率的關(guān)系如下表(X為十六進(jìn)制數(shù))2.3.2所示:</p><p><b> 表2.2.2</b></p><p> 方波的頻率由定時(shí)器控制,定時(shí)器溢出后,產(chǎn)生中斷,將P1.0接口取反即得周期方波,每個(gè)音節(jié)相應(yīng)的定時(shí)器初值X可按下法計(jì)算:</p><p>
33、(1/2)*(1/f)=(12/fosc)*(216-X)</p><p> 即X=216-(fosc/24f)</p><p> 當(dāng)晶振fosc=11.0592時(shí),音節(jié)1相應(yīng)的定時(shí)器初值為X,則可得X=63777D=F921H,其他的可同樣求取。</p><p> 音節(jié)的節(jié)拍由延時(shí)子程序?qū)崿F(xiàn)。延時(shí)子程序?qū)崿F(xiàn)基本延時(shí)時(shí)間,節(jié)拍值只能是它的整倍數(shù)。</p&
34、gt;<p> 調(diào)試程序前,7位開(kāi)關(guān)K0-6均未被按下,運(yùn)行時(shí)從左到右依次按下K0-6揚(yáng)聲器就會(huì)發(fā)出DO、RE、MI、FA、SO、LA、XI。</p><p> 2.2.3音樂(lè)播放器的控制鍵的控制原理</p><p> 控制鍵主要是用來(lái)控制調(diào)用按鍵子程序和音樂(lè)子程序,其功能是由P2.7口來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其工作原理為:通過(guò)判別按下P2.7鍵的次數(shù)來(lái)分別調(diào)用音樂(lè)程序和按鍵程序。當(dāng)
35、按下奇數(shù)次時(shí)調(diào)用按鍵程序,偶數(shù)次按下時(shí)調(diào)用的是音樂(lè)程序。</p><p><b> 2.3音樂(lè)控制方案</b></p><p> 本系統(tǒng)主要完成播放功能,因此用定時(shí)器T1中斷方式產(chǎn)生100ms基準(zhǔn)時(shí)間,再根據(jù)音樂(lè)音拍的時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)基準(zhǔn)時(shí)間用軟件計(jì)時(shí)??梢杂貌楸矸绞饺〉眉夹g(shù)參數(shù),計(jì)時(shí)到后將播放子程序地址送DPTR,轉(zhuǎn)入播放子程序,放2遍對(duì)應(yīng)號(hào)音后再繼續(xù)計(jì)時(shí)。</
36、p><p> 若要產(chǎn)生音頻脈沖,只要算出某一音頻的周期(1/頻率),再將此周期除以2,即為半周期的時(shí)間。利用定時(shí)器計(jì)時(shí)半周期時(shí)間,每當(dāng)計(jì)時(shí)終止后就將P1.0反向,然后重復(fù)計(jì)時(shí)再反相。就可以再P1.0引腳上得到此頻率的脈沖。</p><p> 利用AT89C51的內(nèi)部定時(shí)器使其在工作計(jì)數(shù)器模式(MODE1)下,改變計(jì)數(shù)值TH0及TL0以產(chǎn)生不同頻率的方法產(chǎn)生不同音階。例如,頻率為523HZ,
37、其周期T=1/523=1912μs,因此只要令計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)956μs/1μs=956,每計(jì)數(shù)956次時(shí)將I/O反相,就可得到中音DO(523HZ).</p><p> AT89C51單片機(jī)的自動(dòng)播放電路如圖2-2所示:</p><p><b> 圖2-2</b></p><p> 計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式是:</p><
38、p><b> N=fi÷2÷fr</b></p><p> 式中,N是計(jì)數(shù)值;fi是機(jī)器頻率(晶體振蕩器為12MHZ時(shí),其頻率為1MHZ);fr是想要產(chǎn)生的頻率。</p><p> 其計(jì)數(shù)初值T的求法如下:</p><p> T=65536—N=65536—fi÷2÷fr</p>
39、<p> 例如:設(shè)K=65536,fi=1MHZ,求低音DO(262HZ)、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> 低音DO的T=65536—500000/2
40、62=63627</p><p> 中音DO的T =65536—500000/523=64580</p><p> 高音DO的T =65536—500000/1046=65059</p><p> C調(diào)各音符頻率計(jì)數(shù)初值T對(duì)照如表2.3.2所示:</p><p><b> 表2.3.2</b></p>
41、<p> 下面我們要為這個(gè)音符建立一個(gè)表格,有助于單片機(jī)通過(guò)查表得方式來(lái)獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù):</p><p> TABLE1: DW 64021, 64103, 64260, 64400</p><p> DW 64524, 64580, 64684, 64777 </p><p> DW 64820, 64898, 64968
42、, 65030</p><p> DW 65058, 65110, 65157</p><p> (3)音樂(lè)的音拍,一個(gè)節(jié)拍為單位(C調(diào))</p><p> 音樂(lè)的節(jié)拍如表2.4.3所示:</p><p><b> 表2.3.3</b></p><p><b> 3 硬件
43、的設(shè)計(jì)</b></p><p><b> 3.1 電路原理</b></p><p> 此次設(shè)計(jì)的是一個(gè)8按鍵的音樂(lè)電子程序,我們由電路的框圖而知,按鍵P2.0-P2.6分別音樂(lè)播放器的7個(gè)按鍵,P1.0通過(guò)一個(gè)音頻放大器接到一個(gè)喇叭上,P2.7鍵為音樂(lè)播放器的控制鍵。我們可以通過(guò)判別按下控制鍵P2.7的次數(shù)來(lái)判別是可以按下音樂(lè)播放器的7個(gè)按鍵還是播放
44、音樂(lè)。比如,當(dāng)我們按下控制鍵P2.7奇次時(shí),這時(shí)我們可以分別按下P2.0-P2.6鍵,這樣我們就可以清楚的聽(tīng)到從喇叭處發(fā)出的DO、RE、MI、FA、SO、LA、XI 7個(gè)不同的音調(diào),當(dāng)按下P2.7偶次時(shí),這時(shí)單片機(jī)內(nèi)部程序就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)到音樂(lè)程序處,播放出好聽(tīng)的生日快樂(lè)曲,我們?nèi)绻侔聪翶0-K6時(shí),不會(huì)發(fā)出任何聲音,同理,當(dāng)我們?cè)俅伟聪驴刂奇IP2.7時(shí),音樂(lè)的程序就會(huì)關(guān)閉,轉(zhuǎn)去執(zhí)行模擬鍵盤(pán)的程序。如此重復(fù),就會(huì)達(dá)到設(shè)計(jì)所提出的要求。<
45、;/p><p> 3.2AT89C51單片機(jī)的簡(jiǎn)介</p><p> AT89C51是一個(gè)低功耗,高性能CMOS 8位單片機(jī),片內(nèi)含4K Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造,兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及89C51引腳結(jié)構(gòu),芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和I
46、SP Flash存儲(chǔ)單元,功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性?xún)r(jià)比的解決方案。</p><p> AT89C51具有如下特點(diǎn):40個(gè)引腳,4K Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器,128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM),32個(gè)外部雙向輸入/輸出(I/O)口,5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷,2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口,看門(mén)狗(WDT)電路,片內(nèi)時(shí)
47、鐘振蕩器。</p><p> 此外,AT89C51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0HZ并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式??臻e模式下,CPU暫停工作,而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器,串行口,外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作。掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù),停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式,以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。</p><p> 3.3AT89C51單
48、片機(jī)的引腳</p><p> AT89C51的引腳如圖3.3所示</p><p> 3.3.1主要特征:</p><p> 1、與MCS-51兼容 2、4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 3、壽命:1000寫(xiě)/擦循環(huán) </p><p> 4、數(shù)據(jù)保留時(shí)間
49、:10年 5、全靜態(tài)工作:0HZ-24HZ</p><p> 6、三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 7、128*8位內(nèi)部RAM</p><p> 8、32可編程I/O線(xiàn) 9、兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 10、5個(gè)中斷源</p><p> 11、可編程串行通道 12、低功耗的閑置和掉電模式 13、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路</p><p> 圖3
50、.3AI89C51</p><p> 3.3.2主要管腳介紹</p><p> P0口(39腳至32腳):是雙向8位三態(tài)I/O口,在外接存儲(chǔ)器時(shí),與地址總線(xiàn)的低8位及數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用。</p><p> P1口(1腳至8腳):是準(zhǔn)雙向8位I/O口。由于這種接口輸出沒(méi)有高阻狀態(tài),輸入也不能鎖存,故不是真正的雙向I/O口。</p><p>
51、P2口(21腳至28腳):是準(zhǔn)雙向8位I/O口。在訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí),還可以作為擴(kuò)展電路高8位地址總線(xiàn)送出高8位地址。</p><p> P3口(10腳至17腳):是準(zhǔn)雙向8位I/O口。在MCS-51中,在8個(gè)引腳還用于專(zhuān)門(mén)功能,是復(fù)用雙功能口。P3口各口的第二功能定義如下所示:</p><p> P3.0-RXD (串行輸入口);</p><p> P3.1
52、-TXD (串行輸出口);</p><p> P3.2-INT0 (外部中斷0);</p><p> P3.3-INT1 (外部中斷1);</p><p> P3.4-T0 (定時(shí)器0外部輸入);</p><p> P3.5-T1 (定時(shí)器1外部輸入);</p><p> P3.6-WR
53、(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)脈沖);</p><p> P3.7-RD (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖);</p><p> 本次做畢業(yè)設(shè)計(jì)只用到了AT89C51的P2.0-P2.7管腳和P1.0管腳</p><p> 3.4 AT89C51單片機(jī)的附屬電路</p><p> 單片機(jī)附屬電路主要有晶體振蕩電路和復(fù)位電路。</p>&l
54、t;p> 3.4.1 振蕩電路</p><p> 石英晶體振蕩器也稱(chēng)石英晶體諧振器,它用來(lái)穩(wěn)定頻率和選擇頻率,是一種可以取代LC諧振的晶體諧振元件。</p><p> 本設(shè)計(jì)所用的晶體振蕩電路如圖3.4.1所示:</p><p> 此晶體振蕩電路選用的石英晶振頻率為12MHZ。</p><p> 在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi),CPU僅完成
55、一個(gè)最基本的動(dòng)作。對(duì)于某種單片機(jī),若采用了1MHZ的時(shí)鐘頻率,則時(shí)鐘周期為1μs;若采用4MHZ的時(shí)鐘頻率,則時(shí)鐘周期為250μs。由于時(shí)鐘脈沖是計(jì)算機(jī)的基本工作脈沖,它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏(使計(jì)算機(jī)的每一步都統(tǒng)一到它的步調(diào)上來(lái))。顯然,對(duì)于同一種機(jī)型的計(jì)算機(jī),時(shí)鐘頻率越高,計(jì)算機(jī)的工作速度就越快。但是,由于不同的計(jì)算機(jī)硬件電路和器件的不完全相同,所以其所需要的時(shí)鐘頻率范圍也不一定相同。設(shè)計(jì)中使用到的單片機(jī)的時(shí)鐘范圍是12MHZ或11
56、.0592MHZ。</p><p> 3.5 LM386的簡(jiǎn)介及功能</p><p> LM386是為低壓應(yīng)用設(shè)計(jì)的音頻功率放大器。LM386增益在內(nèi)部設(shè)定到20可使外部元件數(shù)少,在引腳1和8之間連接電阻和電容可是增益超過(guò)200。LM386集成電路適用于調(diào)幅——調(diào)頻無(wú)線(xiàn)電放大器、便攜式磁帶重放設(shè)備、內(nèi)部通信電路、電視音頻系統(tǒng)、線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)器、超聲波驅(qū)動(dòng)器和功率變換電路。LM386是一種音頻
57、集成功放,具有功耗小,電壓增益可調(diào)節(jié),電源電壓范圍大,外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b> 封裝與引腳功能</b></p><p> 該電路采用8引線(xiàn)雙列直插封裝,LM386位美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司產(chǎn)品。</p><p><b> 性能</b></p><p> 該集成電路
58、由于外接元件少、電源電壓VCC適用范圍寬(VCC=4-12V)、靜態(tài)功耗低(VCC=6V時(shí)為4mW),因而在便攜式無(wú)線(xiàn)電設(shè)備、收音機(jī)、錄音機(jī)、小型放大設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。</p><p> 當(dāng)1腳和8腳之間開(kāi)路時(shí),電壓增益為26DB;若在1腳和8腳之間接阻容串聯(lián)元件,則增益可達(dá)456DB,改變阻容值,則增益可在26DB-16DB之間任意選取,電阻值越小增益越大。</p><p> 3.
59、6獨(dú)立式按鍵的接口電路</p><p> 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,有時(shí)只需要幾個(gè)簡(jiǎn)單的按鍵向系統(tǒng)輸入信息。這時(shí),可將每個(gè)按鍵接在一根I/O接口線(xiàn)上,這種方式的連接稱(chēng)為獨(dú)立式按鍵。每個(gè)獨(dú)立式按鍵單獨(dú)占有一根I/O接口線(xiàn),每根I/O接口線(xiàn)的工作狀態(tài)不會(huì)影響到其他I/O接口線(xiàn)。這種按鍵接口電路配置靈活,硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但每個(gè)按鍵必須占用一根I/O接口線(xiàn),I/O接口線(xiàn)浪費(fèi)較大。本次設(shè)計(jì)只需要8位獨(dú)立式按鍵就可以實(shí)現(xiàn)。因此,
60、本次設(shè)計(jì)按鍵電路采用獨(dú)立式鍵盤(pán)按鍵電路。獨(dú)立式鍵盤(pán)電路如圖所示:</p><p> 在此電路中,按鍵輸入都采用低電平有效。上拉電阻保證了按鍵斷開(kāi)時(shí),I/O接口線(xiàn)有確定的高電平。當(dāng)I/O接口內(nèi)部有上拉電阻時(shí),外電路可以不配置上拉電阻。</p><p> 獨(dú)立式按鍵的編程:獨(dú)立式鍵盤(pán)的編程常采用查詢(xún)式結(jié)構(gòu)。先逐位查詢(xún)每根I/O接口線(xiàn)的輸入狀態(tài),如某一根I/O接口線(xiàn)輸入為低電平,則可確定該I
61、/O接口線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的按鍵已按下。然后,再轉(zhuǎn)向按鍵的功能處理程序。在本次設(shè)計(jì)中我使用P2.0-P2.7接按鍵,P2.0-P2.6按鍵分別接7個(gè)音樂(lè)播放器的模擬鍵,P2.7為控制按鍵。P2.0-P2.6分別接K0-K6。按下K0-K6分別發(fā)出DO、RE、MI、FA、SO、LA、XI。</p><p> 音樂(lè)播放器電路圖如下圖所示:</p><p><b> 4軟件設(shè)計(jì)</b&
62、gt;</p><p><b> 主程序模塊</b></p><p> 主程序主要包含對(duì)定時(shí)器T0和T1的初始化,及重復(fù)調(diào)用其它的子程序來(lái)工作的。其程序的流程圖如下:</p><p><b> 圖4.1</b></p><p> 主程序: ORG 0000H</p>&l
63、t;p> LJMP START</p><p> ORG 000BH</p><p> LJMP INT-T0</p><p> ORG 001BH</p><p> LJMP INT-T1</p><p> ORG 0030H</p><p> MAIN:
64、 MOV SP,#60H</p><p> MOV TMOD,#01H</p><p><b> CLR TR0</b></p><p> MOV IE,#82H</p><p> MOV IE,88H</p><p> NEXT: LCALL START</p
65、><p> SJMP NEXT</p><p> 4.2中斷服務(wù)程序模塊</p><p> 4.2.1 T0口中斷</p><p> 中斷程序是在判斷完按鍵并且有按鍵按下之后,關(guān)閉T0,將P1.0取反,從而形成一個(gè)正脈沖驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)音。程序如下:</p><p> INT0-0: CLR TR0</p&
66、gt;<p><b> CPL P1.0</b></p><p> MOV TH0,R7</p><p><b> SETB TR0</b></p><p><b> RETI </b></p><p><b> T1口中斷TIM1<
67、;/b></p><p> 播放子程序是用T1中斷方式控制P1.0不斷取反以產(chǎn)生不同頻率音符,節(jié)拍的長(zhǎng)短靠調(diào)用200ms延時(shí)子程序次數(shù)來(lái)完成。子程序也用查表來(lái)完成。</p><p> 流程圖如圖4.2.4所示:</p><p><b> T1中斷程序?yàn)椋?lt;/b></p><p> PUSH ACC
68、 ;將A的值暫存于堆棧</p><p> PUSH PSW ;將PSW的值暫存于堆棧</p><p> MOV TL1,20H ;重設(shè)計(jì)數(shù)值</p><p> MOV TH1,21H</p><p> CPL P1.0 ;將P1.0位取反</p>
69、<p> POP PSW ;至堆棧取回PSW的值</p><p> POP ACC ;至堆棧取回A的值</p><p> RET1 ;返回主程序</p><p> 4.3音樂(lè)播放器音樂(lè)鍵的設(shè)計(jì)流程圖</p><p> 其框圖如圖4.3所示<
70、/p><p> 4.4音樂(lè)播放器的控制鍵的框圖及程序</p><p><b> 其框圖如下:</b></p><p><b> 相應(yīng)的程序?yàn)椋?lt;/b></p><p> START: MOV 40H,#00H</p><p> JB P2.7, START&l
71、t;/p><p> LJMP DELY</p><p> JB P2.7,START</p><p> WAIT1: JNB P2.7,$</p><p><b> INC 40H</b></p><p> JB P2.7,Z1</p><p>
72、 LJMP DELY</p><p> JB P2.7,Z1</p><p> WAIT3: JNB P2.7,$</p><p> LJMP DELY</p><p> WAIT4: JNB P2.7,$</p><p><b> INC 40H</b><
73、/p><p> MOV A,40H</p><p> Z1: CJNEE A,#01H,Z2</p><p> LJMP READ</p><p> Z2: LJMP A,#20H,SIART</p><p> LJMP START</p><p> DEL
74、Y: MOV R7,#200</p><p> DELY1: MOV R6#,123</p><p><b> NOP</b></p><p> DELY2: DJNZ R7,DELY1</p><p><b> RET</b></p><p>
75、 音樂(lè)程序流程圖及程序</p><p> 主程序流程圖4.5所示:</p><p> 播放子程序是用T1中斷方式控制P1.0不斷取反以產(chǎn)生不同頻率音符,節(jié)拍的長(zhǎng)短靠調(diào)用200ms延時(shí)子程序次數(shù)來(lái)完成。子程序也用查表來(lái)完成。</p><p> 所對(duì)應(yīng)的音樂(lè)程序?yàn)椋?lt;/p><p> START0: MOV 30H,#00
76、 ;取簡(jiǎn)樸碼指針</p><p> NEXT: MOV A,30H ;簡(jiǎn)樸碼指針載入A</p><p> MOV DPTR,#TABLE ;至TABLE取簡(jiǎn)樸碼</p><p> MOVC A,@A+DPTR</p><p> MOV R2,A ;取到的簡(jiǎn)樸碼暫
77、存于R2</p><p> JZ END0 ;是否取到00(結(jié)束碼)?</p><p> ANL A,#0FH ;不是,則取低4位(節(jié)拍碼)</p><p> MOV R5,A ;將節(jié)拍碼存入R5</p><p> MOV A,R2
78、 ;將取到的簡(jiǎn)樸碼再載入A</p><p> SWAP A ;高低4位交換</p><p> ANL A,#0FH ;取低4位(音符碼)</p><p> JNZ SING ;取到的音符碼是否為0?</p><p> CLR TR1
79、 ;是,則不發(fā)音</p><p> JMP D1 ;跳至D1</p><p> SING: DEC A ;取到的音符碼減1(不含0)</p><p> MOV 22H,A ;存入(22H)</p><p> RL A
80、 ;乘2</p><p> MOV DPTR,#TABLE ;至TABLE1取相對(duì)的高位字節(jié)計(jì)數(shù)值</p><p> MOV DPTR,@A+DPTR</p><p> MOV TH0,A ;取到的高位字節(jié)存入TH0</p><p> MOV 21H,A
81、 ;取到的高位字節(jié)存入(21H)</p><p> MOV A,22H ;再載入取到的音符碼</p><p><b> RL A;乘2</b></p><p><b> INC A;加1</b></p><p> MOVC A,@A+DPTR
82、 ;至TABLE1取相對(duì)的低位字節(jié)計(jì)數(shù)值</p><p> MOV TL1,A ;取到的低位字節(jié)存入TL0</p><p> MOV 20H,A ;取到的低位字節(jié)存入(20H)</p><p> SETB TR1 ;啟動(dòng)TIMER1</p><p>
83、; D1: CALL DELAY ;基本單位時(shí)間1/4拍187毫秒</p><p> INC 30H ;取簡(jiǎn)樸碼指針加1</p><p> JMP NEXT ;取下一個(gè)碼</p><p> END0: CLR TR1 ;停止TIMER0
84、</p><p> JMP START0 ;重復(fù)循環(huán)</p><p> TIM0: PUSH ACC ;將A的值暫存于堆棧</p><p> PUSH PSW ;將PSW的值暫存于堆棧</p><p> MOV TH1,20H ;
85、重設(shè)計(jì)數(shù)值</p><p> MOV TH1,21H</p><p> CPL P1.0 ;將P1.0位反相</p><p> POP PSW ;至堆棧取回PSW的值</p><p> POP ACC ;至堆棧取回A的值</p>&l
86、t;p> RET1 ;返回主程序</p><p> DELAY: MOV R7,#02 ;187毫秒</p><p> D2:MOV R4,#187</p><p> D3:MOV R3,#248</p><p> DJNZ R3,$</p><
87、;p> DJNZ R4,D3</p><p> DJNZ R7,D2</p><p> DJNZ R5,DELAY ;決定節(jié)拍</p><p><b> RET</b></p><p><b> TABLE:</b></p><p&
88、gt; DW 64021,64103,64260,64400</p><p> DW 64524,64580,64684,64777</p><p> DW 64820,64898,64968,65030</p><p> DW 65058,65110,65157</p><p><b> TABLE:</b>
89、</p><p><b> ;1</b></p><p> DB 0A2H,0B2H,0A4H,0B2H,0D2H</p><p> DB 0B2H,0A2H,82H,72H,88H</p><p> DB 72H,82H,0A2H,82H,72H,62H,42H,62H</p><p>
90、 DB 38H,38H</p><p><b> ;2</b></p><p> DB 0A4H,02H,0B2H,0A4H,84H</p><p> DB 72H,82H,72H,62H,72H,84H,72H</p><p> DB 64H,62H,12H,34H,02H,42H</p>&l
91、t;p> DB 38H,38H</p><p><b> ;3</b></p><p> DB 44H,02H,32H,44H,64H</p><p> DB72H,82H,72H,62H,72H,84H,0A2H</p><p> DB 72H,74H,82H,0A4H,02H,0B2H</p&g
92、t;<p> DB 0A8H,0A8H</p><p><b> ;4</b></p><p> DB 0B2H,0B4H,0A2H,84H,82H,72H</p><p> DB 62H,72H,62H,42H,32H,32H,62H</p><p> DB 78H,78H</p>
93、<p><b> ;5</b></p><p> DB 82H,84H,72H,82H,0A2H,84H</p><p> DB 72H,82H,72H,62H,48H</p><p> DB 32H,0A2H,82H,0F2H,0A2H,0B2H,82H,72H</p><p> DB 68H,6
94、8H</p><p><b> ;6</b></p><p> DB 0B2H,0B2H,0B2H,0A2H,82H,84H,02H</p><p> DB 72H,74H,62H,42H,32H,42H,62H</p><p> DB 78H,78H</p><p> DB 0A2H,
95、0B2H,0A2H,72H,82H,84H,82H</p><p><b> ;7</b></p><p> DB 72H,74H,62H,44H,64H</p><p> DB 0A8H,0A4H,02H,0A2H</p><p> DB 0A2H,0B1H,0A1H,82H,0A2H,0B2H,0C2H<
96、;/p><p> DB 0A2H,0B2H,0A2H,82H,78H</p><p><b> ;8</b></p><p> DB 84H,72H,62H,44H,02H,62H</p><p> DB 72H,81H,71H,62H,72H,84H,02H,0A2H</p><p> D
97、B 0B4H,02H,82H,74H,82H,72H</p><p> DB 68H,68H</p><p><b> DB 00</b></p><p><b> END </b></p><p><b> 5系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p&
98、gt; 完成了硬件的設(shè)計(jì)、制作和軟件編程之后,要使系統(tǒng)能夠按設(shè)計(jì)意圖正常運(yùn)行,必須進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試兩個(gè)部分。不過(guò),作為一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng),其運(yùn)行是軟硬件相結(jié)合的。因此,軟硬件調(diào)試也是絕對(duì)不可能分開(kāi)的,其調(diào)試的基本步驟如下:</p><p> 5.1輸入并編譯程序</p><p> 打開(kāi)偉福仿真軟件,輸入自己的編號(hào)的程序。ASM文件,存在F:/電子琴文件夾下,調(diào)
99、試程序。在編譯過(guò)程中出現(xiàn)了的錯(cuò)誤,仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)是由疏忽在輸入TIM0時(shí)把0錯(cuò)輸成O了,修改后再次編譯直到編譯成功后,最后以。ASM擴(kuò)展名保存。</p><p><b> 5.2具體調(diào)試過(guò)程</b></p><p> 編譯通過(guò)之后就開(kāi)始連接試驗(yàn)箱驗(yàn)證效果了,其步驟如下:</p><p> 用扁平線(xiàn)連接試驗(yàn)箱的單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)P2口和喇
100、叭的輸出模塊。</p><p> 用串行數(shù)據(jù)通信線(xiàn)連接計(jì)算機(jī)與仿真器,把仿真器插到模塊的鎖緊插座中。</p><p> 打開(kāi)KEIL軟件,建立本實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目文件,接著添加剛才偉福里面編譯好的源程序進(jìn)行編譯。</p><p> 進(jìn)行軟件設(shè)置,選擇ATMEL公司的AT89C51芯片,選擇硬件仿真,選擇串行口COM1波特率為38400.</p><
101、p> 打開(kāi)試驗(yàn)箱電源與模塊電源,點(diǎn)擊開(kāi)始調(diào)試按鈕,點(diǎn)擊RUN運(yùn)行程序觀(guān)察效果并記錄。</p><p> 一切準(zhǔn)備好后我就開(kāi)始運(yùn)行并觀(guān)察效果了,當(dāng)按一下P2.7口時(shí),然后在依次按下P2.0-P2.6時(shí)就會(huì)響起DO、RE、MI、FA、SO、LA、XI六個(gè)音,當(dāng)再按一下P2.7時(shí),這時(shí)就會(huì)聽(tīng)到好聽(tīng)的歌曲,當(dāng)再按下P2.0-P2.6口時(shí)無(wú)反應(yīng),當(dāng)再按一下P2.7口時(shí),又回到了剛才的狀態(tài),完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。&
102、lt;/p><p><b> 結(jié) 論</b></p><p> 設(shè)計(jì)結(jié)束得到以下結(jié)論:通過(guò)這次音樂(lè)播放器的設(shè)計(jì),讓我了解了設(shè)計(jì)電路的程序,也讓我了解了音樂(lè)播放器的原理和設(shè)計(jì)理念。我這次設(shè)計(jì)是以AT89C51單片機(jī)為核心的,有8個(gè)按鍵的模擬音樂(lè)播放器,1個(gè)控制鍵,7個(gè)音樂(lè)播放器模擬鍵,最后在實(shí)驗(yàn)箱上調(diào)試,使其在按鍵操作下具有播放音樂(lè)的功能。本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是硬件電
103、路簡(jiǎn)單,軟件電路完善,可維護(hù)性好,損耗較小,系統(tǒng)可靠,具有一定的實(shí)用價(jià)值。該系統(tǒng)拓展后,可用于其他智能家電的控制,具有較好的應(yīng)用和前景。</p><p> 在經(jīng)濟(jì)價(jià)值尤為重要的今天,降低損耗,節(jié)約成本已成為現(xiàn)在電子產(chǎn)品研究的宗旨,低損耗,節(jié)約成本已成為現(xiàn)在電子產(chǎn)品研究的宗旨,低損耗,價(jià)格更低的產(chǎn)品在現(xiàn)在社會(huì)更容易被人們接受。</p><p><b> 致 謝</b&g
104、t;</p><p> 緊張而有序的畢業(yè)設(shè)計(jì)已進(jìn)入尾聲,回首這段時(shí)間的點(diǎn)點(diǎn)滴滴,就得自己受益匪淺。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),培養(yǎng)了我對(duì)學(xué)習(xí)努力刻苦,一絲不茍的態(tài)度;對(duì)工作認(rèn)真負(fù)責(zé)、協(xié)作攻關(guān)的精神;鍛煉了我認(rèn)真思考,敢于理論與實(shí)踐開(kāi)拓的基本素質(zhì)。使我獲得了從文獻(xiàn)資料、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)踐和調(diào)查研究中獲得知識(shí)的能力;提高了我從別人經(jīng)驗(yàn)。從其他學(xué)科找到解決的問(wèn)題的新途徑的悟性。</p><p> 這才
105、畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然是對(duì)畢業(yè)生的一項(xiàng)測(cè)試,但我認(rèn)為這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我個(gè)人非常重要。因?yàn)樗耸俏壹由盍藢?duì)書(shū)本知識(shí)的理解外。更使我獲得了走向?qū)嵺`、投入社會(huì)必需的基本素質(zhì)。這次設(shè)計(jì)是我從校園奔向工作崗位的重要環(huán)節(jié)。我相信通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)的鍛煉,我將在今后的工作崗位中很快適應(yīng)新的環(huán)境,去迎接新的挑戰(zhàn)。</p><p> 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我也遇到了很多的問(wèn)題和困難,是常老師給予了我極大地幫助和指導(dǎo),從選課題到查閱資料再到設(shè)
106、計(jì)結(jié)束都是老師不斷不得指導(dǎo),我向常老師表示深深地感謝!此外,我還要感謝我的母校,是她給我提供了一個(gè)是使心靈和充分展示自我的舞臺(tái),在此向所有關(guān)心我和幫助過(guò)我的老師和同學(xué)表示深深地謝意!</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1] 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)(簡(jiǎn)明修訂版)[M] .北京.北京航空航天大學(xué)出版社,2003.</p>
107、;<p> [2] 董曉紅. 單片機(jī)原理及接口技術(shù). [M]西安.西安科學(xué)大學(xué)出版社,2004.</p><p> [3] 汪吉鵬.微機(jī)原理與接口技術(shù). 北京.高等教育出版社2001.</p><p> [4] 張培仁,劉振安.MSC單片機(jī)應(yīng)用大全 [M].北京:北京科海培訓(xùn)中心,1990.</p><p> [5] 張錫純 .電子示波器及其應(yīng)
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