2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  單片機原理及接口技術(shù)</p><p><b>  課程設(shè)計報告</b></p><p>  題 目:基于51單片機三首歌音樂門鈴設(shè)計</p><p>  學 院: 物理與信息工程學院 </p><p>  專 業(yè): 09通

2、信工程 </p><p>  學 號: </p><p>  姓 名: </p><p>  指導老師: </p><p>  完成日期: 2012年5月18日 <

3、;/p><p><b>  一、設(shè)計功能要求</b></p><p>  傳統(tǒng)的電子音樂門鈴通常采用分立元件或?qū)S玫囊魳稩C制作。本次設(shè)計用一個用STC89C52RC單片機設(shè)計的電子音樂門鈴,僅需STC89C52RC單片機最小系統(tǒng)再加一片LM386做音頻小功放驅(qū)動揚聲器發(fā)聲??腿藖碓L時,按一下按鈕,門鈴就會奏出優(yōu)美的電子音樂聲;再按一下,門鈴又會奏出下一首電子音樂聲音.共

4、可以奏出六首不同旋律的歌曲。</p><p><b>  二、主要技術(shù)指標</b></p><p>  1、利用STC89C52單片機定時中斷實現(xiàn)輸出不同頻率的方波,通過一個簡單的驅(qū)動電路使揚聲器發(fā)出音樂,并通過外中斷T0控制音樂播放,每按一次T0播放一首不同的音樂,使其能夠播放三首歌曲后又循環(huán)播放。</p><p>  2、其電路是由:STC

5、89C52單片機最小系統(tǒng)電路和一個由電阻和音頻小功放組成的驅(qū)動電路及揚聲器再加上控制音樂播放的外中斷T0。</p><p>  3、音樂是由音符組成,不同的音符是由相應頻率的振動產(chǎn)生。產(chǎn)生不同的音頻需要有不同固定周期的脈沖信號。要產(chǎn)生音頻脈沖,只要算出某一音頻的周期T(1/f) ,然后將此周期T除以2,即為半周期的時間。我們利用單片機的內(nèi)部定時器TO,使其工作在計數(shù)器模式MODEl下.初始化適當?shù)挠嫈?shù)值THO及T

6、LO以計時這個半周期時間。每當計時時間到后就將輸出脈沖的P1.0口反相。然后重復計時此半周期時間,再對P1.0口反相,就可在單片機Pl.0引腳上得到此頻率的脈沖。P1.0引腳脈沖接LM386作音頻功放,然后輔出到揚聲器,從而發(fā)出美妙的樂音。</p><p>  例如設(shè)單片機晶振為12MHz,每計數(shù)一次用時1µs。我們要產(chǎn)生f低音DO,其頻率為392Hz,周期T=1/392=2551µs,半周期

7、時間為1276µs。因此計數(shù)器應每計數(shù)1276次時將P1.0口反相, 即計數(shù)初值應設(shè)定為(THxTLx)= \* MERGEFORMAT 一1276=64260,就可得到低音D0。P3.5口作為控制門鈴的按鈕,每按一次,產(chǎn)生的電子樂音就改變一次,按完3次,再重復循環(huán)。3首歌曲分別為《愛情買賣》、《生日快樂》、《不倒翁》。</p><p><b>  三、設(shè)計方案</b></

8、p><p>  電路仍以STC89C52為主要控制芯片,采用單片機最小系統(tǒng)和外圍驅(qū)動電路推動揚聲器發(fā)出聲音,此電路更為簡單,程序不復雜,通過外中斷T0控制音樂的播放,并且三首歌曲能夠循環(huán)播放。音樂聲音穩(wěn)定、清晰。減少了外圍電路原件,節(jié)約了成本,電路基本框圖如圖1所示。</p><p><b>  圖1 方案方框圖</b></p><p>  四、主

9、要元器件功能介紹</p><p>  1、STC89C52RC芯片</p><p>  STC89C52RC有40個引腳,32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口,同時內(nèi)含2個外中斷口,3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口,2個讀寫口線,STC89C52RC可以按照常規(guī)方法進行編程,也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起,特別是可反復擦寫的Flash存儲器

10、可有效地降低開發(fā)成本。</p><p>  ▲ 芯片封裝與引腳功能</p><p><b>  ▲ 主要功能特性:</b></p><p>  · 兼容MCS51指令系統(tǒng) · 8k可反復擦寫(>1000次)Flash ROM</p><p>  · 32個雙向

11、I/O口 · 256x8bit內(nèi)部RAM</p><p>  · 3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷 · 時鐘頻率0-24MHz</p><p>  · 2個串行中斷 · 可編程UART串行通道</p><p>  · 2個外部中斷源

12、 · 共6個中斷源</p><p>  · 2個讀寫中斷口線 · 3級加密位</p><p>  · 低功耗空閑和掉電模式 ·軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能</p><p>  2、LM386音頻功率放大器</p><p&g

13、t;  LM386是音頻功率放大 器,主要應用于低電壓消費類產(chǎn)品。為使外圍元件最少,電壓增益內(nèi)置為20。但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容,便可將電壓增益調(diào)為任意值,直至 200。輸入端以地位參考,同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半,在6V電源電壓下,它的靜態(tài)功耗僅為24mW,使得LM386特別適用于電池供電的場合。 </p><p>  ▲ LM386引腳圖</p><p>&l

14、t;b>  ▲ 主要特性</b></p><p>  ·靜態(tài)功耗低,約為4mA,可用于電池供電。 </p><p>  ·工作電壓范圍寬,4-12V or 5-18V。 </p><p><b>  ·外圍元件少。 </b></p><p>  ·電壓增益可調(diào),2

15、0-200。 </p><p><b>  ·低失真度。</b></p><p>  LM386電源電壓4--12V,音頻功率0.5w。LM386音響功放是由NSC制造的,它的電源電壓范圍非常寬,最高可使用到15V,消耗靜態(tài)電流為4mA,當電源電壓為12V時,在8歐姆的負載情況下,可提供幾百mW的功率。它的典型輸入阻抗為50K。</p><

16、;p>  五、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計</p><p><b>  1、硬件電路設(shè)計</b></p><p><b>  圖2 電路原理圖</b></p><p>  系統(tǒng)以STC89C52RC單片機為核心,加上外圍電源時鐘電路、LM386功放電路及揚聲器電路組成。STC89C52RC是一種低功耗/低電壓、高性能的8位單片

17、機,內(nèi)部除CPU外,還包括128字節(jié)RAM,4個8位并行I/O口,5個中斷優(yōu)先級,2層中斷嵌套中斷,2個16位可編程定時計數(shù)器,片內(nèi)集成4K字節(jié)可改變程序Flash存儲器,具有低功耗、速度快、程序擦寫方便等優(yōu)點,完全滿足本系統(tǒng)設(shè)計需要。系統(tǒng)通過P1.0連接功放電路從而驅(qū)動揚聲器放出電子聲樂,P3.5口連接門鈴按鍵。此電子音樂門鈴的電路連接圖如上圖2所示。</p><p><b>  六、系統(tǒng)軟件設(shè)計&l

18、t;/b></p><p><b>  1、軟件設(shè)計</b></p><p>  軟件的設(shè)計主要是對STC89C52RC單片機進行編程,音樂門鈴的程序主要是對音符頻率的轉(zhuǎn)換,采用定時中斷,延時等實現(xiàn)其設(shè)計指標,通過外中斷T0控制音樂的播放。程序框圖如圖3。</p><p><b>  圖3 程序框圖</b></

19、p><p>  首先建立音樂,把音樂的音符找出,建立各個音符的定時常數(shù)T值表,如表1所示。</p><p>  編寫程序時我們把T值表按順序建立在“TABLE”。每個發(fā)音符使用1個字節(jié),字節(jié)的高4位(簡譜碼)代表音符的高低,低4位(節(jié)拍碼)代表音符的節(jié)拍。如果l拍為0.4s,1/4拍就是0.1s,只要設(shè)定延遲時間就可求得節(jié)拍的時間。假設(shè)1/4拍為1DELAY,則1拍應為4 DELAY,以此類推

20、。所以只要求得1/4拍的DELAY時間,其余的節(jié)拍就是它的倍數(shù)。1/4拍的延時時間在此我們設(shè)為125ms,節(jié)拍碼如表2所示。音符節(jié)拍碼編程時放在程序的最后面“SONGx” 處。</p><p>  T值表按順序建立在“TABLE”如下:</p><p><b>  table:</b></p><p>  dw 64260,

21、64400,64524,64580</p><p>  dw 64684,64777,64820,64898</p><p>  dw 64968,65030,65058,65110</p><p>  dw 65157,65178,65217</p><p>  三首歌曲簡碼節(jié)拍碼

22、編寫如下:</p><p>  song: ;第1首歌《愛情買賣》</p><p>  db 42h,44h,22h,14h,24h,44h,42h,52h,64h,04h</p><p>  db 52h,54h,42h,54h,52h,82h,82h,62h,62h,52h,64h,42h,44h,22h,14h,84h,62h,52h,6

23、2h,52h,44h,52h,54h,42h,52h,54h,62h</p><p>  db 52h,42h,22h,52h,44h,42h,44h,22h,14h,24h,42h,44h,52h,64h,52h,54h,42h,54h,52h,82h,82h,62h,62h,52h,64h</p><p>  db 42h,42h,42h,22h,14h,84h,62h,52h,62h

24、,52h,48h,52h,54h,42h,52h,54h,62h,52h,42h,22h,52h,48h,62h,84h,82h,84h,82h</p><p>  db 92h,82h,62h,52h,48h,92h,0b2h,92h,82h,62h,52h,42h,22h,54h,52h,62,62h,54h,62h,84h,82h,84h,84h,92h,82h,62h,52h,44h,02h,22h,42

25、h,22h,12h,54h,64h,44h,04h</p><p>  db 00h</p><p>  song1: ;第2首歌《生日快樂》</p><p>  db 44h,54h,64h,44h</p><p>  db 44h,54h,64h,44h</p>&l

26、t;p>  db 64h,74h,88h</p><p>  db 64h,74h,88h </p><p>  db 82h,92h,82h,72h,64h,44h</p><p>  db 82h,92h,82h,72h,64h,44h</p><p&g

27、t;  db 44h,84h,48h</p><p>  db 44h,14h,48h</p><p>  db 00h</p><p>  song2: ;第3首歌《不倒翁》</p><p>  db 62h,82h,82h,62h,98h</p

28、><p>  db 92h,0b2h,0b2h,82h,98h</p><p>  db 62h,82h,82h,52h,68h</p><p>  db 92h,0b2h,0b2h,82h,98h </p><p>  db 62h,82h,82h,62

29、h,92h,92h,94h</p><p>  db 92h,0b2h,0b2h,92h,84h,94h</p><p>  db 0b8h,0b4h,04h</p><p>  db 00h</p><p>  七、調(diào)試及性能分析:</p><p><

30、b>  1、硬件調(diào)試</b></p><p><b>  2、軟件調(diào)試</b></p><p><b>  調(diào)試步驟和方法:</b></p><p>  在WAVE平臺上進行單片機系統(tǒng)程序設(shè)計、編輯、編譯、調(diào)試,最后生成目標代碼文件(*.hex)。啟動單片機,將生成的目標代碼文件下載到單片機中去。下載完成

31、后按下T0,這時通過揚聲器我們可以聽到有音樂播放,再按一次T0可以聽到單片機所播放的音樂換成了不同的歌曲。當播放了三首不同的歌曲后,繼續(xù)按下T0,單片機又開始播放第一首歌曲。</p><p>  調(diào)試過程出現(xiàn)問題分析</p><p>  歌曲聽起來比較模糊不清晰,主要是設(shè)置延時不當,在源程序適當調(diào)節(jié)節(jié)拍延時重新編譯下載,可解決問題。</p><p>  歌曲沒有間斷

32、,一直唱不停,主要是每首歌完后未加上能夠識別歌曲已唱完的不發(fā)音標志“ 00h”</p><p><b>  3、性能分析</b></p><p><b>  參考文獻</b></p><p>  [1]段晨東編著 .單片機原理及接口技術(shù).北京:清華大學出版社 , 2008 </p><p>  

33、[2] 范風強編著.單片機語言C51應用實戰(zhàn)集錦.北京:電子工業(yè)出版社,2003</p><p>  [3]陳家俊,鄭滔編著.程序設(shè)計教程.北京:機械工業(yè)出版社,2004</p><p><b>  附件:</b></p><p>  org 00h ;主程序起始地址</p>&

34、lt;p>  jmp start ;跳動主程序</p><p>  org 0bh ;timer0中斷起始地址</p><p>  jmp tim0 ;跳至timer0在mode1</p><p>  start

35、: MOV tmod,#00000001b ;設(shè)timer0在mode1</p><p>  MOV ie,#10000010b ;中斷使能</p><p>  jb p3.5,$ ;第一次按to?</p><p>  call dela

36、y1 ;消除抖動</p><p>  jnb p3.5,$ ;to放開?</p><p>  MOV 31h,#00 ;按to次數(shù)計數(shù)指針初值為00h</p><p><b>  start0:</b></p>&

37、lt;p>  MOV 30h,# song ;取簡譜碼指針(第1首)</p><p>  next: MOV a,30h</p><p>  MOV dptr,#table</p><p>  MOVc a,@a+dptr ;至相關(guān)頁碼,高4位

38、為音符的高低</p><p>  MOV r2,a ;低4位為音符的節(jié)拍</p><p>  jz end0 ;檢查簡譜碼是否已結(jié)束(有無00?)</p><p>  anl a,#0fh ;取節(jié)拍(低4位)</p

39、><p>  MOV r5,a ;存入r5,節(jié)拍的時間</p><p>  MOV a,r2</p><p>  swap a</p><p>  anl a,#0fh ;取音頻值(高4位)</p>&l

40、t;p>  jnz sing ;是否為0,是0則不發(fā)音</p><p>  clr tr0</p><p>  jmp d1</p><p>  sing: dec a ;因0不列入</p>&

41、lt;p>  MOV 22h,a ;存入(22h)</p><p>  rl a ;乘2</p><p>  MOV dptr,#table</p><p>  MOVc a,@a+dptr ;至ta

42、ble取碼,取t的值</p><p>  MOV th0,a ;取到的高位字節(jié)存入th0</p><p>  MOV 21h,a ;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&

43、lt;/p><p>  rl a ;乘2</p><p>  inc a ;加1</p><p>  MOVc a,@a+dptr ;至table取相對的低位字節(jié)計數(shù)值</p><p>  MOV

44、 tl0,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 tr0 ;啟動timer0</p><p>  d1: cal

45、l delay</p><p>  inc 30h ;取簡譜碼指針加1</p><p>  jmp next</p><p>  end0: clr tr0 ;停止計數(shù)器</p><p>  M

46、OV a,31h ;載入計次指針</p><p>  xrl a,#00h ;是否按第1次?</p><p>  jnz end1 ;不是則跳至end1</p><p>  jb p3.5,$

47、 ;按第2次?</p><p>  call delay1 ;消除抖動</p><p>  jnb p3.5,$ ;放開否?</p><p>  inc 31h ;計次地址(31h)加1</p>

48、<p>  MOV 30h,#song1 ;第2首歌指針</p><p>  jmp next</p><p><b>  end1:</b></p><p>  MOV a,31h ;載入計次指針</p><p>

49、  xrl a,#01h ;是否按第2次?</p><p>  jnz end2 ;不是則跳至end2</p><p>  jb p3.5,$ ;按第3次?</p><p>  call delay1

50、 ;消除抖動</p><p>  jnb p3.5,$ ;放開否?</p><p>  inc 31h ;計次地址(31h)加1</p><p>  MOV 30h,# song2 ;第3首歌指針</p>&

51、lt;p>  jmp next</p><p><b>  end2:</b></p><p>  jmp start ;回到第1次位置</p><p>  tim0: push acc ;將a的值暫存于堆棧&l

52、t;/p><p>  push psw ;將psw的值暫存于堆棧</p><p>  setb rs0 ;設(shè)工作寄存器庫1,rs0=1,rs1=0</p><p>  clr rs1</p><p>  MOV

53、tl0,20h ;重設(shè)計數(shù)值</p><p>  MOV th0,21h</p><p>  cpl p1.1 ;將p11位反相</p><p>  pop psw ;至堆棧取回psw的值</p><p>

54、;  pop acc ;至堆棧取回a的值</p><p>  reti ;返回主程序</p><p>  delay: MOV r7,#02 ;125秒</p><p>  d2: MO

55、V r4,#125</p><p>  d3: MOV r3,#248</p><p>  djnz r3,$</p><p>  djnz r4,d3</p><p>  djnz r7,d2</p><p>  dj

56、nz r5,delay ;決定節(jié)拍</p><p><b>  ret</b></p><p>  delay1: MOV r4,#20</p><p>  d4: MOV r3,#248</p><p>  djnz

57、 r3,$</p><p>  djnz r4,d4</p><p><b>  ret</b></p><p>  org 300h</p><p><b>  table:</b></p><p>  dw

58、 64260,64400,64524,64580</p><p>  dw 64684,64777,64820,64898</p><p>  dw 64968,65030,65058,65110</p><p>  dw 65157,65178,65217</p><p>  so

59、ng: ;第一首歌</p><p>  db 42h,44h,22h,14h,24h,44h,42h,52h,64h,04h</p><p>  db 52h,54h,42h,54h,52h,82h,82h,62h,62h,52h,64h,42h,44h,22h,14h,84h,62h,52h,62h,52h,44h,52h,54h,42h,52h,54h,62h</p

60、><p>  db 52h,42h,22h,52h,44h,42h,44h,22h,14h,24h,42h,44h,52h,64h,52h,54h,42h,54h,52h,82h,82h,62h,62h,52h,64h</p><p>  db 42h,42h,42h,22h,14h,84h,62h,52h,62h,52h,48h,52h,54h,42h,52h,54h,62h,52h,42h

61、,22h,52h,48h,62h,84h,82h,84h,82h</p><p>  db 92h,82h,62h,52h,48h,92h,0b2h,92h,82h,62h,52h,42h,22h,54h,52h,62h,62h,54h,62h,84h,82h,84h,84h,92h,82h,62h,52h,44h,02h,22h,42h,22h,12h,54h,64h,44h,04h</p>&l

62、t;p><b>  db 00h</b></p><p>  song1: ;第2首歌</p><p><b>  ;1</b></p><p>  db 44h,54h,64h,44h</p><p>  db 44h,54h,64h,44

63、h</p><p>  db 64h,74h,88h</p><p>  db 64h,74h,88h</p><p><b>  ;2</b></p><p>  db 82h,92h,82h,72h,64h,44h</p><p> 

64、 db 82h,92h,82h,72h,64h,44h</p><p>  db 44h,84h,48h</p><p>  db 44h,14h,48h</p><p>  db 00h</p><p>  song2: ;第3首歌</p>

65、<p>  db 62h,82h,82h,62h,98h</p><p>  db 92h,0b2h,0b2h,82h,98h</p><p>  db 62h,82h,82h,52h,68h</p><p>  db 92h,0b2h,0b2h,82h,98h</p

66、><p><b>  ;2</b></p><p>  db 62h,82h,82h,62h,92h,92h,94h</p><p>  db 92h,0b2h,0b2h,92h,84h,94h</p><p>  db 0b8h,0b4h,04h</p>

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