【正文】 在給出地址 “1” 時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口： P3 口管腳是 8個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。當 P3 口寫入 “1” 后，它們被內部上拉為高電平，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。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下 表 所示： 河南理工大學本科課程設計報告 10 表 各管腳其它功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，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， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， 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，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內部鎖定為 RESET；當/EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入 。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出 LED 數(shù)碼管 本次設計的顯示電路采用 LED 數(shù)碼管顯示， LED（ LightEmitting Diode）河南理工大學本科課程設計報告 11 是一種外加電壓從而流過電流并發(fā)出可見光的器件。 LED 是屬于電流控制器件，使用時必須加限流電阻。 LED 有單個 LED和八段 LED 之分，也有共陰和共陽兩種。 常用的七段顯示器的結構如圖下圖所示。 （ a）外形 （ b）共陽極 (C)共陰極 圖 數(shù)碼管引腳 圖 發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱 為共陽極顯示器 (如圖 b所示 )，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器 (如圖 c所示 )。 1 位顯示器由八個發(fā)光二極管組成，其中七個發(fā)光二極管 a~g 控制七個筆畫（段）的亮或暗，另一個控制一個小數(shù)點的亮和暗，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，但控制簡單，使用方便 [5]。 此外，要畫出電路圖，首先還要搞清楚他的引腳圖的分布，在了解了正確的引腳圖后才能進行正確的字型段碼編碼。才能顯示出正確的數(shù)字來。 河南理工大學本科課程設計報告 12 3 軟件設計 本軟件設計關鍵是要實現(xiàn)一種由單片機控制的簡單音樂發(fā)生器， 它由 7音節(jié)組成的的鍵盤，用戶可以根據樂譜在鍵盤上進行演奏，音樂發(fā)生器會根據用戶的彈奏，通過蜂鳴器將音樂播放出來。 音樂相關知識簡述 音樂聽起來有的高，有的低，這就叫音高，音高是由發(fā)音物體振動頻率的高低決定的，頻率高聲音就高，頻率低，聲音就低，不同音調的樂音是用 C、 D、 E、F、 G、 A、 B表示的，這 7個字母就是樂音的音名，它們一般依次唱成 DO、 RE、MI、 FA、 SO、 LA、 SI，這是唱曲時樂音的發(fā)音，所以叫唱名。 音持續(xù)時間的長短即時值，一般用拍數(shù)表示，休止符表示暫停發(fā)音。 一首音樂是由許多不同的音符 組成的，而每個音符對應著不同的頻率，這樣就可以利用不同頻率的組合，加以與拍數(shù)對應的延時，構成音樂。 利用單片機實現(xiàn)節(jié)拍控制原理 除了音符以外，節(jié)拍也是音樂的關鍵組成部分。 節(jié)拍實際上就是音持續(xù)時間的長短，在單片機系統(tǒng)中可以用延時來實現(xiàn)，如果 1/4 拍的延時是 秒，則 1拍的延時是 秒，只要知道 1/4 拍的延時時間，其余的節(jié)拍延時時間就是它的陪數(shù)。如果單片機要自己播放音樂，那么必須在程序設計中考慮到節(jié)拍的設置，由于本例實現(xiàn)的音樂發(fā)生器是由用戶通過鍵盤輸入彈奏樂曲的，所以節(jié)拍由用戶掌握，不由程序控制 。 對于不同的曲調我們也可以用單片機的另外一個定時 /計數(shù)器來完成 [7]。音樂的音拍，一個節(jié)拍為單位（ C調）具體如下表： 表 音樂節(jié)拍表 曲調值 DELAY 曲調值 DELAY 調 4/4 125ms 調 4/4 62ms 調 3/4 187ms 調 3/4 94ms 調 2/4 250ms 調 2/4 125ms 了解音樂的一些基本知識后可知，產生不同頻率的音頻脈沖即能產生音樂，對于單片機而言，產生不同頻率有脈沖非常方便，可以利用它的定時 /計數(shù)器來產生這樣的方波頻率信號，因此，需要弄清楚音樂中的音符 和對應的頻率，以及單片機定時計數(shù)的關系。 在本設計中，單片機工作于 12MHZ 時鐘頻率，使用其定時 /計數(shù)器 T0，工作河南理工大學本科課程設計報告 13 模式為 1，改變計數(shù)值 TH0 和 TL0 可以產生不同頻率的脈沖信號，在此情況下，C調的各音符頻率與計數(shù)值 T的對照如表 32 所示。 T的值決定了 TH0 和 TL0 的值，其關系為： TH0=T/256， TL0=T/256 系統(tǒng)總體功能流程圖 圖 主程序框圖 N 定時器初始化數(shù)碼管顯示 0 主程序 開始 循環(huán)檢測按鍵 Y 數(shù)碼管顯示 蜂鳴器發(fā)聲 河南理工大學本科課程設計報告 14 4 Proteus軟件仿真 仿真圖形 圖 Proteus 仿真圖 系統(tǒng)調試 電路調試是整個系統(tǒng)功能否實現(xiàn)的關鍵步驟，我們將整個調試過程分為三大部分：硬件調試、軟件調試和綜合調試。 軟件仿真調試 軟件仿真調試主要是針對單片機部分進行調試。 在軟件運行前，先確保電路中連線正確，這一工作是整個調試工作的第一步，也是非常重要的一個步驟。在這部分調試中主要通過目測，用來完成檢測電路中是否存在斷路或者短路情況等。 在確保軟件仿真電路正常，無異常情況 (斷路或短路 )方可進行軟件運行，在本次設計中，軟件運行主要是測試單片機鍵盤控制部分、數(shù)碼管 點亮部分、和音頻功放電路調試。 A、數(shù)碼管 LED 電路調試：軟件運行，隨機按下按鈕可以看到數(shù)碼管顯示數(shù)字； B、單片機鍵盤控制部分調試：軟件運行，隨機按動鍵盤可以發(fā)現(xiàn)各個按鍵對應的音正確。 河南理工大學本科課程設計報告 15 仿真調試 調試主要方法和技巧：通常一個調試程序應該具備至少四種性能：跟蹤、斷點、查看變量、更改數(shù)值。整個程序是一個主程序調用各個子程序實現(xiàn)功能的過程，要使主程序和整個程序都能平穩(wěn)運行，各個模塊的子程序的正確與平穩(wěn)運行必不可少，所以在軟件調試的最初階段就是把各個子程序模塊進行分別調試。 河南理工大學本科課程設計報告 16 5 課程設計體會 這次實驗總共經歷了兩周的時間，從功能需求分析到功能分析，從程序的設計到程序的調試 ， 下載，最后終于完成了這次具有實際使用價值的實驗。 在設計中我運用自己平時學到的一些知識，以及自己在課下所查找的進行設計，剛開始遇到很多困難，包括對 使用匯編語言環(huán)境 語言的不熟悉，后來一起和同學研究，而一些課程設計中的故障，也請同學幫忙參考一下，最終找到了解決問題的答案 ，在程序修改中用了大量時間，但是是值得的 。我感覺自己在設計方面提高很大， 特別是在設計程序時，邏輯思維能力有 所加強 ，同時對以前所學的知識有了更深刻的認識，并進一步的得到了鞏固和提高，充分的做到了理論聯(lián)系實際，也使我認識到理論與實際的差別，通過該課程設計，不但對 單片機 有了較為全面的認識，而且相關的知識也有了足夠的掌握，我感覺最重要的還是設計思維的形成。更發(fā)現(xiàn)自己在平時學習中的缺陷。對以后的學習也有很大的幫助。 這次的單片機 課程設計，我所收獲的不僅是學習知識方面，更多的是生活方面。我了解到，在我們生活中，應該學會與別人共同分享，分享知識，分享問題，這樣更有助于我們的交流，有利于我們共同進步，有利于我們對學習養(yǎng)成良好的興趣。 最后，我要感謝那些帶我們課程設計的老師們 ， 感謝你們對我們的耐心，感謝你們對我們的鼓勵，讓我們有信心繼續(xù)下去，成功走到最后。 參考文獻 [1] 張毅剛 .MCS51 單片機應用設計 [M]． 哈爾濱工業(yè)大學出版社， 2021 [2] 龍威林 .單片機應用入門 :AT89S51 和 AVR[M].北京 :化學工業(yè)出版社 ,2021 [3] 張虹 .單片機原理及應用 [M].北京 :中國電力出版社 ,2021. [4] 張毅剛 .MCS51 單片機應用設計 [M]．哈爾濱工業(yè)大學出版社， 2021 [5] 徐新艷．單片機原理、應用與實踐 [M]．北京：高等教育出版社， 2021 年 3 月． 河南理工大學本科課程設計報告 17 附：源程序代碼 ORG 00H JMP START ORG 0BH JMP EXT0 ORG 1BH JMP EXT1 START: MOV TMOD,00010001B MOV IE,10001010B SETB MOV C, JC START1 JMP START2 START1: JNB ,DY JMP START11 DY: MOV P2,06H JNB ,DK1 JNB ,DK2 JNB ,DK3 JNB ,DK4 JNB ,DK5 JNB ,DK6 JNB ,DK7 JMP START DK1: MOV P0, 06H MOV R1,0F8H MOV R0,8CH MOV TH0,R1 MOV TL0,R0 SETB TR0 LCALL DELAY