【正文】 電壓位5（1177。）V，且典型值為5V。AT89C52最高工作頻率為24MHZ，編程頻率為3～24HZ，編程啟動電流為1mA。[4] 引腳排列及功能 AT89C52的引腳排列如圖31所示：首先對于I/O口線做一介紹：P0口—8位、漏極開路的雙向I/O口。當使用片外存儲器及外擴I/O口時，P0口作為低字節(jié)地址/數(shù)據(jù)復用線。在編程時，P0口可用于接收指令代碼字節(jié)；在校驗時，P0口可輸出指令字節(jié)（須外加上拉電阻）。P0口也可做通用I/O口使用，但需加上拉電阻，變?yōu)闇孰p向口。當作為普通輸入時，應將輸出鎖存器置1。P0口可驅(qū)動8個TTL負載。P1口—8位、準雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻。P1口是為用戶準備的I/O口雙向口。在編程和校驗時，可用做輸入低8位地址。用做輸入時，應先將輸出鎖存器置1。P1口可驅(qū)動4個TTL負載。P2口—8位、準雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻。當使用片外存儲器或外擴I/O口時，P2口輸出高8位地址。在編程/校驗時，P2口可接收高字節(jié)地址和某些控制信號。 圖31 AT89C52引腳排列圖P2口也可做普通I/O口使用。用做輸入時，應先將輸出鎖存器置1。P1口可驅(qū)動4個TTL負載。P3口—8位、準雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電阻。P3口可做普通I/O口使用。用做輸入時，應先將輸出鎖存器置1。在編程/校驗時，P3口接收某些控制信號。它可驅(qū)動4個TTL負載。 編程與效驗方式AT89C52的編程、校驗、程序鎖定位的編程和片擦除等操作與AT89C51相同只是地址空間為0000H～1FFFH。表31 AT89C52編程電標志 頂端標志型號編程電壓VPP=5V編程電壓VPP=12VAT89C52AT89C52AT89C52XXXX5XXXXYYWWYYWWAT89C52的編程電壓VPP為12V或5V，在產(chǎn)品封裝的頂部印有編程電壓標志，如表31所列： 晶振電路部分單片機要想工作必須要在XTAL1和XTAL2端口加晶振電路，單片機工作速度也是由晶振電路決定的。[5]典型的晶振電路如圖32所示：圖32 晶振電路在晶振電路中，電路中電容C3和C4對振蕩頻率有微調(diào)作用，通常的取值范圍30177。10pF；石英晶體選擇6MHz或12MHz都可以。其結(jié)果只是機器周期時間不同，影響記數(shù)器的記數(shù)初值和運算速度。單片機最小系統(tǒng)包括晶振電路、復位電路、電源、接地。晶振電路已經(jīng)在上一節(jié)介紹了，下面簡單介紹下復位電路、電源、接地。論文采用微分型復位電路，電路圖如圖33所示， 圖33 微分型復位電路工作原理：高電平為例，電源上電時，VCC可以認為一階躍信號復位端電壓是由于下拉電阻R1在CPU復位端引起的電壓值。但在實際應用中，VCC不可能為理想的階躍信號。其主要原因有兩點：（1）穩(wěn)壓電源的輸出開關(guān)特性；（2）我們通常在設計電路時，為保證電源電壓穩(wěn)定性，往往在電源的輸入端并聯(lián)一個大電容，從而導致了VCC不可能為階躍信號特征。從而影響了的復位電壓的復位特性。、接地 單片機AT89C52所選用的是+5V的電源，可直接由穩(wěn)壓電源提供，接地直接接GND。 由以上晶振電路、復位電路、電源、接地即可組成單片機最小系統(tǒng)如圖34所示，圖34 單片機最小系統(tǒng) LED 顯示電路在播放器的設計中要顯示曲目的序號，在這里就要用到顯示電路。我們采用LED顯示電路。LED顯示電路有七段和八段之分，也有共陽和共陰之分，下面筆者做具體的介紹。 LED顯示的原理[6] LED數(shù)碼管機構(gòu)簡單，價格便宜。八段LED顯示管由八個發(fā)光二極管組成，編號為a,b,c,d,e,f,g和SP，分別與同名管腳相連。七段LED數(shù)碼管顯示比八段少一只發(fā)光管SP，其他與八段LED相同。八段LED數(shù)碼顯示管原理很簡單，是通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二極管是否點亮從而顯示不同的字形的。例如，若在共陰LED管的SP,g,f,e,d,c,b,a管腳上分別加上7FH控制電平（即SP上為0伏，不亮；其余為TTL高電平，全亮），則LED顯示管顯示字符為“8”。7FH是按SP，g,f,e,d,c,b,a順序排列后的十六進制編碼（0為TTL低電平，1為TTL高電平），長稱為字形碼。因此，LED顯示的字形不同，相應的字形碼也不同。由于B和8，D和0字形相同，故B和D均以小寫字母B和d顯示。對于八段LED管來書所有發(fā)光二極管陰極共連后接到引腳G上，G腳為控制端，用于控制LED是否點亮。若G腳接地，則LED被點亮；若G腳接TTL高電平，則它被熄滅。對于共陽八段LED數(shù)碼顯示管來說，若所有發(fā)光二極管陽極共連后接到G腳。正常顯示時，G腳接+5V，個發(fā)光二極管是否點亮取決于a~SP各引腳上是否是低電平0伏。因此，共陰共陽所需的字形碼恰好相反。51系列單片機對LED管的顯示分為靜態(tài)和動態(tài)兩種。靜態(tài)顯示的特點是各LED管能夠穩(wěn)定地同時顯示各字形；動態(tài)顯示是指各LED管能夠輪流一遍一遍地顯示各自字符，人由于視覺器官惰性，從而看到的是LED似乎在同時顯示不同字形。且動態(tài)顯示是采用軟件的辦法把欲顯示的十六進制數(shù)或BCD碼轉(zhuǎn)換成相應的形碼地址和偏移量，故它通常需要在RAM區(qū)建立一個顯示緩沖區(qū)。顯示緩沖區(qū)內(nèi)包含的存儲單元個數(shù)常和系統(tǒng)中LED顯示器個數(shù)相等。顯示緩沖區(qū)的起始地址很重要，它決定了顯示緩沖區(qū)在RAM中的位置。顯示緩沖區(qū)中的每個存儲單元用于存放相應的LED顯示管欲顯示字符的字形碼的地址偏移量，故CPU可以根據(jù)這個地址偏移量通過查字形碼表找出所顯示字符的字形碼，以便送到字形口顯示。圖a)為八段共陰LED顯示管原理圖，圖b)為八段共陽LED顯示管原理圖，八段LED數(shù)碼管的原理圖如圖35所示：圖a) 八段共陰LED顯示管原理圖 圖b) 八段共陽LED顯示管原理圖 圖35 八段LED顯示管原理圖[7] LED顯示模塊在單片機系統(tǒng)中，通常用LED數(shù)碼顯示器來顯示各種數(shù)字或符號。由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長的特點，因此使用非常廣泛。這是本次系統(tǒng)設計選用它的原因。八段LED顯示器由8個發(fā)光二極管組成。基中7個長條形的發(fā)光管排列成“日”字形，另一個賀點形的發(fā)光管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點用，它能顯示各種數(shù)字及部份英文字母。LED顯示器有兩種不同的形式：一種是8個發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極LED顯示器；另一種是8個發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極LED顯示器。八段LED顯示器如圖36所示：共陰和共陽結(jié)構(gòu)的LED顯示器各筆劃段名和安排位置是相同的。當二極管導通時，相應的筆劃段發(fā)亮，由發(fā)亮的筆劃段組合而顯示的各種字符。8例如，對于共陰LED顯示器，當公共陰極接地（為零電平），而陽極hgfedcba各段為0111011時，顯示器顯示P字符，即對于共陰極LED顯示器，“P”字符的字形碼是73H。如果是共陽LED顯示器，公共陽極接高電平，顯示“P”字符的字形代碼應為10001100（8CH）。圖36 八段LED顯示器 LED顯示電路的設計[8]作者選擇的是共陽結(jié)構(gòu)的LED顯示器，這樣只要在公共端接高電平就可以了，若用共陰結(jié)構(gòu)的LED顯示器還要加驅(qū)動芯片，這樣不僅增加了成本，又降低了穩(wěn)定性。LED顯示有靜態(tài)掃描和動態(tài)掃描兩種，在方案比較中已經(jīng)介紹過，由于論文要顯示八位LED，所以選擇的是動態(tài)掃描方式。動態(tài)掃描顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一。其接口電路是把所有顯示器的8個筆劃段ah同名端連在一起，而每一個顯示器的公共極COM是各自獨立地受I/O線控制。CPU向字段輸出口送出字形碼時，所有顯示器接收到相同的字形碼，但究竟是那個顯示器亮，則取決于COM端，而這一端是由I/O控制的，所以我們就可以自行決定何時顯示哪一位了。而所謂動態(tài)掃描就是指采用分時的方法，輪流控制各個顯示器的COM端，使各個顯示器輪流點亮。在輪流點亮掃描過程中，每位顯示器的點亮時間是極為短暫的（約1ms），但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應，盡管實際上各位顯示器并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。播放器顯示電路模塊設計的電路圖如圖37所示：設計選用的是八段共陽數(shù)碼管，在電路中，P0口傳送的是顯示段碼，P2口傳送的是顯示位碼。設計的關(guān)鍵點：動態(tài)電流的計算，動態(tài)掃描周期的確定，所謂動態(tài)驅(qū)動實際就是分時點亮不同位置的數(shù)碼管，由于人眼的惰性，當亮度熄滅的時間小于1/25秒時，給人們感覺是亮度沒變。每位數(shù)碼管點亮時間T=25ms/數(shù)碼管位數(shù)；T=25/8=，在這取2ms。數(shù)碼管每段平均電流I=段靜態(tài)顯示的驅(qū)動電流*數(shù)碼管的位數(shù)；I=5mA*8位=40mA；每位數(shù)碼管的平均電流Ia=每段的電流*數(shù)碼管的段數(shù)；Ia=20mA*8段=160mA；R=()/=。所以在此處R1~R3取2KΩ。圖37 音樂播放器LED顯示電路設計 電源部分系統(tǒng)工作需要電源，本設計所需電源電壓為+5V，而所提供的為+24V電壓，所以本文也要對電源電路進行設計，以滿足系統(tǒng)的工作要求，LM2575產(chǎn)生的為+5V電壓，以下作詳細介紹。人們常用7805穩(wěn)壓塊產(chǎn)生5V電壓。但7805的一個明顯缺點，是當輸入電壓大于12伏時，發(fā)熱會很厲害，最大的輸入電壓也只能到15伏左右。原因在于7805屬于線性穩(wěn)壓。即如果輸入 12V，就有7V電壓是完全的發(fā)熱浪費掉。解決這個問題的有效方法是改用開關(guān)式的電源IC。[9]LM2575的系統(tǒng)主要特性如下：1. 、115伏，及可以調(diào)整輸出電壓的版本可供選擇。比如本文介紹的 LM2575 , 就是固定+5V的輸出。2． (HV版本可達到57V)。3．最大輸出電流為1A。4．最大輸出電壓為40V （HV版本可達60V）。5．只需要4只外圍原件。6．內(nèi)部振蕩頻率為52K。7．TTL關(guān)閉功能，待機狀態(tài)極低功耗。8．使用高可靠的標準電感 (330uH)。9．溫度及電流限制保護。10．版本提供增加的測試功能。 概述LM2575系列開關(guān)穩(wěn)壓集成電路是美國國家半導體公司生產(chǎn)的1A集成穩(wěn)壓電路，它內(nèi)部集成了一個固定的振蕩器，只須極少外圍器件便可構(gòu)成一種高效的穩(wěn)壓電路，可大大減小散熱片的體積，而在大多數(shù)情況下不需散熱片；內(nèi)部有完善的保護電路，包括電流限制及熱關(guān)斷電路等；芯片可提供外部控制引腳。是傳統(tǒng)三端式穩(wěn)壓集成電路的理想替代產(chǎn)品。[10] 該系列分為LM157LM2575及LM2575HV三個系列，其中LM1575為軍品級產(chǎn)品，LM2575為標準電壓產(chǎn)品，LM2575HV為高電壓輸入產(chǎn)品。、5V、12V、15V及可調(diào)（ADJ）等多個電壓檔次產(chǎn)品。除軍品級產(chǎn)品外，其余兩個系列均提供TO200直腳、TO220彎腳、塑封DIP16腳、表面安裝DIP24腳、表面安裝T）2635腳等多種封裝形式，并分別用后綴T、Flow LBN、M、S表示。對于5V輸出的LM2575產(chǎn)品，不同的封裝形式，、 Flow LB0LM2575N 。 引腳圖圖38是LM2575集成穩(wěn)壓器的兩種引腳圖：其引腳功能如下：1. VIN 穩(wěn)壓電壓輸入端。2. OUTPUT 開關(guān)電壓輸出端接電感或快速恢復二極管。3. GND 公共端。4. FEEDBACK 反饋輸入端。圖38 LM2575集成穩(wěn)壓器的兩種引腳圖[11]5. ON\OFF 控制輸入端，接公共端時，穩(wěn)壓電路工作；接高電平時，穩(wěn)壓路停止。 工作原理 LM2575的內(nèi)部框圖如圖39所示，該框圖對應于TO220封裝的引腳。其中R1=1kΩ（ADJ時開路），（）、（5V）、（12V）、（15V）和0（ADJ），可以看出LM2575內(nèi)含52kHz振蕩器、基準電路、熱關(guān)斷電路、電流限制電路、放大器、比較器及內(nèi)部穩(wěn)壓等電路。將穩(wěn)壓輸出的電壓接到反饋輸入端的目的是同內(nèi)部電壓基準比較，若電壓偏低，則用放大器來控制內(nèi)部振蕩器以提高輸出占空比，從而提高輸出電壓。[12]圖39 LM2575內(nèi)部框圖 電源電路的設計LM2575的設計電路如圖310所示：(備注：圖中的1N5819是最高耐壓40V的肖特基二極管)此電路圖為LM2575應用的經(jīng)典電路圖，未經(jīng)過處理的電壓由Vin端口接入，基準電壓從Fb口輸出，給系統(tǒng)各個部分供電。內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖311所示：圖310 電源電路的設計電路圖[13] 圖311 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖從上面的結(jié)構(gòu)圖可以看出，不同輸出版本的區(qū)別，只是電阻R1與R2的區(qū)別。以下對照表： 音頻功率放大電路由于C52芯片輸出的音頻信號很微弱,不能直接去驅(qū)動揚聲器,因此需要一個音頻放大電路對輸出的音頻信號進行放大,然后再去驅(qū)動揚聲器。我們采用由集成功率放大器LM386組成的音頻功率放大器。[14]表32 音頻功率放大器R1R25V12V15V輸出電壓可調(diào)Open0 功率放大原理[15]一、數(shù)字功放與D類功放的區(qū)別 常見D類功放（PWM功放）的工作原理：PWM功放只能接受模擬音頻信號，用內(nèi)部三角波發(fā)生器產(chǎn)生的三角波和它進行比較，其結(jié)果就是一個脈寬調(diào)制信號（PWM），然后將PWM信號放大并還原成模擬音頻信號。因此，PWM功放是用脈沖寬度對模擬音頻幅度進行模擬的，其信息的傳遞過程是模擬的、非量化的、非代碼性的。并且由于目前器件性能的限制，PWM功放不可能采用太高的采樣頻率，在性能指標上尚達不到HiFi級的水平。而數(shù)字功放采用一些寬度固定的脈沖來數(shù)字地量化、編碼模擬音頻信號，使音頻信號的還原更為真實。二、數(shù)字功放和模擬功放的區(qū)別