【正文】 P1 口管腳寫入 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。 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 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “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，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(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)。 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門電流。當(dāng) P3 口寫入 “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。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示 表 P3 口被選功能 管腳 備選功能 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(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 5 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)。 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。 ALE/PROG： 當(dāng)訪問外部存儲(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，置位無效。 /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)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /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（ 0000HFFFFH），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）。 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。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性 : 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)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 芯片擦除： 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼 陣列全被寫 “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。 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。 硬件電路設(shè)計(jì) 6 設(shè)計(jì)一個(gè)音樂播放器，有三個(gè)按鍵 及控制按鈕 ：播放 /暫停、下一曲、上一曲； 通過控制按鈕控制單片機(jī)，播放所要求的音樂，并通過放大電路 和喇叭輸出聲音。同時(shí)通過 LED 燈顯示器，用來顯示所選曲目，該顯示器在音樂播放中關(guān)閉，一曲演奏結(jié)束時(shí)，或選曲時(shí)才顯示曲目信息 ，從而利于操作 。 電路 設(shè)計(jì) 原理 8 9 C 5 1單 片 機(jī)6 M H z晶 振 電 路電 源 電 路顯 示 電 路鍵 控 電 路復(fù) 位 電 路發(fā) 聲 電 路 圖 222 電路設(shè)計(jì)原理圖 總體電路設(shè)計(jì) 圖 223 總體電路圖 7 電路設(shè)計(jì) 89C51 單片機(jī)擁有 4KB 的 片內(nèi) ROM 和 128B 的片內(nèi) RAM。 ROM 和 RAM 的片外尋址范圍都為 64KB。單片機(jī)擁有 32 個(gè)并行口和 1 個(gè)串行口。在 89C51 單片機(jī)中存在 5個(gè)中斷源， 其中有兩個(gè)外部中斷源、兩個(gè)內(nèi)部中斷源和一個(gè)串行中斷源。 圖 224 89C51 單片機(jī) 通過 TXAL1 與 TXAL2 輸入時(shí)鐘信號(hào)，通過 ~ 輸出控制現(xiàn)實(shí)控制信號(hào)的顯示，有 、 與 分別作為上一曲、下一曲和開始暫停的控制輸入。 顯示電路 設(shè)計(jì) 顯示電路是一個(gè) 8 位共陰極 LED 數(shù)碼管。 單片機(jī)的 分別與數(shù)碼管的 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 DP 相連接。 圖 8 位共陰極 LED 燈 晶振 時(shí)間 電路 設(shè)計(jì) 晶振電路由兩個(gè) 30pF 的電容和一個(gè) 6Mhz 的晶體振蕩器組成。節(jié)點(diǎn) 1與單片 8 機(jī)的 XTAL2 相連接， 節(jié)點(diǎn) 2 與單片機(jī)的 XTAL1 相連接，從而為單片機(jī)提供時(shí)間信號(hào)，為音樂的播放節(jié)拍控制提供基本時(shí)間單位：當(dāng)晶體振蕩頻率為 ,定時(shí)器工作在方式 1 下時(shí)，若各音階相對(duì)應(yīng)的定時(shí)器計(jì)數(shù)初值為 X，則可根據(jù)下式計(jì)算 X： 1 6 61 / ( 2 ) ( 2 ) 1 2 / (6 1 0 )fX? ? ? ? ? 圖 226 晶振電路 控制 電路 設(shè)計(jì) 控制電路，鍵一與 相連、鍵二與 相連、鍵 3 與 相連。當(dāng)電鍵按下時(shí)接口接低電平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)音樂播放器的控制。鍵一聯(lián)通實(shí)現(xiàn) 上一曲更換，鍵二聯(lián)通實(shí)現(xiàn)下一曲更換，鍵三聯(lián)通實(shí)現(xiàn)開始暫停操作。 圖 227 復(fù)位電路 輸出 電路 設(shè)計(jì) 發(fā)聲電路由數(shù)字揚(yáng)聲器連接 接口實(shí)現(xiàn)音樂的輸出， 由控制電路發(fā)出操作指令后，單片機(jī)調(diào)用相應(yīng)程序，并將音樂信號(hào)由 口輸出，通過驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲 9 器發(fā)出美妙的音樂。 圖 228 輸出 電路 總體流程圖 主程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化后，進(jìn)入曲目識(shí)別子程序，進(jìn)行歌曲曲目判斷。確定歌曲曲目后，數(shù)碼管再進(jìn)行顯示。然后，子程序?qū)κ欠癫シ胚M(jìn)行循環(huán)判斷，得到播放中斷的指令后再進(jìn)行 播放。 執(zhí)行播放后，關(guān)閉數(shù)碼管顯示并調(diào)用查表子程序進(jìn)行播放音樂。在播放音樂的過程中，查表子程序循環(huán)判斷音樂是否結(jié)束。當(dāng)音樂結(jié)束時(shí)，程序跳轉(zhuǎn)回曲目識(shí)別子程序。 10 開 始播 放 音 樂數(shù) 碼 管 顯 示關(guān) 閉 顯 示判 斷 是 否 結(jié) 束否是上 一 曲 、 下 一 曲播 放 /暫 停初 始 化查 詢 歌 曲 曲 目等 待 播 放結(jié) 束 圖 31 總體流程圖 音調(diào)的高低用音階表示，不同的音階對(duì)應(yīng)不同的頻率。因此，不同頻率的方波就可以產(chǎn)生音階，音階與頻率的關(guān)系見表 1。由于頻率的倒數(shù)是周期，因此可由單片機(jī)中的定時(shí)控制方波周期，當(dāng)定時(shí)器計(jì)數(shù)溢出時(shí)產(chǎn)生中斷。將與揚(yáng)聲器連 11 接的 取反后就可得到方波的周期， 從而達(dá)到了控制頻率，即音階的目的。 音階與頻率的關(guān)系及 如下表： 音階 頻率（ Hz） 定時(shí)器初值 音階 頻率（ Hz） 定時(shí)器初值 音階 頻率（ Hz） 定時(shí)器初值 1 2 3 4 5 6 7 0 131 147 165 175 196 220 247 0 0F85EH 0F933H 0F9F0H 0FA49H 0FAE6H 0FB74H, 0FBF4H 0100H 1 2 3 4 5 6 7 0 262 294 330 349 392 440 494 0 0FC2FH 0FC99H 0FCF8H 0FD22H 0FD73H 0FDBAH 0FDFAH 0100H 1 2 3 4 5 6 7 0 523 587 659 698 784 880 988 0 0FE17H 0FE4CH 0FE7CH 0FE91H 0FEB9H 0FEDDH 0FEFDH 0100H 低八度音 中音 高八度音 注： 0表示簡譜中的空拍 表 32 方式 1 下定時(shí)器的初值 當(dāng)晶體振蕩頻率為 ,定時(shí)器工作在方式 1下時(shí)，若各音階相對(duì)應(yīng)的定時(shí)器計(jì)數(shù)初值為 X，則可根據(jù)下式計(jì)算 X： 1 6 61 / ( 2 ) ( 2 ) 1 2 / (6 1 0 )fX? ? ? ? ? 音調(diào)的長短用節(jié)拍數(shù)表示（例如 1/4 拍、 2/4 拍、??），不同節(jié)拍數(shù)的不同音符的組合形成樂譜。程序中，音的節(jié)拍可由延時(shí)子程序?qū)崿F(xiàn)。延時(shí)子程序設(shè)定為四分之一拍，節(jié)拍值只能是它的整數(shù)倍。 單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率脈沖信號(hào)的原理： （ 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 腳上得到此頻率的脈沖。 （ 2）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： 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）。 計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系公式如下： N=Fi/2/Fr 第 3 章 系統(tǒng)軟件原理及設(shè)計(jì) 12 （ N：計(jì)數(shù)值， Fi：內(nèi)部計(jì)時(shí)一次為 1uS，故其頻率為 1MHz， Fr：要產(chǎn)生的頻率 ） （ 3） 其計(jì)數(shù)值的求法如下： T=65536N=65536Fi/2/Fr 計(jì)算舉例： 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。 T=65536N=65536Fi/2/Fr=655361000000/2/Fr=65536500000/Fr 低音 DO 的 T=65536500000/262=63627 中音 DO 的 T=65536500000/523=64580 高音 DO 的 T=65536500000/1047=65059 （ 4） 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 ： 音 符 頻率（ Hz） 簡譜碼（ T值） 音 符 頻率（ Hz） 簡譜碼（ T值） 低 1DO 262 63628 4FA 740 64860 1DO 277 63731 中 5SO 784 64898 低 2RE 294 63835 5SO 831 64923 2RE 311 63928 中 6LA 880 64968 低 3M 330 64103 6 932 64994 低 4FA 349 64204 中 7SI 988 65030 4FA 370 64260 高 1DO 1046 65058 低 5SO 392 64261 1DO 1109 65085 5SO 415 64400 高 2RE 1175 65110 低 6LA 440 64443 2RE 1245 65124 6 466 64524 高 3M 1318 65157 低 7SI 494 64524 高 4FA 1397 65178 中 1DO 523 64331 4FA 1480 65189 表 331 C 調(diào)各音符頻率與計(jì)數(shù)值 T 的對(duì)照表（ 5） 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 秒， 1/4 拍是 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。 1/4 節(jié)拍 1/8 節(jié)拍 節(jié)拍碼 節(jié)拍數(shù) 節(jié)拍碼 節(jié)拍數(shù) 1 1/4 拍 1 1/8 拍 2 2/4 拍 2