【正文】 第二功能 P30 RXD 串行口輸入 P31 TXD 串 行 口 輸 出 P32 外部中斷 0 輸入 P33 外部中斷 1 輸入 P34 T0定時器 0的外部輸入 P35 T1 定時器 1 的外部輸入 P36 寫選通控制輸入 P37 讀選通控制輸入 控制引腳 RSTVpdALEPROGPSENEAVpp 組成了MSC51的控制總線 RSTVpd9腳復(fù)位信號輸入端高電平有效第二功能加 5V備用電源可以實現(xiàn)掉電保護(hù) RAM 信息不丟失 ALEPROG 30 腳地址鎖存信號輸出端 第二功能編程脈沖輸入 PSEN29 腳外部程序存儲器讀選通信號 EAVpp 31 腳外部程序存儲器使能端 第二功能編程電壓輸入 端 21V 1 構(gòu)成按鍵陣列可以掃描十六個按鍵但本次設(shè)計只用到十個按鍵 生及放大器模塊 由非門 74LS04三極管 9014揚聲器電阻組成的外部驅(qū)動發(fā)音電路該電路部分接于 P30 端引出經(jīng)過外部非門和三極管的驅(qū)動通過揚聲器發(fā)出音樂 23 設(shè)計軟件介紹 本設(shè)計利用 KEIL 編程軟件對音樂盒源程序進(jìn)行編程并調(diào)試配合 PROTEUS 仿真軟件對硬件進(jìn)行仿真調(diào)試 PROTEUS 軟件簡介 Proteus 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公 司它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能還能仿真單片機及外圍器件它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具雖然目前國內(nèi)推廣剛起步但已受到單片機愛好者從事單片機教學(xué)的教師致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 仿真軟件 從原理圖布圖代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真一鍵切換到 PCB 設(shè)計真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計是目前世界上唯一將電路仿真軟件 PCB 設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺其處理器模型支持8051HC11PIC101216182430DsPIC33AVRARM8086 和 MSP430 等 2020 年即將增加Cortex 和 DSP 系列處理器并持續(xù)增加其他系列處理器模型在編譯方面它也支持IARKeil 和 MPLAB 等多種編譯器 單片機開發(fā)中除必要的硬件外同樣離不開軟件我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法一種是手工匯編另一種是機器匯編目前已極少使用手工匯編的方法了機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼用于 MCS51 單片機的匯編軟件有早期的 A51 隨著單片機開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展 Keil軟件是目前最流行開發(fā) MCS51系列單片機的軟件這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持 Keil即可看出 Keil提供了包括 C編譯器宏匯編連接器庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案通過一個集成開發(fā)環(huán)境 uVision 將這些部份組合在一起運行 Keil 軟件需要Pentium 或以上的 CPU16MB 或更多 RAM20M 以 上 空 閑 的 硬 盤 空 間WIN98NTWIN2020WINXP 等操作系統(tǒng)掌握這一軟件的使用對于使用 51 系列單片機的愛好者來說是十分必要的如果你使用 C 語言編程那么 Keil 幾乎就是你的不二之選目前在國 內(nèi)你只能買到該軟件而你買的仿真機也很可能只支持該軟件即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程其方便易用的集成環(huán)境強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊容易理解在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢第三章 硬件設(shè)計 31 總體設(shè)計框圖 圖 31 總體設(shè)計框圖 32 各部分硬件設(shè)計及其原理 AT89C51 簡介 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器 FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory 的低電壓高性能 CMOS 8 位微處理器俗稱單片機 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100次該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中 ATMEL的 AT89C51是一種高效微控制器 AT89C2051是它的一種精簡版本 AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案外形及引腳排列如圖所示 圖 32 AT89C51 系列單片機 LED 顯示電路設(shè)計與原理 LED 顯示電路是由 8個 LED 發(fā)光二極管組成連接方式為共陽極 LED 接到單片機的 P1 口若為低電平可使 LED 亮起發(fā)光二極管的亮滅由內(nèi)部程序控制 8 個 LED發(fā)光二極管分別對應(yīng)不同的音階所以 LED 會隨著音階的變化按規(guī)律亮滅 時鐘振蕩電路 AT89C51 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器引腳 XTAL1和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或者陶瓷諧振器一起構(gòu)成自然振蕩器外接石英晶體及電容 C1C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路對外接電容 C1C2 雖然沒有什么嚴(yán)格的要求但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低振蕩器工作的穩(wěn)定性起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性如果使用石英晶體我們推薦電容使用 30PF10PF 而如果使用陶瓷振蕩器建議選擇 40PF10PF 用戶也可以采用外部時鐘采用外部時鐘的電路如圖示這種情況下外部時鐘脈沖接到 XTAL1端即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端 XTAL2則懸空由于外部時鐘信號是通過一個 2 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應(yīng) 符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求振蕩器電路圖如下 圖 33 單片機內(nèi)部外部振蕩電路 33 系統(tǒng)硬件電路圖及功能 總體硬件電路實現(xiàn)功能如下如圖 34 所示 電路中用 P32P17 控制 LED P23 控制蜂鳴器 電路為 12MHZ 晶振頻率工作起振電路中 C1C2 均為 30PF 圖 34 硬件電路圖 第四章 軟件設(shè)計 硬件電路和軟件程序是組成一個系統(tǒng)不可缺少的兩部分二者的正確與否將直接影響整個程序的可實現(xiàn)性在上一章中已經(jīng)將整個系統(tǒng)的硬件部分作了介紹在這一章中將就系統(tǒng)的軟件部分加以分析說明 Hz 剛好是中音 DO 的頻率 523Hz 的一倍中音 DO 的頻率 523Hz 剛好是低音 DO頻率 266 Hz 的一倍同樣的高音 RE 的頻率 1175Hz 剛好是中音 RE 的頻率 587Hz的一倍中音 RE 的頻率 587Hz 剛好是低音 RE 頻率 294 Hz 的一倍 1 要產(chǎn)生音頻脈沖只要算出某一音頻的周期 1 頻率然后將此周期除以 2即為半周期的時間利用定時器計時這半個周期時間每當(dāng)計時到后就將輸出脈沖的 IO 反相然后重復(fù)計時此半周期時間再對 IO 反相就可在 IO 腳上得到此頻率的脈沖 2 利用 AT89C51 的內(nèi)部定時器使其工作在計數(shù)器模式 MODE1 下改變計數(shù)值 TH0 及 TL0 以產(chǎn)生不同頻率的方法 此 外結(jié)束符和休止符可以分別用代碼 00H 和 FFH 來表示若查表結(jié)果為00H 則表示曲子終了若查表結(jié)果為 FFH 則產(chǎn)生相應(yīng)的停頓效果 3 例如頻率為 523Hz 其周期 T 1523 1912us 因此只要令計數(shù)器計時956us1us 956 在每次技術(shù) 956 次時將 IO 反相就可得到中音 DO523Hz 計數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系公式如下 N Fi2Fr N 計算值 Fi 內(nèi)部計時一次為 1us 故其頻率為 1MHz 其計數(shù)值的求法如下 T 65536N 65536Fi2Fr 例如設(shè) K 65536F 1000000 Fi 1MHz 球低音 DO261Hz 中音 DO523Hz 高音的DO1046Hz 的計算值 T 65536N 65536Fi2Fr 6553610000002Fr 65536500000Fr 低音 DO 的 T 65536500000262 63627 低音 DO 的 T 65536500000523 64580 低音 DO 的 T 655365000001047 65059 C 調(diào)各音符頻率與計數(shù)值 T 的對照表如表 41 所示 表 41 C 調(diào)各音符頻率與計數(shù)值 T 的對照表 低音 頻率 T 參數(shù) 中音 頻率 T 參數(shù) 高音 頻率 T 參數(shù) Do 262 1908 229 Do 523 956 115 Do 1046 57 57 Do＃ 277 1805 217 Do＃ 5