【正文】 目錄 1緒論 ................................................................................................. 1 單片機(jī)概述 .................................................................................1 課題概述 .....................................................................................2 2系統(tǒng)硬件原理及設(shè)計(jì) ....................................................................... 3 核心器件 AT89C51 介紹 .............................................................3 硬件電路設(shè)計(jì) ............................................................................5 設(shè)計(jì)目的 ................................................................................5 電路設(shè)計(jì)原理 .......................................................................6 總體電路設(shè)計(jì) .......................................................................6 單 片機(jī)電路設(shè)計(jì) ....................................................................7 顯示電路設(shè)計(jì) .......................................................................7 晶振時(shí)間電路設(shè)計(jì) ................................................................7 控制電路設(shè)計(jì) .......................................................................8 輸出電路設(shè)計(jì) .......................................................................8 .................................................................................. 9 總體流程圖 .................................................................................9 單片機(jī)音階代碼實(shí)現(xiàn) ................................................................. 10 單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率脈沖信號(hào)的原理： .................................. 11 音樂代碼實(shí)現(xiàn) ........................................................................... 13 音樂代碼庫的建立方法 ....................................................... 13 選曲 ..................................................................................... 14 歌曲的設(shè)計(jì) .......................................................................... 14 鍵控子程序 ............................................................................... 17 播放 /暫停子程序 ................................................................ 18 曲目選擇子程序 .................................................................. 19 ................................................................................ 21 仿真平臺(tái) ................................................................................... 21 仿真測(cè)試 ................................................................................... 21 測(cè)試總結(jié) ................................................................................... 24 心得體會(huì) ........................................................................................... 24 參考文獻(xiàn) ........................................................................................... 25 附錄一：程序設(shè)計(jì) ....................................................................... 26 1 1緒論 單片機(jī)概述 單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完 成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講，一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。 MCS51 單片機(jī)是美國 INTEL 公司于 1980 年推出的產(chǎn)品，與 MCS 48 單片機(jī)相比，它的結(jié)構(gòu)更先進(jìn)，功能更強(qiáng)，在原來的基礎(chǔ)上增加了更多的電路單元和指令，指令數(shù)達(dá) 111 條， MCS51 單片機(jī)可以算是相當(dāng)成功的產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在，MCS51 系列或其兼容的單片機(jī)仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品，各高校及專業(yè)學(xué)校的培訓(xùn)教材仍與 MSC51 單片機(jī)作為代表進(jìn)行理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。 MCS51 系列單片機(jī)主要包括 803 8051 和 8751 等通用產(chǎn)品。 DP51S 單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀是由廣州致遠(yuǎn)電子有限公司設(shè)計(jì)的 DP 系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀之一，是一種功能強(qiáng)大的單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)、調(diào)試。單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分為如下幾個(gè)范疇： 一、在智能儀器儀表的應(yīng)用 單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、 壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。 二、在家用電器中的應(yīng)用 可以這樣說，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯煲、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門，無所不在。 三、在工業(yè)控制中的應(yīng)用 用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。 單片 機(jī)現(xiàn)在可以說是百花齊放，百家爭(zhēng)鳴的時(shí)期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī)，從 8 位、 16 位到 32 位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流 C51 系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的 2 應(yīng)用提供了廣闊的天地。 縱觀單片機(jī)的發(fā)展過程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，大致有： 一、 微型單片化 現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器（ CPU）、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（ RAM）、只讀程序存儲(chǔ)器（ ROM）、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了 如 A/D 轉(zhuǎn)換器、PMW（脈寬調(diào)制電路）、 WDT（看門狗）、有些單片機(jī)將 LCD（液晶）驅(qū)動(dòng)電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。甚至單片機(jī)廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。 此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機(jī)除了功能強(qiáng)和功耗低外，還要求其體積要小?，F(xiàn)在的許多單片機(jī)都具有多種封裝形式，其中SMD（表面封裝）越來越受歡迎，使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。 二、 低功耗 CMOS 化 MCS51 系列的 8031 推出時(shí)的功耗達(dá) 630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100mW 左右，隨著對(duì)單片機(jī)功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各 個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了 CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）。像 80C51 就采用了 HMOS（即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）和 CHMOS（互補(bǔ)高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）。 CMOS 雖然功耗低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而 CHMOS則具備了高速和低功耗的特點(diǎn)，這些特征，更適合于要求低功耗像電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合。所以這種工藝將是今后一段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑。 課題概述 基于單片機(jī)的音樂播放器可應(yīng)用 于 mp3， MP4，擴(kuò)音器等很多方面，并可作為很多系統(tǒng)的輔助功能， 作為單片機(jī)的重要硬件資源之一，利用定時(shí)器可以產(chǎn)生各種固定頻率的方波信號(hào)，也可以產(chǎn)生包括 Do、 Re、 Me等音階在內(nèi)的各種頻率聲音。將各個(gè)音階連接在一起，便可組成一支曲子或是演奏一段旋律?；谶@個(gè)思想， 我 設(shè)計(jì)了一款特殊的 音樂播放器 ， 本播放器可實(shí)現(xiàn)播放、 暫停 、復(fù)位等功能。為了體現(xiàn)樂曲播放過程中的動(dòng)態(tài)效果，增加了 1 只 LED，作隨機(jī)閃爍以指示旋律的節(jié)奏 。由于時(shí)間及條件限制，本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種簡(jiǎn)單的音樂播放器， 其核心器件采 用 AT89C51 單片機(jī) ， 本播放器具有電路簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大 ，易于拓展 等特點(diǎn) 。在此基礎(chǔ)上，可以添加按鍵， LED 顯示屏等模塊，實(shí)現(xiàn)切換歌曲，歌名顯示，動(dòng)感音樂屏等功能。 3 2系統(tǒng)硬件原理及設(shè)計(jì) AT89C51介紹 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM—Falsh 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(jī)。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只 讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。該器件采用ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)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(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。 AT89C 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。外形及引腳排列如圖所示 圖 21 AT89C51 外形圖及引腳序列 主要特性： 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 1288 位內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 4 5 個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 管腳說明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口 作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。