【正文】 四川師范大學(xué)成都學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 單片機(jī)音樂播放器設(shè)計(jì)報(bào)告 學(xué)生： XXX 指導(dǎo)教師： XXX 內(nèi)容摘要 ： 單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說，智能控制與自動(dòng)控制的核心就是單片機(jī)。 根據(jù)要求設(shè)計(jì)一款音樂播放器，能實(shí)現(xiàn)音樂播放的簡(jiǎn)單功能，同時(shí)為了美化，添加了韻律閃爍彩燈，設(shè)計(jì)時(shí)采用 Keil軟件編程，用 protues軟件仿真，核心器件采用靈活性高且價(jià)格低廉的 AT89C51芯片。設(shè)計(jì)完成后系統(tǒng)可播放自編歌曲，同時(shí)發(fā)光二極管隨著歌曲韻律閃爍。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī) AT89C51 音樂播放 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 2 英文標(biāo)題 Abstract: SCM has small, strong function, low cost, application, advantages and intelligent control and automatic control of the core is the microcontroller. According to the requirements of a music player, design of music broadcast can realize simple function, and to beautify, added rhythm flashing lights, design is used when Keil C software programming, with protues software simulation, the core device adopts high flexibility and the price is cheap AT89C51 chip. The design is pleted system can play Wrote songs, and leds with songs rhythm flicker. Keywords: SCM Temperature AT89C51 Music broadcast 四川師范大學(xué)成都學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 前言 : 微機(jī)原理和接口技術(shù)是一門實(shí)踐性強(qiáng)的學(xué)科，不但要求有較高的理論水平，而且還要求有實(shí)際的動(dòng)手能力，其中很多的原量、規(guī)則、現(xiàn)象等僅僅靠學(xué)習(xí)教科書是無(wú)法完全掌握的，必須通過實(shí)踐才能比較直觀和深刻的理解。本 畢業(yè)設(shè)計(jì) 的主要目的是提高 實(shí)踐能力，包括提高匯編等語(yǔ)言的編程能力及對(duì)接口等硬件的理解分析能力和設(shè)計(jì)接口電路的能力，在進(jìn)行 畢業(yè)設(shè)計(jì) 的過程中，可以讓學(xué)生體驗(yàn)分析問題、提出解決方案、通過編程等手段實(shí)現(xiàn)解決方案、不斷調(diào)試最終達(dá)到設(shè)計(jì)要求的全過程，從而幫助學(xué)生系統(tǒng)地掌握微機(jī)原理的接口技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，達(dá)到將知識(shí)融會(huì)貫通的目的。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 2 第 1 章 緒論 一、 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)介紹 （一） 89c51 單片機(jī)包括 : 一個(gè) 8 位的 80c51 微處理器，片內(nèi) 256 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM/SFR，用以存放可以讀寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果 ，最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)；片內(nèi) 4kb 程序存儲(chǔ)器 Flash ROM，用以存放程序，一些原始數(shù)據(jù)和表格； 4 個(gè) 8位并行 I/O 口 P0~P3，每個(gè)端口既可用作輸入，也可用作輸出；兩個(gè) 16 位的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，每個(gè)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器都可設(shè)置成計(jì)數(shù)方式，用以對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可設(shè)置成定時(shí)方式，并可以根據(jù)計(jì)數(shù)或者定時(shí)的結(jié)果實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制；具有 5個(gè)中斷源，兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)的中斷控制系統(tǒng)；一個(gè)全雙工 UART（通用異步接受發(fā)送器）的串行 I/O 口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或者單片機(jī)與PC 機(jī)之間的串行通信；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶 體和微調(diào)電容需要外接，最高允許震蕩頻率為 24MHz； 89c51 與 80c51 相比具有節(jié)電工作方式，即休閑方式及掉電方式。 （二） 中央處理器 (CPU): CPU 是單片機(jī)內(nèi)部的核心部件，是一個(gè) 8 位二進(jìn)制數(shù)的中央處理單元，主要由運(yùn)算器、控制器和寄存器陣列構(gòu)成 。 1． 運(yùn)算器 : 運(yùn)算器用來(lái)完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能，它是 89C51 內(nèi)部處理各種信息的主要部件。運(yùn)算器主要由算術(shù)邏輯單元 (ALU)、累加器 (ACC)、暫存寄存器 (TMP TMP2)和狀態(tài)寄存器 (PSW)組成。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 3 (1) 算術(shù)邏輯單元 (ALU)： 89C51 中的 ALU 由加法器和一個(gè)布爾處理器組成。 (2) 累加器 (ACC)： 用來(lái)存放參與算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的一個(gè)操作數(shù)或運(yùn)算的結(jié)果。 (3) 暫存寄存器 (TMP TMP2)： 用來(lái)存放參與算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的另一個(gè)操作數(shù)，它對(duì)用戶不開放。 (4) 狀態(tài)寄存器 (PSW)： PSW 是一個(gè) 8 位標(biāo)志寄存器，用來(lái)存放 ALU 操作結(jié)果的有關(guān)狀態(tài) 。 2． 控制器 : 控制器是單片機(jī)內(nèi)部按一定時(shí)序協(xié)調(diào)工作的控制核心，是分析和執(zhí)行指令的部件?？刂破髦饕沙绦蛴?jì)數(shù)器 PC、指令寄存器 IR、指令譯碼器 ID 和定時(shí)控制邏輯電路等構(gòu)成 。程序計(jì)數(shù)器 PC 是專門用于存放現(xiàn)行指令的 16 位地址的。 CPU 就是根據(jù) PC 中的地址到 ROM 中去讀取程序指令碼和數(shù)據(jù)，并送給指令寄存器 IR 進(jìn)行分析。指令寄存器 IR 用于存放 CPU 根據(jù) PC地址從 ROM 中讀出的指令操作碼。指令譯碼器 ID 是用于分析指令操作的部件，指令操作碼經(jīng)譯碼后產(chǎn)生相應(yīng)于某一特定操作的信號(hào)。定時(shí)控制邏輯中定時(shí)部件用來(lái)產(chǎn)生脈沖序列和多種節(jié)拍脈沖。 3． 寄存器陣列 : 寄存器陣列是單片機(jī)內(nèi)部的臨時(shí)存儲(chǔ)單元或固定用途單元，包括通用寄存器組和專用寄存器組。通用寄存器組用來(lái)存放過渡性的數(shù)據(jù)和地址，提高 CPU 的 運(yùn)行速度。 專用寄存器組主要用來(lái)指示當(dāng)前要執(zhí)行指令的內(nèi)存地址，存放特定的操作數(shù)，指示指令運(yùn)行的狀態(tài)等。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 4． 存儲(chǔ)器 : 89C51 單片機(jī)內(nèi)部有 256 個(gè)字節(jié)的 RAM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和 4 KB 的閃存程序存儲(chǔ)器(Flash)，當(dāng)不夠使用時(shí)，可分別擴(kuò)展為 64 KB 外部 RAM 存儲(chǔ)器和 64 KB 外部程序存儲(chǔ)器。它們的邏輯空間是分開的，并有各自的尋址機(jī)構(gòu)和尋址方式。這種結(jié)構(gòu)的單片機(jī)稱為哈佛型結(jié)構(gòu)單片機(jī)。 程序存儲(chǔ)器是可讀不可寫的，用于存放編好的程序和表格常數(shù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是既可讀也可寫的，用于存放運(yùn)算的中間結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)暫存及數(shù) 據(jù)緩沖等。 89C51 單片機(jī)對(duì)外部電路進(jìn)行控制或交換信息都是通過 I/O 端口進(jìn)行的。單片機(jī)的I/O 端口分為并行 I/O 端口和串行 I/O 端口，它們的結(jié)構(gòu)和作用并不相同。 （ 1） 并行 I/O 端口 : 89C51 有四個(gè) 8 位并行 I/O 端口，分別命名為 P0 口、 P1 口、 P2口和 P3 口，它們都是 8位準(zhǔn)雙向口，每次可以并行輸入或輸出 8 位二進(jìn)制信息。 （ 2） 串行 I/O 端口 : 89C51 有一個(gè)全雙工的可編程串行 I/O 端口，它利用了 P3 口的第二功能，即將 引腳作為串行數(shù)據(jù)的發(fā)送線 TXD，將 引腳作為串行 數(shù)據(jù)的接收線 RXD。 （ 三 ） 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 : 89C51 內(nèi)部有兩個(gè) 16 位可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，簡(jiǎn)稱為定時(shí)器 0(T0)和定時(shí)器1(T1)， T0 和 T1 分別由兩個(gè) 8 位寄存器構(gòu)成，其中 T0 由 TH0(高 8 位 )和 TL0(低 8 位 )構(gòu)成， T1 由 TH1(高 8位 )和 TL1(低 8位 )構(gòu)成。 TH0、 TL0、 TH TL1 都是 SFR 中的特殊功能寄存器。 T0 和 T1 在 TCON 和 TMOD 的控制下可工作在定時(shí)器模式或計(jì)數(shù)器模式下 ，每種模式下又有不同的工作方式。當(dāng)定時(shí)或計(jì)數(shù)溢出時(shí)還可申請(qǐng)中斷。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 （ 四 ） 中斷系統(tǒng) : 單片機(jī)中的中斷是指 CPU 暫 停正在執(zhí)行的原程序轉(zhuǎn)而為中斷源服務(wù) (執(zhí)行中斷服務(wù)程序 )，在執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后再回到原程序繼續(xù)執(zhí)行。中斷系統(tǒng)是指能夠處理上述中斷過程所需要的部分電路。 89C51 的中斷系統(tǒng)由中斷源、中斷允許控制器 IE、中斷優(yōu)先級(jí)控制器 IP、定時(shí)器控制器 TCON(中斷標(biāo)志寄存器 )等構(gòu)成， IE、 IP、 TCON 均為 SFR 特殊功能寄存器 (見表 )。 （ 五 ） 內(nèi)部總線 : 總線是用于傳送信息的公共途徑?？偩€可分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。單片機(jī)內(nèi)的 CPU、存儲(chǔ)器、 I/O 接口等單元部件都是通過總線連接到一起的。采用總線結(jié)構(gòu)可以減少 信息傳輸線的根數(shù)，提高系統(tǒng)可靠性，增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性。 89C51 單片機(jī)內(nèi)部總線是單總線結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)總線和地址總線是公用的。 （ 六 ） 89C51 單片機(jī)引腳及其功能 : 89C51 有 40 條引腳，與其他 51 系列單片機(jī)引腳是兼容的。這 40 條引腳可分為 I/O端口線、電源線、控制線、外接晶體線四部分。其封裝形式有兩種：雙列直插封裝 (DIP)形式和方形封裝形式，如圖所示。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 6 (a) 雙列直插式封裝 (b) 方形封裝 圖 1 89C51封裝和引腳分配圖 （ 七 ） 89C51 單片機(jī)工作方式 : 單片機(jī)在開機(jī)時(shí)或在工作中因干擾而使程序失控或工作中程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)等情況下都需要復(fù)位。復(fù)位的作用是使中央處理器 CPU 以及其他功能部件都恢復(fù)到一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。 1． 復(fù)位原理 : 89C51 單片機(jī)的復(fù)位靠外部電路實(shí)現(xiàn)，信號(hào)由 RESET(RST)引腳輸入，高電平有效，在振蕩器工作時(shí)，只要保持 RST 引腳高電平兩個(gè)機(jī)器周期，單片機(jī)即復(fù)位。復(fù)位后， PC程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容為 0000H，其他特殊功能寄存器的復(fù)位狀態(tài)如表 所示。片內(nèi) RAM中內(nèi)容不變。 12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221(T2) P 1 . 0(T 2 E X ) P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7R S T( R X D ) P 3 . 0( T X D ) P 3 . 1( T 0 ) P 3 . 4( T 1 ) P 3 . 5X T A L 2X T A L 1G N D( T N T 0 ) P 3 . 2( T N T 1 ) P 3 . 3( W R ) P 3 . 6( R D ) P 3 . 7VCCP 0 . 0 ( A D 0 )P 0 . 1 ( A D 1 )P 0 . 2 ( A D 2 )P 0 . 3 ( A D 3 )P 0 . 4 ( A D 4 )P 0 . 5 ( A D 5 )P 0 . 6 ( A D 6 )P 0 . 7 ( A D 7 )P 2 . 7 ( A 1 5 )P 2 . 6 ( A 1 4 )P 2 . 5 ( A 1 3 )P 2 . 4 ( A 1 2 )P 2 . 3 ( A 1 1 )P 2 . 2 ( A 1 0 )P 2 . 1 ( A 9 )P 2 . 0 ( A 8 )E A / VPPA L E / P R O GP S E NP 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7R S T( R X D ) P 3 . 0NC( T X D ) P 3 . 1( I N T 0 ) P 3 . 2( I N T 1 ) P 3 . 3( T 0 ) P 3 . 4( T 1 ) P 3 . 5P 0 . 4 ( A D 4 )P 0 . 5 ( A D 5 )P 0 . 6 ( A D 6 )P 0 . 7 ( A D 7 )E A / VPPNCA L E / P R O GP S E NP 2 . 7 ( A 1 5 )P 2 . 6 ( A 1 4 )P 2 . 5 ( A 1 3 )7891011121314151617393837363534333231302918 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28P1.4P1.3P1.2P1.1(