【正文】 uint code music_tab[]={64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,65058}。 以上所做設計及改進極大程度地增強了系統(tǒng)的抗干擾能力，確保了系統(tǒng)能夠在任何光線強度的環(huán)境下正常穩(wěn)定工作。這樣一來我們就完成了Keil 開發(fā)環(huán)境與 Protues 仿真軟件的聯(lián)調(diào)設置，就如同是 Keil 開發(fā)環(huán)境完成了與單片機的硬件連接通信一樣。 圖 仿真電路單片機最小系統(tǒng) 主控制系統(tǒng) 虛擬儀器 系統(tǒng) 獨立按鍵 系統(tǒng) 25 可以看到電路原理圖中，單片機沒有外接電源，這并不是說仿真時單片機不需要接電源，只是我們在仿真時， Protues 軟件系統(tǒng)默認隱藏了單片機的電源引腳和接地引腳，而且系統(tǒng)也遵循了相同電氣 網(wǎng)絡引腳默認連接的規(guī)則。 我們相信 Proteus 一定會有更 高的推廣 空間和推廣價值 。由于 Protues 提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設計的靈活性、提供了實驗室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的 虛擬儀器 、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學生實踐精神、創(chuàng)造精神的平臺 。 當然， Protues 軟件 的 仿真精度有限，而且 也不是 所有的器件都 有 相應的仿真模型 。 軟件開發(fā) 工具介紹 20 我們是基于美國 Keil Software 公司開發(fā)設計的集成開發(fā)環(huán)境 —— uVision3 進行軟件設計的。 我們設定了 8 個特定值， 當 單片機 P2 端口 值表現(xiàn)為一個特定值時，就說明此時單片機 P2 端口的 某一位電平為低電平 ，其他 7 位則均為高電平。應裝入定時器 /計數(shù)器的初值為： X=2n TC （ n 為計數(shù)器的位數(shù)） （ 52） 在計數(shù)方式下：假定計數(shù)值為 N，則應裝入的計數(shù)初值為： X=2n N （ n 為計數(shù)器的位數(shù)） （ 53） 綜合上述分析，我們編寫定時器 T0 初始化程序如下： /****************初始化函數(shù) *****************/ void init() 19 { TMOD=0x01。一般情況下，包括以下幾個步驟： (1) 確定工作方式，即對 TMOD 寄存器進行賦值。當 T0/T1 計數(shù)溢出時，由硬件置位，并在允許中斷的情況下，發(fā)出中斷請求信號。 (1) 定時器工作方式寄存器 TMOD 定時器工作方式寄存器 TMOD 用于選擇定時器的工作方式，它的高 4位控制定時器 T1，低 4位控制定時器 T0。定時器中斷函數(shù)則負責實現(xiàn) P3^ P3^7對不同頻率方波的輸出。 圖 標準音頻接口 圖 小型音響 16 第五章 軟 件設計與實現(xiàn) 軟件設計方案 繼上一章對系統(tǒng)硬件設計的介紹之后，我們將在本章就系統(tǒng)的軟件設計部分進行介紹。當激光接收管接收到激光發(fā)射電路發(fā)出的 180KHz 的激光束時，激光接收管管腳 2 將表現(xiàn)為高電平，與之相反，如果沒有接收到激光束則表現(xiàn)為低電平。 STC89C51RC 單片機的定時器是可編程定時器，其工作方式、啟動、停止、溢出標志等都是可編程控制的，只需通過設置寄存器 TMOD、 TCON、 TH0、 TL0、 TH1 和 TL1 就可實現(xiàn)。它是一款基于 8051 內(nèi)核的，采用了 CMOS 生產(chǎn)工藝，具有低功耗特點的高性能 8 位單片機。 在這里我們設計的復位電路是上電 /外部復位電路，既可以進行上電自動復位，也可以外部手動復位。它把組成微型計算機的各功能部件：中央處理器 CPU、隨機存取存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、可編程存儲器 EPROM、單片機 最小系統(tǒng) 激光 發(fā)射模塊 激光 接收模塊 音頻 驅(qū)動模塊 電源模塊 11 并行及串行輸入輸出 I/O 接口電 路、定時器 /計數(shù)器、中斷控制器等部件集成在一塊半導體芯片上，構成一個完整的微型計算機 【 1】 。 可靠性 是整體系統(tǒng)穩(wěn)定運行的先決條件，所以我們在硬件電路設計的每個環(huán)節(jié)中都充分考 慮了系統(tǒng)的抗干擾性和穩(wěn)定性。但該種 材 料強度太低，易損壞、 易變形，顯然這種材料不能 完全滿足我們對外觀設計 的要求。外觀結(jié)構直接決定了整個系統(tǒng)作品的尺寸大小以 及各個部分的大小和布局。 方案二：電源適配器 我們這里所講的電源適配器確切地講應該叫做直流電源適配器。所有的電子產(chǎn)品都需要電源 來 維持 工作，而絕大多數(shù)的手持或便攜式電子產(chǎn)品都采用電池供電。 方案二：采用 市場 成品迷你型 音響 我們這里所指的市場成品迷你型音響是專指供筆記本電腦、 MP3 等電子設備使用的，采用 標準耳機接口的小型音響，而非家庭影院、劇場等使用的，具有復雜接口的大型音響。 發(fā)聲系統(tǒng) 發(fā)聲系統(tǒng)的任務就是將主控制系統(tǒng)輸出的數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)換為人耳能聽到的聲音信號。 方案二：基于半導體激光接收二極管的接收電路設計 5 半導體激光接收二極管是專門接收特定 頻率 激光的器件 。 下面我們就所提出的的兩種設計方案展開討論和論證。不過， FPGA 有比CPLD 集成度高、耗電量小的優(yōu)點。此外，8051 系列微處理器簡單易學，開發(fā)周期較短，價格便宜，設計成本低廉。再考慮到人耳有聽覺反應的聲音頻率在 20Hz— 20KHz 之間，電源系統(tǒng) 傳感器系統(tǒng) 主控制系統(tǒng) 發(fā)聲 系統(tǒng) 3 并且我們的設計要求是實現(xiàn) 頻率分布在 500Hz— 1KHz 之間的 中音區(qū)基本音符的發(fā)音， 由此判斷，我們在主控制芯片的運算速度上要求不高，不需要考慮選擇具有高速處理能力的主控制芯片。 其商品化設計技術已經(jīng)十分成熟，市場上已經(jīng)出現(xiàn)或正在出現(xiàn)基于該設計技術的電子琴、電子 吉他等產(chǎn)品。它的產(chǎn)生與發(fā)展和微處理器的產(chǎn)生與發(fā)展大體同步，自 1971 年美國 Intel 公司首先推出 4 位微處理器以來，它的發(fā)展到目前為止大致經(jīng)歷了以下五個階段：單片機發(fā)展的初級階段、低性能單片機階段、高性能單片機階段、 16位單片機階段、單片機在集成度等全方位向更高水平發(fā)展階段。接著， 基于 英國 Labcenter Electronics 公司 開發(fā)設計 的 EDA 工具軟件 —— Protues 7 進行 從 原理圖 布圖 、 代碼調(diào)試 到 單片機與外圍電路 的協(xié)同仿真 調(diào)試。 本 科 生 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 基于 MCU 的 簡易 激光電子琴設計與實現(xiàn) Design And Implementation Of The Simple Laser Electronic Organ Based On MCU 教學單位 _ XXXXXXXXXXX __ 姓 名 _______ XXX __ ____ 學 號 ____XXXXXXXXXXXX ___ 年 級 _____ XXXXXX___ ____ 專 業(yè) _______ XXX__ ______ 指導教師 _____ XXX_ _______ 職 稱 ____ ___XXX__ ______ 2020 年 04 月 I 目 錄 摘 要 ...................................................................... I ABSTRACT ................................................................... II 第一章 引 言 ............................................................... 1 課題背景 ............................................................ 1 研究目的及意義 ...................................................... 1 第二章 系統(tǒng)總體設計及方案論證 ............................................... 2 總體設計方案 ........................................................ 2 設計方案的論證及選擇 ................................................ 2 主控制系統(tǒng) ..................................................... 2 傳感器系統(tǒng) ..................................................... 4 發(fā)聲系統(tǒng) ....................................................... 5 電源系統(tǒng) ....................................................... 6 第三章 外觀結(jié)構設計與實現(xiàn) ................................................... 8 外觀結(jié)構設計思路 .................................................... 8 外觀設計元素 ........................................................ 8 結(jié)構設計 ............................................................ 9 第四章 硬件電路設計與實現(xiàn) .................................................. 10 硬件設計方案 ....................................................... 10 各模塊電路設計與實現(xiàn) ............................................... 10 單片機最小系統(tǒng) ................................................ 10 激光發(fā)射模塊 .................................................. 13 激光接收模塊 .................................................. 14 音響發(fā)聲模塊 .................................................. 14 第五章 軟件設計與實現(xiàn) ...................................................... 16 軟件設計方案 ....................................................... 16 各模塊程序設計與實現(xiàn) ............................................... 17 硬件資源配置 .................................................. 17 端口信號檢測 .................................................. 19 數(shù)據(jù)處理 ...................................................... 19 軟件開發(fā)工具介紹 ................................................... 19 第六章 軟件仿真調(diào)試 ........................................................ 21 仿真軟件介紹 ....................................................... 21 II Protues 的功能特點 ............................................ 21 Protues 各功能模塊特點 ........................................ 21 Protues 仿真的意義 ............................................ 23 Protues 仿真方案設計 ................................................ 23 Protues 電路仿真設計與實現(xiàn) .......................................... 24 單片機最小系統(tǒng)仿真電路 ........................................ 24 獨立按鍵和虛擬儀器仿真電路設計 ................................ 25 仿真結(jié)果