【正文】 嵌入式應(yīng)用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 這次設(shè)計(jì)不但增加了我的知識(shí)面，更提高了我的動(dòng)手能力，增強(qiáng)了我的信心。其次，在這次課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用到了以前所學(xué)的專(zhuān)業(yè)課知識(shí)，如：CAD制圖、匯編語(yǔ)言、PROTEL、模擬和數(shù)字電路知識(shí)等。 //數(shù)碼管顯示翻譯后的鍵碼 } }} 電路調(diào)試 ，接通電源，按下按鈕，蜂鳴器輸出音樂(lè)，LED燈閃亮，且在響音樂(lè)過(guò)程中，再次按下按鈕均無(wú)效，說(shuō)明成功。 case 0x77: keycode=0xF。 case 0x7B: keycode=0xB。 case 0x7D: keycode=0x7。 case 0x7E: keycode=0x3。 //是否檢測(cè)到被按下按鍵（掃描到就跳出循環(huán)，否則繼續(xù)掃描） do { }while(Mkey_press()==TRUE)。 //i為掃描碼， Delayms(15)。 KEY_DDR=OUT。 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) 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。改變計(jì)數(shù)初值就可以改變頻率。要有對(duì)按鍵釋放的處理，為了消除連擊，使得一次按鍵只產(chǎn)生一次鍵功能的執(zhí)行（不管一次按鍵持續(xù)的時(shí)間多長(zhǎng)，僅采樣一個(gè)數(shù)據(jù)）。軟件消抖：如果按鍵較多，硬件消抖將無(wú)法勝任，常采用軟件消抖。矩陣鍵盤(pán)與獨(dú)立鍵盤(pán)有很大區(qū)別，首先在硬件電路上它要比獨(dú)立鍵盤(pán)復(fù)雜得多，而且在程序算法上比它要煩瑣，但它在節(jié)省端口資源上有優(yōu)勢(shì)得多，因此它更適合于多按鍵電路。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。3．蜂鳴器的電路圖形符號(hào) 蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。 脈沖寬度調(diào)制是一種模擬控制方式，其根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來(lái)調(diào)制晶體管柵極或基極的偏置，來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源輸出晶 體管或晶體管導(dǎo)通時(shí)間的改變，這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時(shí)保持恒定，是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。圖中時(shí)鐘頻率為12MHz，即fosc=12MHz，則時(shí)鐘周期為1/12181。 圖31 硬件電路設(shè)計(jì)框圖 時(shí)鐘頻率電路設(shè)計(jì)單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能工作。 ATmega16： （8） 速度等級(jí) 面向字節(jié)的兩線接口 CJNE[……]、DJNZ[……]、JB、JNB、JC、JNC、JBC、JZ、JNZ等這些條件 轉(zhuǎn)移指令的使用與上述原則一樣,同樣,超出物理空間的限制也會(huì)引起不可預(yù)知的程序出錯(cuò)。全靜態(tài)工作因此圖中還有一個(gè)簡(jiǎn)單的外圍電路：一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)限流保護(hù)電阻。因此，在具體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品的需要，盡量采用較低的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率，這樣不僅能降低了功耗，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。三. 通用工作寄存器組在AVR 中，由命名為R0～R31 的32 個(gè)8 位通用工作寄存器構(gòu)成一個(gè)“通用快速工作寄存器組”，圖25 為通用快速工作寄存器組的結(jié)構(gòu)圖。二. 程序計(jì)數(shù)器PC、指令寄存器和指令譯碼器程序計(jì)數(shù)器PC 用來(lái)存放下一條需要執(zhí)行指令在程序存儲(chǔ)器空間的地址（指向Flash 空間）。 AVR 中央處理器CPUAVR CPU 是單片機(jī)的核心部分，它由運(yùn)算邏輯單元ALU、程序計(jì)數(shù)器PC、指令寄存器、指令譯碼器等部件組成。因此AVR 的I/O 口驅(qū)動(dòng)能力非常強(qiáng)，能夠直接驅(qū)動(dòng)LED 發(fā)光二極管、數(shù)碼管等。不使用ADC時(shí)，該引腳應(yīng)直接與VCC連接。持續(xù)時(shí)間超過(guò)最小門(mén)限時(shí)間的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位。如果JTAG接口使能，即使復(fù)位出現(xiàn)引腳 PC5(TDI)、 PC3(TMS)與 PC2(TCK)的上拉電阻被激活，端口C 也可以用做其他不同的特殊功能。其輸出緩沖器具有對(duì)稱(chēng)的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。GND 地 此外，ATmega16還有EEPROM存儲(chǔ)器以保存數(shù)據(jù)。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATmega16的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1MIPS/MHz，從而可以減緩系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。（6）在各種大型電器中的模塊化應(yīng)用：某些專(zhuān)用單片機(jī)設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進(jìn)行模塊化應(yīng)用，而不要求使用人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 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(zhuān)用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇：(1)在智能儀器儀表上的應(yīng)用：?jiǎn)纹瑱C(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(lèi)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。（8）單片機(jī)向片上系統(tǒng)SOC 的發(fā)展。?? 低電壓節(jié)能技術(shù)。（6） 實(shí)現(xiàn)全面功耗管理。（5） ISP、IAP 及基于ISP、IAP 技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。采用MaskROM 的微控制器稱(chēng)為掩模芯片，它是在芯片制造過(guò)程中就將程序“寫(xiě)入”了，并永遠(yuǎn)不能改寫(xiě)。如 ATMEL 公司的ATmega16，片內(nèi)的SRAM為1K 字節(jié)，F(xiàn)lashROM 為16K 字節(jié)。為了能在變頻控制中方便使用單片機(jī)，形成最具經(jīng)濟(jì)效益的嵌入式控制系統(tǒng)。如MCS51 系列單片機(jī)，當(dāng)外部時(shí)鐘為12MHz 時(shí)，其單周期指令運(yùn)行速度也僅為1MIPS。采用更先進(jìn)的技術(shù)來(lái)提高單片機(jī)的綜合品質(zhì)，如提高I/O 口的驅(qū)動(dòng)能力；增加抗靜電和抗干擾措施；寬（低）電壓低功耗等。其主要方面有： （1）單片嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用是面對(duì)最底層的電子技術(shù)應(yīng)用，從簡(jiǎn)單的玩具、小家電；到復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)、智能儀表、電器控制；以及發(fā)展到機(jī)器人、個(gè)人通信信息終端、機(jī)頂盒等。其主要技術(shù)發(fā)展有： （1） 外圍功能集成。在這一階段推出的單片機(jī)其功能有較大的加強(qiáng)，能夠應(yīng)用于更多的場(chǎng)合。美國(guó)Inter 公司在1971 年推出了4 位單片機(jī)4004；1972 年推出了雛形8 位單片機(jī)8008。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專(zhuān)用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附 在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。在本設(shè)計(jì)中，我們采用了單片機(jī)控制多模塊設(shè)計(jì)，便于檢查和維修。安全性：系統(tǒng)應(yīng)具有必要的安全保護(hù)和保密措施。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的“叮咚”門(mén)鈴已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代人的需要，單片微機(jī)的出現(xiàn)解決了這個(gè)問(wèn)題。摘要隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，信息化、智能化的浪潮正在席卷世界的每一個(gè)角落，電子音樂(lè)門(mén)鈴系統(tǒng)進(jìn)入住宅，它正全方位地改變?nèi)祟?lèi)的社會(huì)生活，使人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；電子音樂(lè)門(mén)鈴；C語(yǔ)言編程 AbstractAs the Internet technology and the rapid development of information munication technology, information, intelligent wave is swept every corner of the world, electronic music system into a house, it rang is allaround change of human social life, makes the life of people has undergone earthshaking changes. As people living standard rise ceaselessly, pay more attention to the quality of housing, security and data acquisition and management, which greatly promoted the development of the intelligent system. Various convenient life of intelligent doorbell system began to enter the life of people, based on single chip intelligent bell system is one of them. It is practical, plete functions, advanced technology, make people believe that it is the results of scientific and technological progress, Let us know more, and digital age will change the development of human life, will speed up the development of science and technology.The electronic music systems are used for microcontroller programming techniques, serial munication and design of a kind of electronic information intelligent management system. This paper introduces a kind of MCU ATmega16 to control the working principle of the system, intelligent, and gives a plete hardware circuit and software design and realization method.Based on the smart subject system of intelligent design and learning, I understand the characteristics of ATmega16, grasp the singlechip puter munication on the principle of learning and work to make a very good.Keywords: SCM；electronic music doorbell；C Programming language 目錄摘要 IAbstract II第1章 緒論 3 電子音樂(lè)門(mén)鈴設(shè)計(jì)的意義 3 電子音樂(lè)門(mén)鈴設(shè)計(jì)的原則 3 研究?jī)?nèi)容及步驟 3第2章 AVR單片機(jī)簡(jiǎn)介 5 5 5 單片機(jī)的發(fā)展 5 7 單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域 9 ATmega16單片機(jī)簡(jiǎn)介 10 ATmega16單片機(jī)定義 10 ATmega16單片機(jī)引腳 11 ATmega16單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 13 AVR 中央處理器CPU 15 系統(tǒng)時(shí)鐘部件 16 AVR 單片機(jī)最小系統(tǒng) 16 ATmega16單片機(jī)主要特性 17第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 21 系統(tǒng)硬件方案介紹 21 時(shí)鐘頻率電路設(shè)計(jì) 21 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 22 22 蜂鳴器 23 24 24 25第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 26 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思路 26 程序流程圖 26 音樂(lè)程序的設(shè)計(jì)原理 28 28 28 防抖動(dòng)程序設(shè)計(jì) 31 電路調(diào)試 34結(jié)論 35致謝 36參考文獻(xiàn) 37附錄（一） 38附錄（二） 43附錄（三） 50 第1章 緒論 電子音樂(lè)門(mén)鈴設(shè)計(jì)的意義 眾所周知，門(mén)鈴已經(jīng)走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚囊徊糠?。系統(tǒng)中的硬軟件及信息資源應(yīng)滿(mǎn)足可靠性設(shè)計(jì)要求。 研究?jī)?nèi)容及步驟目前，單片機(jī)越來(lái)越廣泛的運(yùn)用到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，其中運(yùn)用比較多的主要在大眾生活方面、以單片機(jī)為控制中心的智能小系統(tǒng)。 LED燈 它是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。其中最成功的是INTEL的8031，因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用，大量專(zhuān)用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。 單片機(jī)的發(fā)展1970 年微型計(jì)算機(jī)研制成功后，隨后就出現(xiàn)了單片機(jī)。 第二階段（1978 年1982 年）：?jiǎn)纹瑱C(jī)完善階段。許多半導(dǎo)體公司和生產(chǎn)廠以MCS51 的8051 為內(nèi)核，推出了滿(mǎn)足各種嵌入式應(yīng)用的多種類(lèi)型和型號(hào)的單片機(jī)?，F(xiàn)階段單片機(jī)發(fā)展的顯著特點(diǎn)是百花齊放、技術(shù)創(chuàng)新，以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的廣泛需求。 （3）致力于提高單片機(jī)的綜合品質(zhì)。早期的單片機(jī)大多采用CISC 結(jié)構(gòu)體系，指令復(fù)雜，指令代碼、周期數(shù)不統(tǒng)一；指令運(yùn)行很難實(shí)現(xiàn)流水線操作，大大阻礙了運(yùn)行速度的提高。單片