【正文】 硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，二者缺一不可，如圖 136 所示。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、 CPU 中央處理器 （運算器和控制器） 時鐘電路 只讀存儲器 隨機存儲器 定時器 /計數(shù)器 輸入 /輸出接口 中斷系統(tǒng) 基于單片機的音樂數(shù)字鐘的設計與仿真 6 應用和開發(fā)提供了便利條件。 一、 什么是 單片機 大家都使用過計算機，我們知道計算機最主要的部分就是主板了。要求利用 I/O口產(chǎn)生一定頻率的方波，來驅(qū)動蜂鳴器，發(fā)出相應的音調(diào)。 22 4 硬件電路端口分配 21 音樂模塊 2 1 課題介紹 1 ABSTRACT 鄭州輕工業(yè)學院輕工職業(yè)學院 專科畢業(yè)設計 題 目 基于單片機的音樂數(shù)字鐘的設計與仿真 學生姓名 張培成 專業(yè)班級 自動化生產(chǎn)設備及應用 121 學 號 院 （系） 機電工程系 指導教師（職稱） 徐艷 完成時間 基于單片機的音樂數(shù)字鐘的設計與仿真 1 基于單片機的音樂數(shù)字鐘的設計與仿真 摘要 近年來隨著計算機在社會領域的滲透和大規(guī)模集成電路的發(fā)展， 單片機 的應用正在不斷地走向深入，由于它具有功能強 ,體 積小，功耗低，價格便宜，工作可靠，使用方便等特點，因此特別適合于與控制有關的系統(tǒng)，越來越廣泛地應用于自動控制，智能化儀器，儀表，數(shù)據(jù)采集，軍工產(chǎn)品以及家用電器等各個領域 ，單片機 往往是作為一個核心部件來使用，在 根據(jù) 具體硬件結(jié)構，以及針對具體應用對象特點的軟件結(jié)合， 以作完善 。 9 顯示部分 LED 顯示器 32 結(jié)束語 可通過功能鍵選擇樂曲，暫停，播放。主板就是一塊電路板，在這塊電路板上有 CPU、存儲器、時鐘等，還有很多接口電路，以便和各種設備連接。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結(jié)構的最佳選擇。 圖 136 單片機應用系統(tǒng) 硬件是應用系統(tǒng)的基礎，軟件則是在硬件的基礎上對其資源進行合理調(diào)配和使用，從而完成應用系統(tǒng)所要求的任務，軟件是單片機應用系統(tǒng)的靈魂。兩個 16位定時器 /計數(shù)器 P1 口管腳寫入 1 P1故。當 P3口寫入“ 1 P3 ILL于 上拉的緣故。如 果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE /PSEN 每個機器周期兩次 /PSEN /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 LED 顯示器分類 （ 1）按字高分：筆畫顯示器字高最小有 1mm（單片集成式多位數(shù)碼管字高一般在 2～3mm）。共陰顯示器的陰極連在一起，此時基于單片機的音樂數(shù)字鐘的設計與仿真 10 可將陰極接地，通過限流電阻控制其陽極為高電平或是低電平來決定其亮或是暗。 動態(tài)掃描顯示接口是單片機中應用最廣泛的一種顯示方式?？紤]到一次掃描 12 位數(shù)碼管顯示時會出現(xiàn)閃爍 共陽極數(shù)碼管中 8 個發(fā)光 所連接的 字段導通并點亮。依此類推可求得數(shù)碼管段碼表如表 42 所示。 動態(tài)掃描顯示方式在接線上不同于靜態(tài) 顯示方式，它是將所有七段 LED 數(shù)碼管的 8 個顯示筆段 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp 中相同的筆段連接在一起，稱為段控端，每個數(shù)碼管的公共端 COM 不再接固定高電平或低電平，而是由獨立的 I/O 口線控制，稱為位控端， 2 位數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示方式接線示意圖如圖 418 所示。 4*3 的鍵盤。若為全 “1”，表示無鍵按下，如圖 424（ a）所示；若不是全 “1”，則表示有鍵按下，如圖 424（ b）所示。 （ a）掃描第 0 行 （ b）掃描第 1 行 （ c）掃描第 2 行 （ d）掃描第 3 行 圖 425 逐行掃描法示意圖 行列式鍵盤 的閉合鍵處理程序中，仍需要進行按鍵去抖和等待按鍵的釋放。 case 0xbe:第 0 行第 2 個按鍵的功能代碼 。 break。 case 0xdb:第 2 行第 1 個按鍵的功能代碼 。 break。 while (P1!=0xf0)。 P1=0xf0。 case 0xde:第 0 行第 1 個按鍵的功能代碼 。 case 0xdd:第 1 行第 1 個按鍵的功能代碼 。 case 0xdb:第 2 行第 1 個按鍵的功能代碼 。 case 0xd7:第 3 行第 1 個按鍵的功能代碼 。 } } 需要說明的是，若用線反轉(zhuǎn)法來確定閉合鍵時，如果遇到多個鍵閉合的情況，則得到的行值和列值中一定有 1 個以上的 “0”。 3．蜂鳴器的電路圖形符號 蜂鳴器在電路中用字母 “H”或 “HA”（舊標 準用 “FM”、 “LB”、 “JD”等）表示。 接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。 89 系列單片機的復位信號是從 RST 引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。 于計時、自動報時及自動控制等各個領域。 通常利用單片機的內(nèi)部定時器 0 1 TH0和TL0來產(chǎn)生不同頻率。 51部件。從名稱上就可以看出來，它們既具有計數(shù)功能又具有定時功能，通過設置與它們相關的特殊功能寄存器可以選擇工作在定時功能或計數(shù)功能。如果定時 /計數(shù)器工作在定時功能，則表示定時的時間到；若工作在計數(shù)功能，則表示計數(shù)器計滿回零。 當定時 /計數(shù)器處于計數(shù)功能時，外部脈沖信號加在 T0（ ）腳或 T1（ ）腳。每組 I/O 端口均為 8位，每位由鎖存器、輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器等電路組成。 基于單片機的音樂數(shù)字鐘的設計與仿真 25 2） P1口：對應 ～ 。 P3口為 8位準雙向 I/O 端口，可作為通用 I/O 端口使用，內(nèi)部具有上拉電阻，作為輸入端口時應先將端口的輸出鎖存器置 1。 //set 對設置鍵計次，實現(xiàn) 1 個鍵多個功能 bit flash_m,flash_h,ge_shi,flag_alarm。 if (flash_m) //分鐘閃爍標志 { buf[3]=0xff。 buf[7]=tab[hour/10]。 } buf[2]=0xbf。 P0=buf[i]。 } } unsigned char keypress() //按鍵處 理子函數(shù) { unsigned char temp,num。 //列作輸出，行作輸入 temp=temp|P1。 break。 break。 break。 } ge_shi=!ge_shi。 if (alarm_hour23) { alarm_hour=23。 } } } } if (keyNum==11) //按下的是設置鍵 { set=(set+1)%5。 EA=1。 if (flag_alarmamp。 count++。 } } } 基于單片機的音樂數(shù)字鐘的設計與仿真 32 } count_f++。 case 4:flash_m=!flash_m。后來隨著開發(fā)人員的不斷努力以及版本的不斷升級，使它已經(jīng)成為了一個重要的單片機開發(fā)平臺，不過 KEIL 的界面并不是非常復雜，操作也不是非常困難，很多工程師的開發(fā)的優(yōu)秀程序都是在 KEIL 的平臺上編寫出來的。載入目標文件的方法是，雙擊打開 AT89C51 的屬性編輯對話框，如圖 110所示。 徐艷 老師平日里工作繁多，但在我做 畢業(yè)設計的每個階段，從查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳 細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。除了敬佩 徐艷 老師的專業(yè)水平外， 她 的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的 學習和工作。 圖 110 單片機載入目標文件對話框 基于單片機的音樂數(shù)字鐘的設計與仿真 36 Proteus 與 Keil 軟件實現(xiàn) 結(jié)束語 設計的過程總是充滿了許多的困難與樂趣的，在這不斷的解決問題的過程中，我也在 不斷的進步開始的時候由于沒有經(jīng)驗，不知如何下手，也不知道自己的畢業(yè)設計應該如何定位，所以就去圖書館找了一些書看，盡管有許多設計方案，可是總覺得自己還有許多的東西弄不太清楚，于是就請教同學，并與祁春清老師多次交流。 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。 } } } Proteus 軟件仿真與實現(xiàn) 一、仿真軟件 Proteus 簡介 Proteus 軟件是由英國 Labcenter Electronics 公司開發(fā)的 EDA（電子設計自動化）工具軟件，已有近 20 年的歷史，在全球得到了廣泛應用。 switch (set) { case 1:flash_h=!flash_h。 sec++。alarm_hour==houramp。 基于單片機的音樂數(shù)字鐘的設計與仿真 31 TR0=1。 //保證分鐘不閃爍時是亮著的 flash_h=0。 } else { 基于單片機的音樂數(shù)字鐘的設計與仿真 30 if(keyNum3) { alarm_hour=keyNum*10+alarm_hour%10。 ge_shi=!ge_shi。 while (P1!=0xf0)display()。 break。 break。 break。 temp=0xff。 wk=_crol_(wk,1)。 buf[1]=0xff。 //顯示字母 L buf[7]=tab[10]。 } else { buf[3]=tab[min%10]。 delay(unsigned int j) { while(j)。同時它是雙功能復用口，常使用其第二功能，見表 13。 P1口可驅(qū)動 4個 TTL 負載。同時，還可對每組 I/O 端口進行按位尋址。 圖 613 中有 2 個模擬的位開關，前者決定了定時 /計數(shù)器的功能：當開關處于上方時為定時功能，處于下方時為計數(shù)功能。由于每個機器周期時間恒定不變，計數(shù)值也就代表了時間，這樣就把定時問題轉(zhuǎn)化成了 計數(shù)問題。如果輸入脈沖的周期是固定的，即計數(shù)脈沖的時間間隔相等，那么計數(shù)值就代表了時間，從而可以實現(xiàn)定時。 如果 1拍為 1/4拍為 求得節(jié)拍的時間。 1. 技能要求 數(shù)字時鐘 需要顯示時、分、秒三個計時單位，每個計時單位有 2 位數(shù)字共需 6 個數(shù)碼管，為顯示美觀和讀取時間方便，在時、分、秒之間顯示分隔符“ ”，共用 8 個數(shù)碼管，顯示格式如圖 66 所示。單片機系統(tǒng)的復位方式有：手動按鈕復位和上電復位 手動按鈕復位 手動按鈕復位需要人為在復位輸入端 RST 上加入高電平（圖 1）。 蜂鳴器 的制作 （ 1）制備電磁鐵 M:在長約 6厘米的鐵螺栓上繞 100圈導線 ,線端留下 5厘米作引線 ,用透明膠布把線圈粘好 ,以免線圈松開 ,再用膠布把它粘在一個盒子上 ,電磁鐵就做好了 . （ 2）制備彈片 P：從鐵罐頭盒上剪下一條寬約 2厘米的長鐵片，彎成直 角，把電磁鐵的一條引線接在彈片上，再用膠布把彈片緊貼在木板上． （ 3）用曲別針做觸頭 Q，用書把曲別針墊高，用膠布粘牢，引出一條導線，如圖連接好電路． （ 4）調(diào)節(jié) M 與 P 之間的距離（通過移動盒子），使電磁鐵能吸引彈片，調(diào)節(jié)觸點與彈片之間的距離，使它們能恰好接觸，通電后就可以聽到蜂鳴聲 。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。 74LS245 簡介 74ls245引 腳圖 與用法 74LS245引腳圖 74LS2