【正文】 define L5 392 //將 “l(fā)_sao”宏定義為低音 “5”的頻率 392Hz define L6 440 //將 “l(fā)_a”宏定義為低音 “6”的頻率 440Hz define L7 494 //將 “l(fā)_xi”宏定義為低音 “7”的頻率 494Hz //以下是 C 調(diào)中音的音頻宏定義 define M1 523 //將 “dao”宏定義為中音 “1”的頻率 523Hz define M2 587 //將 “re”宏定義為中音 “2”的頻率 587Hz define M3 659 //將 “mi”宏定義為中音 “3”的頻率 659Hz define M4 698 //將 “fa”宏定義 為中音 “4”的頻率 698Hz define M5 784 //將 “sao”宏定義為中音 “5”的頻率 784Hz define M6 880 //將 “l(fā)a”宏定義為中音 “6”的頻率 880Hz define M7 987 //將 “xi”宏定義為中音 “7”的頻率 523H //以下是 C 調(diào)高音的音頻宏定義 define H1 1046 //將 “h_dao”宏定義為高音 “1”的頻率 1046Hz define H2 1174 //將 “h_re”宏定義為高音 “2”的頻率 1174Hz define H3 1318 //將 “h_mi”宏定義為高音 “3”的頻率 1318Hz define H4 1396 //將 “h_fa”宏定義為高音 “4”的頻率 1396Hz define H5 1567 //將 “h_sao”宏定義為高音 “5”的頻率 1567Hz define H6 1760 //將 “h_la”宏定義為高音 “6”的頻率 1760Hz 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 define H7 1975 //將 “h_xi”宏定義為高音 “7”的頻率 1975Hz 設(shè)置查詢音樂演奏的數(shù)組 Uint code music[18] = {10,M1,M2,M3,M4,M5,M6,。 keil uvision 的功能特點 Keil C51 軟件提供豐富的 庫函數(shù) 和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows界面，用戶能輕松的學(xué)會并使用 keil C51 來開發(fā)單片機應(yīng)用程序。 工作時，信號由單片機 ， ， 輸入寄存器。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用 I/O 埠多，如驅(qū)動 5 個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58=40 根 I/O 口來驅(qū)動，要知道一個 89S52 單片機可用的 I/O 口才 32 個呢。 位數(shù)有半位， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 8， 10 位等等 ....， led 數(shù)碼管根據(jù) LED 的接法不同分為共陰和共陽兩類，硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。 （ 3） 引腳說明： Q0…Q7 第 15 腳， 1， 7 并行數(shù)據(jù)輸出 GND 第 8 腳 地 Q7’ 第 9 腳 串行數(shù)據(jù)輸出 MR 第 10 腳 主復(fù)位（低電平） SHCP 第 11 腳 移位寄存器時鐘輸入 STCP 第 12 腳 存儲寄存器時鐘輸入 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 OE 第 13 腳 輸出有效（低電平） DS 第 14 腳 串行數(shù)據(jù)輸入 VCC 第 16 腳 電源 LED8 段數(shù)碼管 LED 數(shù)碼管實際上是由七個發(fā)光二極管組成 8 字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點是 8 個。 數(shù)據(jù)在 SHcp 的上升沿輸入到移位寄存器中，在 STcp 的上升沿輸入到存儲寄存器中去。 （ 2） 被按鍵識別 ：如何識別被按鍵是接口解決的主要問題，一般可通過軟硬結(jié)合的方法完成。采用上述編碼對于不同行的鍵離散性較大，不利于對按鍵進(jìn)行處理。接下來經(jīng)過 10ms 去抖，再次檢測是否有按鍵按下，如果有則確定有按鍵按下。有關(guān)按鍵的識別、鍵碼的確定與輸入、去抖動等功能均由軟件完成。 圖 音頻功放電路 控制電路 控制電路由開關(guān)和按鍵組成，由操作者根據(jù)相應(yīng)的工作需要進(jìn)行操作。二極管 D1 和 D2 為輸出級提供合適的偏置電壓， 可以消除交越失真。查 LM386 的 datasheet，電源電壓 412V或 518V(LM386N4)；靜態(tài)消耗電流為 4mA；電壓增益為 20200dB；在 8 腳開路時，帶寬為 300KHz；輸入阻抗為 50K；音頻功率 。 LM386 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器 ,主要應(yīng)用于低電壓消費類產(chǎn)品。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。由于單片機內(nèi)部有一個高增益的反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器，并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖，晶振通常選用 6MHZ， 12MHZ 和 24MHZ，本設(shè)計選用的是 的晶振。如圖 ， 其 中包含 DC 插口，開關(guān)，二極管，電容，電阻和發(fā)光二極管。最小系統(tǒng)只要是為了使單片機正常工作。 不過在市場化方面， 89C51 受到了 PIC 單片機陣營的挑戰(zhàn)， 89C51 最致命的缺陷在于不支持 ISP（在線更新程序）功能，必須加上 ISP 功能等新功能才能更好延續(xù) MCS51的傳奇。 引腳結(jié)合電路的說明 圖 STC89C52 芯片圖 1） 讓圖 中 31 腳從內(nèi)部程序存儲器讀取程序，直接讓其接 Vcc； 40 腳、 20 腳 也分別按照它的功能接到 Vcc 5V和 GND。當(dāng)使用片內(nèi)振蕩電路時， X X2 與晶體振蕩器及電容 C C2 按電路圖上所示方式連接。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。/EA 當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL） 這是由于上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 GND：接地。三級程序存儲器鎖定 近年來， 32 位單片機已進(jìn)入了實用階段[1]。 單片機控制系統(tǒng)能夠取代以前利用復(fù)雜電子 線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，可以以軟件控制來實現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化，現(xiàn)在單片機控制范疇無所不在，例如通信產(chǎn)品、家用電器、智能儀器儀表、過程控制和專用控制裝置等等，單片機的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。由此來看，單片機有著一般微處理器（ CPU）芯片所不具備的功能，它可單獨地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機最大的特征。電路以 STC89C52 為主控制器， LM386(音頻功放 )來實現(xiàn)的。每個音符對應(yīng)頻率由定時器 T0 產(chǎn)生。 （ 2） 音頻放大電路，主要有 LM386 芯片， LM386 的外形和引腳的排列 :引腳 2 為反相輸入端， 3 為同相輸入端；引腳 5 為輸出端；引腳 6 和 4 分別為電源和地；引腳 1和 8 為電壓增益設(shè)定端；使用時在引腳 7 和地之間接旁路電容，通常取 10μF。 音樂自動演奏的編碼。 設(shè)計思想 本設(shè)計主要分成選題思想、硬件思想、 編程思想三個方面。彈出不同的音調(diào)都可以通過 LED 數(shù)碼管顯示出來。 本設(shè)計用 4x4鍵盤來對應(yīng)每一個音樂的音符已達(dá)到彈奏的效果，為便于理解與說明，加入了 LED 數(shù)碼管以顯示對應(yīng)的歌曲的編碼和音調(diào)的高低等。利用單片機發(fā)聲 鍵盤操作直觀 簡單 。本設(shè)計 為基于單片機的音樂演奏系統(tǒng)，設(shè)計出一種不僅要使單片機可以播放音樂關(guān)鍵在于還有能夠彈奏自己想彈奏的音樂。 對于 初學(xué)者 來說 ，是很容易彈奏的 。它有功能多﹑價格優(yōu)﹑外圍電路簡單的特點，不僅 很受音樂愛好者及音樂芯片制造商的熱衷，而且 是一般家庭都能承受得了的經(jīng)濟投入 范圍之內(nèi)。 到當(dāng)今 21 世紀(jì)， 電子音樂演奏系統(tǒng)的 發(fā)展已經(jīng)經(jīng)過了很多代產(chǎn)品， 尤其是電氣琴 已經(jīng)非常完善，它可以說是無所不能了。為了放大單片機 STC89C52 產(chǎn)生的樂曲聲音，采用了功率放大器 LM386，通過SPEAKER 進(jìn)行發(fā)生。 4x4 鍵盤用于控制電路， 74HC595 和 LED 數(shù)碼管用于顯示電路。包括對定時計數(shù)器的初始化，音樂演奏與音樂彈奏的轉(zhuǎn)變和數(shù)碼管的顯示。 電路圖說明 可參見附錄 D，為該設(shè)計的電路圖，它大至上分為五個部分： （ 1） 為 STC89C52 芯片，上面畫出了各個引腳所對應(yīng)的連接方法，有晶振的連接引腳 X1 和 X2，復(fù)位鍵連接到引腳 RESET， 接 LM386 音頻放大器電路用于發(fā)聲，— 接 74HC595 寄存器，控制 LED 顯示。 程序根 據(jù) 音選取的是 C 調(diào)三個 8 度內(nèi)的音符，共 16 個音。另一種是利用 STC89C52 和 LM386(音頻功放 ) 組成的音樂 播放器 。所以說，一片單片機芯片就具有了組成計算機的全部功能。要利用某型號單片機開發(fā)自己的應(yīng)用系統(tǒng)，掌握其結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)特征是必須的。 16 位單片機除了 CPU位 16 位外，片內(nèi) RAM 和 ROM 的容量進(jìn)一步增大，片內(nèi) RAM 為 232 位， ROM 為 8KB，片內(nèi)帶有高速輸入 /輸出部件，多通道 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換部件， 8 級中斷處理系統(tǒng)。全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 管腳說明 [2] VCC：供電電壓。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn) 。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。本電路的時鐘電路采用芯片內(nèi)部的振蕩電路。 沒有外部程序存儲器或雖然有外部數(shù)據(jù)存儲器，但容量不大于 256 字節(jié)，不需要高8 位地址時（在 這種情況下，不能通過數(shù)據(jù)地址寄存器 DPTR 讀寫外部數(shù)據(jù)存儲器），P2 口可以作為 I/O 端口使用，這時，“控制”信號為“ 0”；作為輸入口前，同樣需要向沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 鎖存器寫入“ 1”，使反向器輸出低電平。同樣的一段程序，在各個單片機廠家的硬件上運行的結(jié)果都是一樣的，如 ATMEL 的 89C51（已經(jīng)停產(chǎn)）、 89S51， PHILIPS（菲利浦），和 WINBOND（華邦）等，我們常說的已經(jīng)停產(chǎn)的89C51 指的是 ATMEL 公司的 AT89C51 單片機，同時是在原基礎(chǔ)上增強了許多特性，如時鐘，更優(yōu)秀的是由 Flash（程序存儲器的內(nèi)容至少可以改寫 1000 次）存儲器取帶了原來的 ROM（一次性寫入）， AT89C51 的性能相對于 8051 已經(jīng)算是 非常優(yōu)越的了。沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 4 硬件電路設(shè)計 硬件電路的設(shè)計， 決定了 整個流程的發(fā)展，其中包 含 了單片機 以內(nèi) 的全部器件的連接以及其 他 硬件 電路的設(shè)計，首先，必須了解選用的的元器件的各項性能指標(biāo)與工作原理，本設(shè)計硬件電路包括最小系統(tǒng)、音頻功放電路、控制電路和顯示電路四大部分。 電源電路 單片機的電源電路顧名思義是給單片機供電的。 在引腳 XTAL1和 XTAL2外接晶體振蕩器（簡稱晶振）或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。 根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和開關(guān)復(fù)位。 LM386 音頻功放芯片介紹 LM386 是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、更新內(nèi)鏈增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點的功率放大器，廣泛應(yīng)用于錄音機和收音機之中。引腳 1 為增益設(shè)定，引腳 2 為反相輸入端， 3 為正向輸入端；引腳 5 為輸出端；引腳 6 和 4 分別為電源和地；引腳 1 和 8 為電壓增益設(shè)定端；使用時在引腳 7 和地之間接旁路電容，一般取 10μ F。 第三級中的 T8 和 T9 管復(fù)合成 PNP 型管，與 NPN 型管 T10 構(gòu)成準(zhǔn)互補輸出級。具體電路如圖 所示。 （ 2） 非編碼鍵盤 ：鍵盤只簡單地提供按鍵開關(guān)的行列矩陣。先將所有的列置 1 行置為 0，如果檢測到某列被拉為 0，沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 則確定有按鍵按下。如圖 中的 8 號鍵，它位于第 2 行，第 3 列，因此，其鍵盤編碼應(yīng)為 23H。去抖問題可通過軟件延時或硬件電路解決。 移位寄存器和存儲器是分別的時鐘。）可以直接清除 100MHz 的移位頻率 （ 2） 輸出能力 ： 并行輸出，總線驅(qū)動； 串行輸出；標(biāo)準(zhǔn)中等規(guī)模集成電路 595 移位寄存器有一個串行移位輸入（ Ds）， 和一個串行輸出（ Q7’） ,和一個異步的低電平復(fù)位，存儲寄存器有一個并行 8 位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能 OE 時（為低電平），存儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。 led 數(shù)碼管常用段數(shù)一般為 7 段有的另加一個小數(shù)點 。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的 I/O 埠進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如 BCD 碼二 十進(jìn)位 *器 *進(jìn) 行驅(qū)動。位選是選擇用哪個 LED 燈，段選是顯示亮的數(shù)字。 本設(shè)計使用的是 keil uvision3 軟件來