【文章內(nèi)容簡介】 60 1DO 277 63737 中 5SO 784 64898 低 2RE 294 63835 5SO 831 94934 2RE 311 63928 中 6LA 880 64968 低 3MI 330 64021 6LA 932 64994 低 4FA 349 64103 中 7SI 968 65030 4FA 370 64185 低 1DO 1046 65058 低 SO 392 64260 1DO 1109 65085 5SO 415 64331 高 2RE 1175 65110 低 6LA 440 64400 2RE 1245 65134 6LA 466 64463 高 3MI 1318 65157 15 低 7SI 494 64524 高 4FA 1397 65178 中 1DO 523 64580 4FA 1490 65198 1DO 554 64633 高 5SO 1568 65217 中 2RE 587 64633 5SO 1661 65235 2RE 622 64884 高 6LA 1760 65252 中 3MI 659 64732 6LA 1865 65268 中 4FA 698 64820 高 7SI 1967 65283 T 的值決定了 TH0 和 TL0 的值，其關(guān)系為： TH0=T/256， TL0=T%256[8] 系統(tǒng)總體功能流程圖 圖 主程序框圖 N 定時(shí)器初始化數(shù)碼管顯示 0 主程序 開始 循環(huán)檢測按鍵 Y 數(shù)碼管顯示 揚(yáng)聲器出 聲 16 K1 鍵按下 K2 鍵按下 K3 鍵按下 K4 鍵按下 K5 鍵按下 K6 鍵按下 K7 鍵按下 數(shù)碼管顯示 3.，并播放 mi 的低音 數(shù)碼管顯示 4.，并播放 fa 的低音 數(shù)碼管顯示 5.，并播放 so 的低音 K8 鍵按下 數(shù)碼管顯示 6.，并播放 la 的低音 數(shù)碼管顯示 7.，并播放 si 的低音 數(shù)碼管顯示 1，并播放 do 的中音 數(shù)碼管顯示 2，并播放 re 的中音 數(shù)碼管顯示 3，并播放 mi 的高階中音 17 圖 按鍵子程序流程圖 K9 鍵按下 K10 鍵按下 K11 鍵按下 K12 鍵按下 K13 鍵按下 K14 鍵按下 K15 鍵按下 數(shù)碼管顯示 4并播放fa 的中音 數(shù)碼管顯示 5并播放so 的中音 數(shù)碼管顯示 6，并播放 la 的中音 K16 鍵按下 數(shù)碼管顯示 7，并播放 si 的中音 數(shù)碼管顯示 A，并播放 do 的高音 數(shù)碼管顯示 B，并播放 re 的高音 數(shù)碼管顯示 C，并播放 mi 的高音 數(shù)碼管顯示 D，并播放 fa 的高階高音 18 4 電路仿真 ISIS 軟件介紹 Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于 Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路 。 該軟件的特點(diǎn)是： (1)實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、 RS232 動態(tài)仿真、 I2C 調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。 (2)支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類 型有： 68000 系列、 8051 系列、AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11 系列以及各種外圍芯片。 (3)提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如 Keil C51 uVision2 等軟件。 (4)具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。總之，該軟件是一款集單片機(jī)和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。本章介紹 Proteus ISIS 軟件的工作環(huán)境和一些基本操作 [9]。 仿真圖介紹 單片機(jī)： P0 口對應(yīng)數(shù)碼管編碼輸出端； P10 口做音樂信號輸出端； P2 口做鍵盤掃描部分輸入輸出端。 鍵盤掃描：將 16 位開關(guān)通過矩陣連接，接出來四端接輸入口（ ~）用于鍵盤情況的輸入，另外四端接輸出口（ ~）用于給鍵盤掃描信號。 數(shù)碼管顯示：在使用時(shí)一要接上拉電阻（這是有單片機(jī) P0 口的物理特性決定的），二是要加限流電阻以使流進(jìn)單片機(jī)的小于單片機(jī)所能承受的電流。 音樂處理： LM386 將單片機(jī) 口送過來的信號進(jìn)行 20 倍的功率放大并送揚(yáng)聲器進(jìn)行音樂的播出。 19 仿真圖 圖 仿真圖 20 5 PCB 印制板制作 印制板制作的要求 （ 1）電源線、地線應(yīng)各設(shè)置一條總線； （ 2）線寬盡可能的寬； （ 3）應(yīng)減少軟線跳線的使用； （ 4）元器件排版要均勻，按模塊排版，防止各模塊信號干擾； （ 5）銅箔線不可以產(chǎn)生銳角。 印制電路板圖 圖 主控電路 PCB板圖 21 圖 PCB板圖 22 6 系統(tǒng)調(diào)試 電路調(diào)試是整個(gè)系統(tǒng)功 能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵步驟，我們將整個(gè)調(diào)試過程分為三大部分：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和綜合調(diào)試。 軟件仿真調(diào)試 軟件仿真調(diào)試主要是針對單片機(jī)部分進(jìn)行調(diào)試。 在軟件運(yùn)行前，先確保電路中連線正確，這一工作是整個(gè)調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個(gè)步驟。在這部分調(diào)試中主要通過目測，用來完成檢測電路中是否存在斷路或者短路情況等。 在確保軟件仿真電路正常，無異常情況 (斷路或短路 )方可進(jìn)行軟件運(yùn)行，在本次設(shè)計(jì)中，軟件運(yùn)行主要是測試單片機(jī)鍵盤控制部分、數(shù)碼管點(diǎn)亮部分、和音頻功放電路調(diào)試。 A、數(shù)碼管 LED 電路調(diào)試：軟件運(yùn)行， 隨機(jī)按下按鈕可以看到數(shù)碼管顯示數(shù)字； B、單片機(jī)鍵盤控制部分調(diào)試：軟件運(yùn)行，隨機(jī)按動鍵盤可以發(fā)現(xiàn)各個(gè)按鍵對應(yīng)的音正確。 軟件調(diào)試 調(diào)試主要方法和技巧： 通常一個(gè)調(diào)試程序應(yīng)該具備至少四種性能：跟蹤、斷點(diǎn)、查看變量、更改數(shù)值。整個(gè)程序是一個(gè)主程序調(diào)用各個(gè)子程序?qū)崿F(xiàn)功能的過程，要使主程序和整個(gè)程序都能平穩(wěn)運(yùn)行，各個(gè)模塊的子程序的正確與平穩(wěn)運(yùn)行必不可少，所以在軟件調(diào)試的最初階段就是把各個(gè)子程序模塊進(jìn)行分別調(diào)試 [10]。 7 調(diào)試結(jié)論 通過各方面努力，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)完成，系統(tǒng)部分功能已實(shí)現(xiàn)?？梢噪S意演奏 一首喜歡的曲子，并可以顯示在數(shù)碼管上?；具_(dá)到預(yù)定的效果。畢業(yè)設(shè)計(jì)是?？茖W(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會，通過這次系統(tǒng)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)提高了我運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識來解決面臨實(shí)際問題的能力，同時(shí)也提高了我查閱各種文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊、設(shè)計(jì)規(guī)范以及軟件編程排版的水平。 23 附錄 1： 元器件清單 名稱 參數(shù) 數(shù)量 備注 排阻 8*470 2 RP1,RP2 插排 SIP2 3 J0,J1,J3 SIP8 2 J4,J5 鍵盤 直鍵開關(guān) 16 K1K16 電容 CC13V30pf 2 C21,C22 1 C33 3 C12,C13,C31 1 C32 CD1125V470u 3 C11,C14,C23 電阻 1 R32 2 R11,R21 1 R31 晶振 1 Y21 揚(yáng)聲器 駐極體電容式 1 數(shù)碼管 DIP10 1 DPY 24 附錄 2： 主要 電路原理圖 25 附錄 3： 主要程序 ORG 0000H 。初始位置 00H JMP STARET 。跳到主程序 ORG 000BH 。定時(shí)器 0 中斷起始單元 JMP TIME0 。跳到中斷程序 STARET: MOV TMOD,00000001B。設(shè)定工作方式為 1 MOV IE, 10000010B 。開中斷允許 SETB TR0 L1: CALL KEY 。調(diào)用鍵盤掃描程序 CLR EA 。關(guān)中斷總允許 JB F0,L1 。查詢鍵盤按下標(biāo)志 MOV A,22H 。將鍵盤碼送單元 A MOV DPTR,TABLE1 MOVC A,@A+DPTR 。將查詢的數(shù)碼管顯示碼送 A MOV P0,A 。將數(shù)碼管顯示碼送數(shù)碼管 MOV A,22H 。將鍵盤碼送單元 A RL A 。數(shù)據(jù)倍乘 MOV DPTR,TABLE MOVC A,@A+DPTR。將聲音編碼送 A MOV TH0,A。將聲音編碼高位給 TH0 MOV 21H,A。送聲音編碼給 21H 單元儲存 MOV A,22H RL A INC A MOVC A,@A+DPTR。取聲音編碼地位給 A MOV TL0,A。將聲音編碼送 TL0 MOV 20H,A。將聲音編碼低位送 20H 儲存 L2: CALL KEY。調(diào)用江畔掃描程序 SETB EA。開斷總允許 26 JB F0,L1。查詢鍵盤按下標(biāo)志 JMP L2 。沒有轉(zhuǎn) L2 循環(huán) /*******鍵盤掃描程序 *********/ KEY: SETB F0 。鍵盤按下標(biāo)志至 1 MOV R3,0F7H。R3 送掃描碼 MOV R1,00H。R1 初始為 0 L3: MOV A,R3。將掃描碼送 A MOV P2,A 將掃描碼送 P2 掃描 MOV A,P2。讀取鍵盤狀態(tài) SETB C。進(jìn)位至 1 MOV R5,04H。將 4 給 R5 單元，用于行掃描 L4: RLC A JNC KEYIN。有鍵按下跳到 KEYIN INC R1。無鍵按下 R1 加 1 DJNZ R5,L4。判斷一行有沒有判斷完畢 MOV A,R3。掃描完畢后，再次送掃描碼給 A SETB C。進(jìn)位置 1 RRC A。對 A 進(jìn)行右移 MOV R3 ,A 。送新的掃描碼給 R3 JC L3 。判斷是否掃描完畢，是則循環(huán) RET。返回主程序 KEYIN: MOV 22H,R1。將鍵盤碼送 22H 儲存 CLR F0。對鍵盤按下標(biāo)志清 0 RET。返回主程序 TIME0: PUSH ACC。將 A 壓入堆棧 PUSH PSW。將 PSW 壓入堆棧 MOV TL0,20H。將聲音編碼低位送 TL0 MOV TH0,21H。將聲音編碼高位送 TH0 CPL 。對輸出口聲音信號取反 POP PSW。.從堆棧還原 PSW POP ACC。從堆棧還原 ACC 27 RETI 。中斷返回 /********音符編碼 ***************/ TABLE: DW 64021,64103,64260,64400 DW 64524,64580,64684,64777 DW 64820,64898,64968,65030 DW 65058,65110,65157,65178 /********共陽極數(shù)碼編碼 *********/ TABLE1: DB 0CH,98H,48H,40H,1EH DB 9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH DB 11H,01H0,63H,3H END 28 參考文獻(xiàn) ： [1] 胡漢才 ： 單片機(jī)原理及其接口技術(shù) ， 北京清華大學(xué)出版社， 2021， P142P145 [2] 蘇家健 、 曹柏榮 、 汪志鋒 ： 單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) ， 高等教育出版社 ， ， P3P7 [3] 陳明熒 ： 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教材 ， 北京 清華大學(xué)出版社， ， P231P235 [4] 劉永明 、 賀民譯 ： [美 ]Ashish Wilfred Meeta Gupta Kartik Bhatnagar,