【文章內(nèi)容簡介】 沖由 T0 或 T1 引腳輸入到計(jì)數(shù)器。在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 期間采樣 T0、 T1 引腳電平。當(dāng)某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時(shí)，則計(jì)數(shù)器加 1，更新的計(jì)數(shù)值在下一個(gè)機(jī)器周期的 S3P1 期間裝入計(jì)數(shù)器。由于檢測一個(gè)從 1 到 0 的下降沿需要 2個(gè)機(jī)器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個(gè)機(jī)器周期。當(dāng)晶振頻率為 12MHz 時(shí)，最高 11 計(jì)數(shù)頻率不超過 1/2MHz，即計(jì)數(shù)脈沖的周期要大于 2 ms。 圖 晶振電路圖 電源電路設(shè)計(jì) 電源模塊：從 9V穩(wěn)壓源再穩(wěn)到 5V，輸出電容和輸入電容都不需要很大容量，有 100μ F就可以了，主要起抑制自激振蕩的作用。 電源部分通過穩(wěn)壓電路由 7805 芯片， 2個(gè) 100uF 的極性電容 和 2 個(gè) 104pF 瓷片電容 組成。配套使用的。 電源穩(wěn)壓芯片 7805/7905 是一種典型的組合裝封三端穩(wěn)壓集成電路模塊 !帶金屬基板散熱按裝片該模塊多用于有處理器的 5V 電源的處理板 !戲稱電腦穩(wěn)壓塊輸入電壓可達(dá)直流 12V(容許 )輸出 5V+5%以內(nèi)電流 1A,最大短時(shí)可達(dá) 3A(極限 )在超過 500毫安輸出時(shí)最好加裝散熱器 7805輸入 /輸出為正 7905輸入 /輸出為負(fù)面對字標(biāo)左腳進(jìn)右腳出中間腳接地 電源部分電源裝置是電路的能量提供者 ,該設(shè)計(jì)中所制作的電源為單相小功率電源，將 9V的直流電源經(jīng)穩(wěn)壓管轉(zhuǎn)換成所需要的 5V 直流電源。由于系統(tǒng)的要求，需要用 5V的穩(wěn)壓直流電源對系統(tǒng)中的芯片進(jìn)行供電，電路采用 7805 進(jìn)行設(shè)計(jì)。 7800 系列的最后兩位數(shù)字表示該集成穩(wěn)壓器的輸出電壓值，其輸出電壓的偏差在 2%以內(nèi)。固定輸出的集成穩(wěn)壓電源的基本電路如圖 所示?？傮w電源電路如圖 ： 12 圖 電源電路 按鍵電路設(shè)計(jì) 音樂盒有三個(gè)按鍵 key1， key2， key3，其中 key1控制彩燈的樣式，本設(shè)計(jì)有六種彩燈花樣，每按一次變換一種樣式。 Key2 控制音樂播放，本設(shè)計(jì)有五首音樂，每按一次變換到下一首，同時(shí)八路 LED 燈隨音調(diào)不同而閃爍。 Key3 為總開關(guān)用于關(guān)閉音樂跟彩燈 。 key1 接 口 控制彩燈的樣式，本設(shè)計(jì)有六種彩燈花樣，每按一次變換一種樣式 。 key2 接 口 控制音樂播放，本設(shè)計(jì)有五首音樂，每按一次變換到下一首，同時(shí)八路 LED燈隨音調(diào)不同而閃爍。 Key3 接 口 為總開關(guān)用于關(guān)閉音樂跟彩燈 。 圖 按鍵設(shè)計(jì)圖 發(fā)音電路設(shè)計(jì) 三極管 9013 是 晶體小功率三極管，把顯示文字平面朝自己，從左向右依次為 e發(fā)射極 b 基極 c 集電極； 一種常用的小功率 PNP 型硅管，這個(gè)管子很常見在收音機(jī)以及各 種放大電路中經(jīng)常看到它。 9013 NPN 20V 625mA 500mW 高頻管 放大倍數(shù) 40110 + 13 三極管 9013主要參數(shù) : 集電極 發(fā)射極電壓 25V 集電極 基電壓 45V 射極 基極電壓 5V 集電極電流 耗散功率 結(jié)溫 150℃ 特怔頻率 最小 150MHZ 放大倍數(shù)： D6491 E78112 F96135 G122166 H144220 I190300 圖 PNP 三極管 9013 管腳圖 三極管基極電流大約是（ ） /5100=,因?yàn)槔鹊碾娏魇?37mA,所以，功率放大倍數(shù) K=Ic/Ib=37/=，所以大約放大 44倍。 矩陣掃描揚(yáng)聲器通過功放電路發(fā)出對應(yīng)音符模塊如下： 圖 聲音電路設(shè)計(jì)圖 LED 顯示電路設(shè)計(jì) 花樣燈 6種花樣圖 由于截圖只能看到靜態(tài)圖，不能看到整體圖樣，下面 文字 說明： 14 （ 1）第一種花樣燈顯示方式為：從 D1→ D2→ D3→ D4→ D5→ D6→ D7→ D8→ D7→ D6→ D5→ D4→ D3→ D2→ D1 依次點(diǎn)亮 ，往復(fù)循環(huán)。 （ 2）第二種花樣燈顯示方式為：從 [D1→ D2→ D2→ D7→ D3→ D6→ D4→ D5→ D4→ D6→ D3→ D7→ D2→ D2→ D1 依次點(diǎn)亮 ,往復(fù)循環(huán)。 （ 3）第 三 種花樣燈顯示方式為： D1→ D2→ D3→ D4→ D5→ D6→ D7→ D8 依次點(diǎn)亮 → D1→ D2→ D3→ D4→ D5→ D6→ D7→ D8 依次熄滅 ,往復(fù)循環(huán)。 （ 4）第四 種花樣燈顯示方式為： （ D1， D2）→（ D2， D3）→（ D3， D4）→（ D4，D5）→（ D5， D6）→ （ D6， D7）→（ D7， D8）→（ D7， D6）→（ D6， D5）→（ D5， D4）（ D4， D3）→（ D3， D2）→（ D2， D1） 依次點(diǎn)亮 , 往復(fù)循環(huán)。 （ 5）第五 種花樣燈顯示方式為： （ D1， D2）→（ D7， D8）→（ D2， D3）→（ D6，D7）→（ D3， D4）→（ D5， D6）→（ D4， D5）→（ D3， D4）→（ D5， D6）→（ D2， D3）（ D6， D7）→（ D1， D2）→（ D7， D8） 依次點(diǎn)亮 , 往復(fù)循環(huán)。 （ 6）第六 種花樣燈顯示方式為： （ D1， D3， D5， D7）→（ D2， D4， D6， D8）→（ D3，D4， D6， D7） →（ D1， D2， D4， D5）→（ D2， D3， D6， D7）→（ D1， D4， D5， D8）→（ D1， D2， D3， D4）→（ D5， D6， D7， D8） 依次點(diǎn)亮 , 往復(fù)循環(huán)。 圖 LED 顯示電路設(shè)計(jì)圖 15 4 硬件仿真 測試結(jié)果 按照實(shí)驗(yàn)電路圖在 proteus 中找到相應(yīng)的元器件，并搭建電路，將相應(yīng)元器件的規(guī)格調(diào)到合適值。在 keil中生成 HEX 文件，裝入 單片機(jī)中 運(yùn)行，按 key1 可看到花樣燈閃爍，每按一次 變化一種樣式。按 key2可聽到動聽的音樂 ， 每按一次變化為下一首歌。按 key3 可以同時(shí)關(guān)閉燈跟歌曲 。按鍵均可實(shí)現(xiàn)要求的 功能。 16 總體 運(yùn)行圖 播放歌曲圖 歌曲暫停圖 實(shí)物制作 一般來說，造成硬件問題的首要問題就是焊接了，也就是說焊接的好與壞直接響產(chǎn)品的正常運(yùn)行。造成焊接質(zhì)量不高的常見原因是 : ①焊錫用量過多 ,形成焊點(diǎn)的錫堆積；焊錫過少 ,不足以包裹焊點(diǎn)。 ②冷焊。焊接時(shí)烙鐵溫度過低或加熱時(shí)間不足 ,焊錫未完全熔化、浸潤、焊 17 錫表面不光亮 (不光滑 ),有細(xì)小裂紋 (如同豆腐渣一樣 !)。 ③夾松香焊接 ,焊錫與元器件或印刷板之間夾雜著一層松香 ,造成電連接不良。若夾雜加熱不足的松香 ,則焊點(diǎn)下有一層 黃褐色松香膜；若加熱溫度太高 ,則焊點(diǎn)下有一層碳化松香的黑色膜。對于有加熱不足的松香膜的情況 ,可以用烙鐵進(jìn)行補(bǔ)焊。對形成的黑膜 ,要 吃 凈焊錫 ,清潔被焊元器件或印刷板表面 ,重新進(jìn)行焊接才行。 ④焊錫連橋。指焊錫量過多 ,造成元器件的焊點(diǎn)之間短路。這在對超小元器件及細(xì)小印刷電路板進(jìn)行焊接時(shí)要尤為注意。 ⑤焊劑過量 ,焊點(diǎn)明圍松香殘?jiān)芏?。?dāng)少量松香殘留時(shí) ,可以用電烙鐵再輕輕加熱一下 ,讓松香揮發(fā)掉 ,也可以用蘸有無水酒精的棉球 ,擦去多余的松香或焊劑。 ⑥焊點(diǎn)表面的焊錫形成尖銳的突尖。這多是由于加熱溫度不足或焊劑過少 ,以 及烙鐵離開焊點(diǎn)時(shí)角度不當(dāng)浩成的內(nèi)。 硬件的調(diào)試 1 排除邏輯故障 這類故障往往由于設(shè)計(jì)和加工制板過程中工藝性錯(cuò)誤所造成的。主要包括錯(cuò)線、開路、短路。排除的方法是首先將加工的印制板認(rèn)真對照原理圖，看兩者是否一致。應(yīng)特別注意電源系統(tǒng)檢查，以防止電源短路和極性錯(cuò)誤，并重點(diǎn)檢查系統(tǒng)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線）是否存在相互之間短路或與其它信號線路短路。必要時(shí)利用數(shù)字萬用表的短路測試功能，可以縮短排錯(cuò)時(shí)間。 2 排除元器件失效 造成這類錯(cuò)誤的原因有兩個(gè)：一個(gè)是元器件買來時(shí)就已壞了；另一個(gè)是由于安裝錯(cuò)誤，造成器 件燒壞?？梢圆扇z查元器件與設(shè)計(jì)要求的型號、規(guī)格和安裝是否一致。在保證安裝無誤后，用替換方法排除錯(cuò)誤。 3 排除電源故障 在通電前，一定要檢查電源電壓的幅值和極性，否則很容易造成集成塊損壞。加電后檢查各插件上引腳的電位，一般先檢查 VCC 與 GND之間電位，若在 5V～ 之間屬正常。若有高壓，聯(lián)機(jī)仿真器調(diào)試時(shí)，將會損壞仿真器等，有時(shí)會使應(yīng)用系統(tǒng)中的集成塊發(fā)熱損壞。 18 19 5 總結(jié) 上學(xué)期通過對《單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》的學(xué)習(xí)，使我對單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，指令系統(tǒng)，以及 系統(tǒng)設(shè)計(jì)有了一定的認(rèn)識，在這基礎(chǔ)之上進(jìn)行單片機(jī)設(shè)計(jì)，可以說是輕松了不少，然而在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中依然暴露出許多問題。例如我對單片機(jī)的中斷系統(tǒng)就了解不夠深，這使得我在設(shè)計(jì)按鍵控制的時(shí)候，面臨很大的問題，最終我通過重新翻閱課本及相關(guān)資料，克服了這一困難。在程序設(shè)計(jì)的過程中，也出現(xiàn)了不少問題，例如在總開關(guān)程序的編寫中，我就無從下手。最終我通過向老師答疑得以解決。此次課程設(shè)計(jì)也使我對 C編程的有關(guān)知識得以溫習(xí)和重新學(xué)習(xí)。 此外在學(xué)習(xí)單片機(jī)知識的時(shí)候?qū)τ谶@個(gè)領(lǐng)域有了更新更全面的認(rèn)識。微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和大量使用將人類社會帶 入一個(gè)新的時(shí)代，單片微型計(jì)算機(jī) (簡稱單片機(jī) )在其中扮演著十分重要的角色。雖然它沒有常見的 PC 那樣大的體積和重量，不會在辦公桌或控制臺上占據(jù)一個(gè)顯要的位置，但它就像小小的螺絲釘一樣，鑲嵌在人們工作、生活中需要計(jì)算、控制、測量等智能活動的各個(gè)角落。自 20世紀(jì) 70 年代問世以來，單片機(jī)以其體積小、可靠性高、控制功能強(qiáng)、使用方便、性能價(jià)格比高、容易產(chǎn)品化等特點(diǎn)，在智能儀表、機(jī)電一體化、實(shí)時(shí)控制、分布式多機(jī)系統(tǒng)、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，對各個(gè)行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代起著重要的推動作用，對人們生活質(zhì)量的提 高產(chǎn)生了深刻的影響。作為 21 世紀(jì)的工科大學(xué)生，學(xué)好單片機(jī)，一方面可以加深對計(jì)算機(jī)原理和結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，另一方面也為自身在專業(yè)上的深入發(fā)展構(gòu)筑了一個(gè)很好的平臺其重要性怎么強(qiáng)調(diào)都不為過。 總之可以說是收益匪淺。 20 致 謝 光陰似箭， 日月如棱。 五年的時(shí)間， 在我們漫長的人生旅途中是那么的短暫， 但是， 這短短的五年是最真誠的青春， 是最純真的歲月， 是最美麗的大學(xué)生活 ?? 我們的自學(xué)能力在這里得提升，我感謝所有的恩師：是您賦予我們最有意義的收 獲；是您帶領(lǐng)我們走進(jìn)知識殿堂，使我們不但豐富了知識；是您 給我們一個(gè)全新 的角度去發(fā)現(xiàn)美、創(chuàng)造美、欣賞美，給我們美的眼睛去發(fā)現(xiàn)世界的美，感悟生活 的美；是你教會我們珍惜友誼和時(shí)間；是您給了我們看世界的眼睛，是你們用博 大的胸懷，給予我們最無私的關(guān)懷和奉獻(xiàn)。 這在這次的畢業(yè)論文中，發(fā)揮了我在學(xué)校學(xué)到的文化知識和技能的應(yīng)用，也 算是我最后一次做學(xué)校的作業(yè)了， 我要感謝我的指導(dǎo)老師， 還有我的班主任老師， 以及任課老師，感謝他們的教誨，讓我知道在社會上懂得怎樣去做好自己，端正 自己的位置，為社會貢獻(xiàn)出我自己的力量。 21 參考文獻(xiàn) [1]王思 明，張金敏，茍軍年等 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M]. 北京： 科學(xué)出版社， 2021. [2]李云鋼，周逢興，龍志強(qiáng) . 單片機(jī)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M]. 北京：中國水利水電出版社， 2021. [3]譚浩強(qiáng) . C 語言程序設(shè)計(jì) (第四版 ) [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 2021. [4]風(fēng)波親，吳寧 . 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) [M]. 北京： 清華大學(xué)出版社， . [5]吳秀清，周荷琴 . 微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù) [M]. 合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社， 2021. [6]宋戈等 . 單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)范例大全 [M]. 北京：人民郵電出版社， . 22 附錄 元器件清單 序號 文字標(biāo)號 名稱 數(shù)量 規(guī)格型號 備注 1 R1R2 電阻器 2 10K,1K 2 R3R9 電阻器 7 510 3 Q1 三極管 1 9013 4 C C2 電容 2 30pf 無極性 5 C C7 電容 2 104 pf 無極性 6 C3 電容 1 10uf 有極性 7 C C8 電容 2 100uf 有極性 8 S1 開關(guān) 1 9 S2S4 按鈕 1 TD03B 10 LS1 揚(yáng)聲器 1 2VA,4 歐姆 11 X1 晶振 1 12MHZ 13 VCC 電源 1 9V 4節(jié) 14 S5 開關(guān) 1 控制電源 15 U1 單片機(jī) 1 AT89C51 16 U2 LM7805 1 9v 變 5v 23 原理圖 原理圖