【文章內(nèi)容簡介】 管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外， AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 LED 顯示器 LED（ Light Emitting Diode）是發(fā)光二極管英文名稱的縮寫。 LED顯示器是由發(fā)光二極管構(gòu)成的，所以在顯示器前面冠以“ LED”。 LED 顯示器在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用非常普遍。 LED 顯示器的結(jié)構(gòu) 常用的 LED 顯 示器為 8段。每一個(gè)段對(duì)應(yīng) 1個(gè)發(fā)光二極管，這種顯示器有共陽極和共陰極兩種：共陰極 LED顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地。當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。同樣，共陽極 LED 顯示器的發(fā)光二極管的陽極連接在一起，通常此公共陽極接正電壓，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極接低電平時(shí)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。為了使 LED 顯示器顯示不同的符號(hào)或數(shù)字，就要把不同段的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，這樣就要為 LED 提供代碼，因?yàn)檫@些代碼可使 LED 相應(yīng)的段發(fā)光，從而顯示不同字型，因此該代碼 稱為段碼。 7 段發(fā)光二極管，再加上 1個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì) 8位。因此提供給 LED 顯示器的段碼正好是 1B。各段與字節(jié)中各位對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表 ： 表 8 段 LED 結(jié)構(gòu)及外形 代碼位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院單片機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書 18 顯示位 dp g f E d c b a LED 顯示器工作原理 由 N 個(gè) LED 顯示塊可以拼接成 N 位的 LED 顯示器。如圖是 LED 顯示器的結(jié)構(gòu)原理圖 。 N 個(gè) LED 顯示器有 N個(gè)位選線和 8*N 位 根段碼線。 段碼線控制顯示字符的字型，而位選線為各個(gè) LED顯示塊中 各段的公共端，它控制該 LED 顯示位的亮或暗。 LED顯示器 有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種。 鍵盤 鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)，傳送命令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)的主要手段。 鍵盤實(shí)質(zhì)上是一級(jí)按鍵開關(guān)的集合。通常，鍵盤開關(guān)利用了機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷作用。 鍵的閉合與否，反映在行線輸出電壓上就呈現(xiàn)高電平或低電平，如果高電平表示鍵斷開，低電平則表示鍵閉合，通過對(duì)行線電平高低狀態(tài)的檢測，便可確認(rèn)按鍵按下與否。為了確保 CPU對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次按鍵有效，必須消除抖動(dòng)的影響。 按鍵輸入電路由 4*4 矩陣鍵盤組成， P1 口作為輸入控制按鍵， 其中 ~ 掃描行， ~ 掃描列 。 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院單片機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書 19 采用軟件來消除按鍵 抖動(dòng)的基本思想是：在一次檢測到有鍵按下時(shí)，該鍵所對(duì)應(yīng)的行線為低電平，執(zhí)行一段延時(shí) 10MS 的子程序后，確認(rèn)該行線電平是不否仍為低電平，如果仍為低電平，則確認(rèn)為該行確實(shí)有鍵按下。當(dāng)按鍵松開時(shí)，行線的低電平變?yōu)楦唠娖?，?zhí)行一段延時(shí) 10MS 的子程序后，檢測該行線為高電平，說明按鍵確實(shí)已經(jīng)松開。 系統(tǒng)復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 智能系統(tǒng)一般應(yīng)有手動(dòng)或上電復(fù)位電路。復(fù)位電路的實(shí)現(xiàn)通常有兩種方式： RC 復(fù)位電路和專用 181。Ｐ監(jiān)控電路。前者實(shí)現(xiàn)簡單，成本低，但復(fù)位可靠性相對(duì)較低；后者成本較高，但復(fù)位可靠性高，尤其是高可靠重復(fù)復(fù)位。對(duì)于復(fù)位要求高、并對(duì)電源電壓進(jìn)行監(jiān)視的場合，大多采用這種方式。 本次課程設(shè)計(jì)采用了上電按鈕電平復(fù)位電路，如圖 圖 時(shí)鐘電路模塊 時(shí)鐘電路在 單片機(jī) 系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。在一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，時(shí)鐘 是 保障系統(tǒng)正常工作的基準(zhǔn)振蕩定時(shí)信號(hào)，主要由晶振和外圍電路組成，晶振頻率的大小決定了單片機(jī)系統(tǒng)工作湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院單片機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書 20 的快慢 。為達(dá)到振蕩周期是 12MHZ 的要求，這里要采用 12MHZ 的晶振，另外有兩個(gè) 22P 的獨(dú)石電容，兩 晶振引腳分別連到 XTAL1 和 XTAL2 振蕩脈沖輸入引腳。具體連接圖如圖 ： 圖 輸出顯示電路 用 ~ 作為 LCD 的 RS、 R/W、 E 的控制信號(hào) ； 用 ~ 作為LCD 的 D0~D7 的控制信號(hào) 。由于 P0口作為輸出，應(yīng)加上拉電阻。 音頻輸出部分 整個(gè)輸出部分由一個(gè) 100uF 電容、兩個(gè) S9013 NPN 三極管和一個(gè)蜂鳴器/喇叭組成，原理圖如右圖所示： 100uF 電容是用來濾波的，兩個(gè) NPN 三極管起到放大信號(hào)的作用，最后由蜂鳴器 /喇叭表現(xiàn)出信號(hào)。 用 口控制蜂鳴器。輸出顯示電路如圖 所示： 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院單片機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書 21 圖 輸出顯示電路 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1L S 1S P E A K E RQ1P N PR11kD714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 L234567891R P 1RE S P A C K 8湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院單片機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書 22 整體硬件電路 如圖 所示： 圖 音樂盒硬件電路原理圖 原理說明 ： 當(dāng)鍵盤有鍵按下時(shí)，判斷鍵值，啟動(dòng)計(jì)數(shù)器 T0，產(chǎn)生一定頻率的脈沖，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，放出樂曲。同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器 T1，顯示樂曲播放的時(shí)間，并驅(qū)動(dòng)LCD,顯示歌曲號(hào)及播放時(shí)間。 1） 硬件電路中用 ~ 控制按鍵，其中 ~ 掃描行，~ 掃描列 ； 2） 用 ~ 作為 LCD 的 RS、 R/W、 E的控制信號(hào) ； 3） 用 ~ 作為 LCD 的 D0~D7 的控制信號(hào) ； 4） 用 口控制蜂鳴器 ； 5） 電路為 12MHz 晶振頻率工作，起振電路中 C1,C2 均為 30pf。 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院單片機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書 23 鍵盤按鍵 鍵盤按鍵分布如下： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 按鍵功能說明： 1— A 十首歌曲 C 下一首歌曲 D 上一首歌曲 E 暫 停 F 開機(jī)畫面 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院單片機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書 24 4 系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) 主模塊的設(shè)計(jì) 主模塊是系統(tǒng)軟件的主框架。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)一般有“自上而下”和“自下而上”兩種方式，“自上而下”法的核心就是主框架的構(gòu)建。它的合理與否關(guān)系到程序最終的功能的多少和性能的好壞。本系統(tǒng)的主模塊的程序框圖如下圖 6 所示： 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院單片機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書 25 圖 6 外部中斷源系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中中斷源是采用外部中斷 0方式，其入口地址是 0003H。其中斷響應(yīng)級(jí)別最高。 （ 1）定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 工作方式寄存器 TMOD 用于選擇定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的工作方 式和工作模式。其格式如下表 ： TMOD D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATE M1 M0 GATE M1 M0 T1 方式字段 T0 方式字段 表 下面 表 對(duì) TMOD 各位進(jìn)行說明： 門控位 — GATE 工作方式選擇位 — M M0 M1 M0 工作方式 0 0 方式 0，為 13位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 1 方式 1，為 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 0 方式 2， 8位的常數(shù)自動(dòng)重新裝載的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 1 方式 3，僅適用于 T0 表 其中，在本設(shè)計(jì)中采用方式 1的 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 — 計(jì)數(shù)器模式和定時(shí)器模式選擇位 =0，為定時(shí)器模式。 =1，為計(jì)數(shù)模式。 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器控制寄存器 TCON，其格式如下 表 ： 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院單片機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書 26 TCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 ITO 表 其各位的功能如下： TF TF0— 計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位當(dāng)計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，該位置 1。 TR TR0— 計(jì)數(shù)運(yùn)行控制位 基本顯示模塊設(shè)計(jì) 基本顯示模塊設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是由顯示代碼取得相應(yīng)的段碼，顯示段碼數(shù)據(jù)的并行發(fā)送，高精度的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘，石英表，石英鐘都采用了石英技術(shù)，因此走時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)校，數(shù)字式電子鐘用集成電路計(jì)時(shí)時(shí)，譯碼代替機(jī)械式傳動(dòng)，用 LED 顯示器代替顯示器代替指針顯示進(jìn)而顯示時(shí)間，減小了計(jì)時(shí)誤差，這種表具有時(shí)，分，秒顯示時(shí)間的功能，還可以進(jìn)行時(shí)和分的校對(duì)，片選的靈活性好。 程 序流程如 圖 所示。 圖 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院單片機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書 27 系統(tǒng)初始化程序 RS BIT 。定義液晶顯示端口標(biāo) RW BIT E BIT L50MS EQU 60H L1MS EQU 61H L250MS EQU 62H SEC EQU 65H MIN EQU 64H HOU EQU 63H ORG 0000H LJMP MAIN LJMP TT0 ORG 001BH LJMP T1INT ORG 1000H MAIN: 液晶初始化 MOV SP,70H MOV P0,01H 。清屏 CALL ENABLE MOV P0,38H 。8 位， 2行顯示 LCALL ENABLE ORG 000BH 音調(diào)、節(jié)拍以及編碼的確定方法 一般說來，單片機(jī)演奏音樂基本都是單音頻率，它不包含相應(yīng)幅度的諧波頻率，也就是說不能像電子琴那樣能奏出多種音色的聲音。因此單片機(jī)奏樂只需弄清楚兩個(gè)概念即可，也就是“音調(diào)”和節(jié)拍表示一個(gè)音符唱多長的時(shí)間。 音調(diào)的確定 不同音高的樂音是 用 C、 D、 E、 F、 G、 A、 B來表示，這 7個(gè)字母就是音樂的音名，它們一般依次唱成 DO、 RE、