【文章內容簡介】 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”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外， AT89C51設有穩(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，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。 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)光二極管構成的，所以在顯示器前面冠以“ LED”。 LED 顯示器在單片機系統(tǒng)中的應用非常普遍。 LED 顯示器的結構 常用的 LED 顯 示器為 8段。每一個段對應 1個發(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。當某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮，相應的段被顯示。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，當某個發(fā)光二極管的陰極接低電平時，發(fā)光二極管被點亮，相應的段被顯示。為了使 LED 顯示器顯示不同的符號或數(shù)字，就要把不同段的發(fā)光二極管點亮，這樣就要為 LED 提供代碼，因為這些代碼可使 LED 相應的段發(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個小數(shù)點位，共計 8位。因此提供給 LED 顯示器的段碼正好是 1B。各段與字節(jié)中各位對應關系如下表 ： 表 8 段 LED 結構及外形 代碼位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 湖南鐵路科技職業(yè)技術學院單片機課程設計說明書 18 顯示位 dp g f E d c b a LED 顯示器工作原理 由 N 個 LED 顯示塊可以拼接成 N 位的 LED 顯示器。如圖是 LED 顯示器的結構原理圖 。 N 個 LED 顯示器有 N個位選線和 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 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)顯示和動態(tài)顯示兩種。 鍵盤 鍵盤在單片機應用系統(tǒng)中能實現(xiàn)向單片機輸入數(shù)據，傳送命令等功能，是人工干預單片機的主要手段。 鍵盤實質上是一級按鍵開關的集合。通常，鍵盤開關利用了機械觸點的合、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，通過對行線電平高低狀態(tài)的檢測，便可確認按鍵按下與否。為了確保 CPU對一次按鍵動作只確認一次按鍵有效，必須消除抖動的影響。 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)技術學院單片機課程設計說明書 19 采用軟件來消除按鍵 抖動的基本思想是：在一次檢測到有鍵按下時，該鍵所對應的行線為低電平，執(zhí)行一段延時 10MS 的子程序后，確認該行線電平是不否仍為低電平，如果仍為低電平，則確認為該行確實有鍵按下。當按鍵松開時，行線的低電平變?yōu)楦唠娖?，?zhí)行一段延時 10MS 的子程序后，檢測該行線為高電平，說明按鍵確實已經松開。 系統(tǒng)復位電路的設計 智能系統(tǒng)一般應有手動或上電復位電路。復位電路的實現(xiàn)通常有兩種方式： RC 復位電路和專用 181。Ｐ監(jiān)控電路。前者實現(xiàn)簡單，成本低，但復位可靠性相對較低；后者成本較高，但復位可靠性高，尤其是高可靠重復復位。對于復位要求高、并對電源電壓進行監(jiān)視的場合，大多采用這種方式。 本次課程設計采用了上電按鈕電平復位電路，如圖 圖 時鐘電路模塊 時鐘電路在 單片機 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。在一個單片機應用系統(tǒng)中，時鐘 是 保障系統(tǒng)正常工作的基準振蕩定時信號，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系統(tǒng)工作湖南鐵路科技職業(yè)技術學院單片機課程設計說明書 20 的快慢 。為達到振蕩周期是 12MHZ 的要求，這里要采用 12MHZ 的晶振，另外有兩個 22P 的獨石電容，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 ； 用 ~ 作為LCD 的 D0~D7 的控制信號 。由于 P0口作為輸出，應加上拉電阻。 音頻輸出部分 整個輸出部分由一個 100uF 電容、兩個 S9013 NPN 三極管和一個蜂鳴器/喇叭組成，原理圖如右圖所示： 100uF 電容是用來濾波的，兩個 NPN 三極管起到放大信號的作用，最后由蜂鳴器 /喇叭表現(xiàn)出信號。 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)技術學院單片機課程設計說明書 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)技術學院單片機課程設計說明書 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 ： 當鍵盤有鍵按下時，判斷鍵值，啟動計數(shù)器 T0，產生一定頻率的脈沖，驅動蜂鳴器，放出樂曲。同時啟動定時器 T1，顯示樂曲播放的時間，并驅動LCD,顯示歌曲號及播放時間。 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 ； 3） 用 ~ 作為 LCD 的 D0~D7 的控制信號 ； 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)技術學院單片機課程設計說明書 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 開機畫面 湖南鐵路科技職業(yè)技術學院單片機課程設計說明書 24 4 系統(tǒng) 軟件設計 主模塊的設計 主模塊是系統(tǒng)軟件的主框架。結構化程序設計一般有“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建。它的合理與否關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)技術學院單片機課程設計說明書 25 圖 6 外部中斷源系統(tǒng)設計 在本設計中中斷源是采用外部中斷 0方式，其入口地址是 0003H。其中斷響應級別最高。 （ 1）定時器 /計數(shù)器 工作方式寄存器 TMOD 用于選擇定時器 /計數(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 TMOD 各位進行說明： 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位定時器 /計數(shù)器 0 1 方式 1，為 16位定時器 /計數(shù)器 1 0 方式 2， 8位的常數(shù)自動重新裝載的定時器 /計數(shù)器 1 1 方式 3，僅適用于 T0 表 其中，在本設計中采用方式 1的 16 位定時器 /計數(shù)器。 — 計數(shù)器模式和定時器模式選擇位 =0，為定時器模式。 =1，為計數(shù)模式。 定時器 /計數(shù)器控制寄存器 TCON，其格式如下 表 ： 湖南鐵路科技職業(yè)技術學院單片機課程設計說明書 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— 計數(shù)溢出標志位當計數(shù)器溢出時，該位置 1。 TR TR0— 計數(shù)運行控制位 基本顯示模塊設計 基本顯示模塊設計的重點是由顯示代碼取得相應的段碼，顯示段碼數(shù)據的并行發(fā)送，高精度的計時工具大多數(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，因此走時精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經常調校，數(shù)字式電子鐘用集成電路計時時，譯碼代替機械式傳動，用 LED 顯示器代替顯示器代替指針顯示進而顯示時間，減小了計時誤差，這種表具有時，分，秒顯示時間的功能，還可以進行時和分的校對，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)技術學院單片機課程設計說明書 27 系統(tǒng)初始化程序 RS BIT 。定義液晶顯示端口標 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、節(jié)拍以及編碼的確定方法 一般說來，單片機演奏音樂基本都是單音頻率，它不包含相應幅度的諧波頻率，也就是說不能像電子琴那樣能奏出多種音色的聲音。因此單片機奏樂只需弄清楚兩個概念即可，也就是“音調”和節(jié)拍表示一個音符唱多長的時間。 音調的確定 不同音高的樂音是 用 C、 D、 E、 F、 G、 A、 B來表示，這 7個字母就是音樂的音名，它們一般依次唱成 DO、 RE、