基于單片機(jī)的演奏樂曲設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-16 02:44 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 存儲(chǔ) )、 ROM(用于程序存儲(chǔ) )、 I/O 設(shè)備 (實(shí)現(xiàn)串行、并行輸入 /輸出接口 )及時(shí)鐘電路 (建立工作時(shí)序 )。在微型計(jì)算機(jī)中，上述部件被分成若干塊芯片，安裝在一塊稱之為主板的印刷線路板上，在程序的指揮下完成計(jì)算機(jī)的基本運(yùn)算操作功能。但是在單片機(jī)中，除了時(shí)鐘電路之外，其余部分一般均被集成到一塊半導(dǎo)體芯片上，所以被稱為單片機(jī)，即單芯片微型計(jì)算機(jī)。 2) 控制功能類 控制功能類硬件包括：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 (用于時(shí)間設(shè)定 /事件記錄 )和中斷裝置 (實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理 )。使用這類硬件是為了實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的控制功能，即定時(shí)控制、順序控制和實(shí)時(shí)控江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 制 等基本控制功能。作為面向嵌入式控制的特色，這類部件通常也集成在單片機(jī)芯片內(nèi)部。 3) 輔助功能類 輔助功能類硬件包括： A/D(模 /數(shù)轉(zhuǎn)換 )和 D/A(數(shù) /模轉(zhuǎn)換，通常采用 PWM 形式 )等部件。這類部件根據(jù)芯片的配置不同不一定集成在單片機(jī)芯片上，需要用戶根據(jù)使用要求 選擇。 2. 軟件部分 與微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行原理相似，單片機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行也需要軟件系統(tǒng)的支持，但是由于處理任務(wù)的不同，其復(fù)雜程度相對(duì)較低。根據(jù)單片機(jī)軟件所要實(shí)現(xiàn)的功能，可以將軟件劃分為管理程序和應(yīng)用程序兩類。 1) 管理程序 管理程序是 單片機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)控程序，主要用于控制過程復(fù)雜，控制量較大的裝置，例如測(cè)控儀器、儀表等。對(duì)于僅完成簡(jiǎn)單控制任務(wù)的單片機(jī)系統(tǒng)一般可以相應(yīng)簡(jiǎn)化。 2) 應(yīng)用程序 應(yīng)用程序是針對(duì)具體的控制動(dòng)作而編寫的程序，是實(shí)現(xiàn)控制具體功能的程序基礎(chǔ)，通常以子程序模塊的形式出現(xiàn)，便于執(zhí)行控制動(dòng)作時(shí)調(diào)用。 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言主要是指在開發(fā)系統(tǒng)中使用的語(yǔ)言。在單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)中可以使用機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言采用機(jī)器碼，是單片機(jī)能夠直接識(shí)別的程序語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言是以助記符表 示機(jī)器碼的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言都是高效的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，但它們都是面向機(jī)器的語(yǔ)言，通用性差，編程效率低。 單片機(jī)的開發(fā)過程涉及 3 項(xiàng)內(nèi)容，即編程、糾錯(cuò)和仿真。一般采用 PC 機(jī)內(nèi)安裝的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)軟件進(jìn)行開發(fā)調(diào)試。在集成開發(fā)環(huán)境內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)文本編程、編譯糾錯(cuò)和仿真運(yùn)行。其中仿真的形式又可以分為兩種，即軟件仿真和硬件仿真。軟件仿真不必連接硬件應(yīng)用系統(tǒng)，仿真結(jié)果在開發(fā)環(huán)境中模擬的單片機(jī)構(gòu)造中得到體現(xiàn)；硬件仿真需要與用戶控制系統(tǒng)配合，以集成開 發(fā)環(huán)境的輸出替代用戶系統(tǒng)中原有的單片機(jī)，仿真過程真實(shí)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)。另一種較新的開發(fā)形式采用具有 ISP(InSystem Programming，在系統(tǒng)可編程 )功能的單片機(jī)，利用下載程序開發(fā)單片機(jī)系統(tǒng) 常用單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 單片機(jī)的特點(diǎn)是集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便及價(jià)格低廉。單片機(jī)的應(yīng)用幾乎是無處不在，已經(jīng)滲透到我們生活中的各個(gè)領(lǐng)域。目前單片機(jī)已經(jīng)在工業(yè)控制、儀器儀表、家用電器、辦公自動(dòng)化、醫(yī)用設(shè)備、信息和通信產(chǎn)品、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，其 應(yīng)用形式體現(xiàn)如下。 1. 在工業(yè)控制中的應(yīng)用 2. 在智能儀器中的應(yīng)用 3. 在家用電器中的應(yīng)用 4. 在信息和通信產(chǎn)品中的應(yīng)用 5. 在辦公自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用 6. 在商業(yè)營(yíng)銷設(shè)備中的應(yīng)用 7. 在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 8. 在汽車電子產(chǎn)品中的應(yīng)用 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，將會(huì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等要求。單片機(jī)的發(fā)展將主要以滿足在嵌入式應(yīng)用前提下與控制對(duì)象的最佳結(jié)合，突顯其智能化控制能力。并在此基 礎(chǔ)上尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決方式，即形成了 SoC 化趨勢(shì)。在微電子技術(shù)、 IC 設(shè)計(jì)、 EDA 工具發(fā)展的推動(dòng)下，基于 SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)將會(huì)得到較快的發(fā)展。 4 單片機(jī)演奏樂曲 的目的和意義 目的： 能熟練運(yùn)用單片機(jī)工作原理； 應(yīng)用定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的工作方式； 熟練編寫單片機(jī)的控制程序 。 意義：及時(shí)的考量我們所學(xué)的知識(shí)，并將我們所學(xué)的知識(shí)熟練地運(yùn)用到實(shí)際生活當(dāng)中。 要求：用 定時(shí)器 T0 的中斷控制播放音樂《好人一生平安》。 本設(shè)計(jì) 的電路原理圖及元器件 一、原理圖 用單片機(jī)控 制 輸出聲音的 硬件電路如圖 421 所示 。表 422列出了 C音調(diào)與頻率的對(duì)應(yīng)的關(guān)系。 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆專科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) G NDX T AL218X T AL119R ST9P 3. 0/ R X D10P 3. 1/ T X D11P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 7/ R D17P 3. 6/ W R16P 3. 5/ T 115AD [ 0. .7 ]A[ 8. . 15 ]ALE30EA31P SEN29P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78U1A T 8 9 C 5 1L S 1S O U N D E R 圖 421 音調(diào) 低 1（低音“ dao”） 低 2 低 3 低 4 低 5 低 6 低 7 頻率 262 294 330 349 392 440 494 音調(diào) 1（中音“ dao”） 2 3 4 5 6 7 頻率 523 587 659 698 784 880 988 音調(diào) 高 1（高音“ dao”） 高 2 高 3 高 4 高 5 高 6 高 7 頻率 1046 1175 1318 1397 1568 1760 1967 圖 422 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 二、元器件 單
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