【文章內容簡介】 查表的方式加載計數(shù)初值。當值為 00H 時表示空拍，與 節(jié)拍碼配合完成節(jié)拍發(fā)音。節(jié)拍碼也占一個字節(jié)，其總時間 長 度等于基本時間乘以節(jié)拍碼的值。節(jié)拍碼值為 01H 時，表示當前樂曲結束，為 00H 時，表示全部樂曲結束。為了編碼簡單，一般節(jié)拍碼高半字節(jié)表示整拍，低半字節(jié)表示分數(shù)，只要基本延時設定恰當即可 并且在按開始按鈕后，可以播放歌曲。另一種是利用 STC89C52 和 LM386(音頻功放 ) 組成的音樂 播放器 。電路以 STC89C52 為主控制器， LM386(音頻功放 )來實現(xiàn)的。經喇叭發(fā)聲而沈陽理工大學學士學位論文 5 播放歌曲。 程序中根 據 每個音符對應頻率由定時器 T0 產生。為了程序調用方便，每個音符都對應一個編碼，占用一個字節(jié) 。 最終，考慮到方案二可以彈奏任意歌曲而采用了方案二，并加以改良使之能演奏存儲好的歌曲，并通過 LED 數(shù)碼管顯示聲調和曲號。 沈陽理工大學學士學位論文 6 3 單片機的介紹 單片機簡介 單片機是一種集成電路芯片。它采用超大規(guī)模技術將具有數(shù)據處理 能力的微處理器(CPU)、存儲器（含程序存儲器 ROM 和數(shù)據存儲器 RAM）、輸入、輸出接口電路 (I/O接口 )集成在同一塊芯片上，構成一個即小巧又很完善的計算機硬件系統(tǒng)，在單片機程序的控制下能準確、迅速、高效地完成程序設計者事先規(guī)定的任務。所以說，一片單片機芯片就具有了組成計算機的全部功能。由此來看，單片機有著一般微處理器（ CPU）芯片所不具備的功能，它可單獨地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機最大的特征。 然而單片機又不同于單板機（一種將微處理器芯片、存儲器芯片、輸入輸出接口芯片安裝在同一塊印 制電路板上的微型計算機），單片機芯片在沒有開發(fā)前，它只是具備功能極強的超大規(guī)模集成電路，如果對它進行應用開發(fā)，它便是一個小型的微型計算機控制系統(tǒng)，但它與單板機或個人電腦 (PC 機 )有著本質的區(qū)別。 單片機的應用屬于芯片級應用，需要用戶（單片機學習者與使用者）了解單片機芯片的結構和指令系統(tǒng)以及其它集成電路應用技術和系統(tǒng)設計所需要的理論和技術，用這樣特定的芯片設計應用程序，從而使該芯片具備特定的功能。 不同的單片機有著不同的硬件特征和軟件特征，即它們的技術特征均不盡相同，硬件特征取決于單片機芯片的內部結構，用戶要 使用某種單片機，必須了解該型產品是否滿足需要的功能和應用系統(tǒng)所要求的特性指標。這里的技術特征包括功能特性、控制特性和電氣特性等等，這些信息需要從生產廠商的技術手冊中得到。軟件特征是指指令系統(tǒng)特性和開發(fā)支持環(huán)境，指令特性即我們熟悉的單片機的尋址方式，數(shù)據處理和邏輯處理方式，輸入輸出特性及對電源的要求等等。開發(fā)支持的環(huán)境包括指令的兼容及可移植性，支持軟件 (包含可支持開發(fā)應用程序的軟件資源 )及硬件資源。要利用某型號單片機開發(fā)自己的應用系統(tǒng)，掌握其結構特征和技術特征是必須的。 單片機控制系統(tǒng)能夠取代以前利用復雜電子 線路或數(shù)字電路構成的控制系統(tǒng)，可以以軟件控制來實現(xiàn)，并能夠實現(xiàn)智能化，現(xiàn)在單片機控制范疇無所不在，例如通信產品、家用電器、智能儀器儀表、過程控制和專用控制裝置等等，單片機的應用領域越來越廣泛。 誠然，單片機的應用意義遠不限于它的應用范疇或由此帶來的經濟效益，更重要的沈陽理工大學學士學位論文 7 是它已從根本上改變了傳統(tǒng)的控制方法和設計思想，是控制技術的一次革命，是一座重要的里程碑。 單片機的發(fā)展 單片機由于這種特殊的結構形式，在某些應用領域中承擔了大中型計算機和通用微型計算機無法完成的一些工作?？傮w來說，單片機的發(fā)展可分為三個階 段： 第一階段（ 1976—— 1978 年）：以 Intel 公司的 MCS48 系列單片機為代表，該系列單片機在片內集成了 8 位 CPU、并行 I/O 接口、 8 位定時 /計數(shù)器、 RAM 和 ROM 等，片內 RAM 和 ROM 容量較小，尋址范圍不大于 4KB。 第二階段（ 1978—— 1983 年）：以 Intel 公司的 MCS51 系列單片機為代表，該系列單片機均帶有串行 I/O 接口，具有多級中斷處理系統(tǒng)，定時 /計數(shù)器位 16 位，片內 RAM和 ROM 容量相對增大，有的片內還帶有 A/D 轉換接口。 第三階段（ 1983 年至今）：高檔 8 位單片機鞏固發(fā) 展及 16 位單片機推出階段。此階段主要特征是：一方面不斷完善高檔 8 位單片機，改善其性能、結構，另一方面發(fā)展16 位單片機及專用單片機。 16 位單片機除了 CPU位 16 位外，片內 RAM 和 ROM 的容量進一步增大，片內 RAM 為 232 位， ROM 為 8KB，片內帶有高速輸入 /輸出部件，多通道 10 位 A/D 轉換部件， 8 級中斷處理系統(tǒng)。近年來， 32 位單片機已進入了實用階段[1]。 單片機內部結構 STC89C52 是一種帶 8K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。該器件采用高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，STC89C52 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 主要特征 與 MCS51 兼容 沈陽理工大學學士學位論文 8 8K 字節(jié)可編程閃爍存儲器壽命： 1000 寫 /擦循環(huán)數(shù)據保留時間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 三級程序存儲器鎖定 128*8 位內部 RAM 32 可編程 I/O 線 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 6 個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內振蕩器和時鐘電路 管腳說明 [2] VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當 P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據存儲器，它可以被定義為數(shù)據 /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL 門電流，當 P2 口被寫 “1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的 管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。 P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電沈陽理工大學學士學位論文 9 流。當 P3 口寫入 “1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL） 這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控 制信號。 RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間 。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn) 。/EA 當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編 程電源（ VPP）。 X1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 X2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性 沈陽理工大學學士學位論文 10 X1 和 X2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL2 應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 引腳電路連接及說明 ～ 為 I/O 口的 P2 口：內部帶有弱上拉的雙向 I/O 口，作為輸入引腳使用前，先向 P2 口鎖存器寫入 1，使 P2 口引腳被上拉為高電平 RESET 為復位信號輸入端，高電平有效。 /EA 為外部程序存儲器選擇信號，低電平有效。在復位期間 CPU 檢測并鎖存該引腳電平狀態(tài)，當發(fā)現(xiàn)該引腳為高電平時，從片內程序存儲器取指令，只有當程序計數(shù)器PC 超出片內程序存儲器地址編碼范圍時，才轉到外部 ROM 中取指令；當該引腳為低電平時，一律從外部程序存儲器中取指令。 /EA—在本次設計中此引腳接高電平，所以按照它的功能特性它將從內部程序存儲器讀取指令碼。 X X2 的功能特性，其中 X1 接 CPU內部時鐘電路。本電路的時鐘電路采用芯片內部的振蕩電路。當使用片內振蕩電路時， X X2 與晶體振蕩器及電容 C C2 按電路圖上所示方式連接。晶振、電容 C1 /C2 及片內與非門（作為反饋、放大元件）構成了電感三點式振蕩器，振蕩信號頻率與晶振頻率及電容 C C2 的容量有關，但主要由晶振頻率決定。該設計中我所設計的晶振頻率為 ， C C2 都為 22PF。 對于 89C52 芯片來說，它內置了 ROM、 EPROM、 OTP ROM、 Flash ROM，當不使用外部存儲器 （包括程序存儲器和數(shù)據存儲器）時， P0 口可以作為通用的輸入 /輸出端口（ I/O）使用。 P0 口作為 I/O 端口使用時，多路開關“控制”信號為“ 0”（即低電平）。輸出時，寫鎖存器脈沖 CLK 有效，輸出信號經內部總線至鎖寸器輸入端 D 至反相輸入端 Q 反至`多路開關至 V2 柵極至 V2 漏極到輸出端， P0 口是漏極開路輸出，當驅動拉電流負載時，需要外接上拉電阻， P0 口帶有鎖存器，因此具有輸出鎖存器，因此具有輸出鎖存功能。P0 口作為輸入口時，與 P1 口類似，也必須先執(zhí)行寫端口指令。 沒有外部程序存儲器或雖然有外部數(shù)據存儲器，但容量不大于 256 字節(jié)，不需要高8 位地址時（在 這種情況下，不能通過數(shù)據地址寄存器 DPTR 讀寫外部數(shù)據存儲器），P2 口可以作為 I/O 端口使用，這時，“控制”信號為“ 0”；作為輸入口前，同樣需要向沈陽理工大學學士學位論文 11 鎖存器寫入“ 1”，使反向器輸出低電平。 引腳結合電路的說明 圖 STC89C52 芯片圖 1） 讓圖 中 31 腳從內部程序存儲器讀取程序，直接讓其接 Vcc； 40 腳、 20 腳 也分別按照它的功能接到 Vcc 5V和 GND。 2）因為需要使用片內振蕩電路，所以在 18 腳、 19 腳之間串了一個 12MHz 的晶振， 在晶振的兩端分別接有一個 22PF 的電容，兩個電容 的另一端共同接地。 2）