【文章內(nèi)容簡介】 鍵盤來實現(xiàn)的 ， 按鍵將單片機 I/0 口的電平拉低 ， 單片機檢測到 I/O 口電平為 0 時 ， 判斷并存儲鍵值 。并自動跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)曲號的標(biāo)號處執(zhí)行代碼。顯示采用的是液晶顯示屏 LM016L，顯示穩(wěn)定清晰，并且能顯示多個信息，當(dāng)片內(nèi) 4K 的程序存儲器存滿后，自動跳轉(zhuǎn)到片外 256K 程序存儲器繼續(xù)存儲 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 8 AT89C51 的 簡介 AT89C51 功能 概述 自從 1971 年微型計算機問世以來，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的進一步發(fā)展，導(dǎo)致微型計算機正向兩個主要方向發(fā)展：一是高速度、高性能、大容量的高檔微 型機及其系列化向大、中型計算機的挑戰(zhàn)；另一個是穩(wěn)定可靠、小而廉、能適應(yīng)各種控制領(lǐng)域需要的單片機。 MCS— 51 系列是 Intel 公司在 1980 年推出的高檔 8 位單片機，具有性能價格比高、品種多、兼容性強、開發(fā)用的仿真機較完善等優(yōu)點，所以在國際上和國內(nèi)的占有率相當(dāng)高。 它擁有 8 位微處理器和控制器，內(nèi)含一個一位布爾運算處理器，可直接對數(shù)據(jù)的位進行操作和運算，特別適用于邏輯控制。內(nèi)部含有 4KB 的程序 ROM并且在外部擴展了 256K 的存儲空間 ， 2 個 16 位的計數(shù) /定時器。 本次采用的是AT89C51 單片機，其電路如 31 所示， 它的中斷功能比較強，有 5 個中斷源，即外部中斷 2 個，定時器中斷 2 個，串行中斷 1 個，有 2 個中斷優(yōu)先級。中斷控制電路主要包括用于中斷控制的四個寄存器：定時器控制寄存器 TCON，串行口控制寄存器 SCON，中斷允許控制寄存器 IE，中斷優(yōu)先級控制寄存器 IP 等。 內(nèi)部時鐘振蕩器，全雙工方式的串行接口（ UART），兩極中斷優(yōu)先權(quán)的 6 個中斷源 /5 個中斷矢量的中斷邏輯。哈佛結(jié)構(gòu)的存儲器組織，支持高達 64K 為單周期指令，支持六種尋址方式。最高時鐘振蕩頻率可達 12MHZ，大部分指令執(zhí)行時間為 1181。s，乘、除指令為4181。s。 AT89C51 的管腳圖 E A / V X T A L 1X T A L 2R S T / V RDWRI N T 0I N T 1T0T1P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P S E NA L E / P R O GT X DR X DPPPD803180518751E A / V X T A L 1X T A L 2R S T / V P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P S E NA L E / P R O GP P V s sV c c1234567891011121314151617181920 2122232425262728293031323334353637383940PDPP803180518751a) b) 圖 31 AT89C51 芯片引腳圖 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 9 MCS51 系列單片機采用 40 引腳雙列直插式封裝（ DIP），其引腳排列和邏輯符號如圖 23 所示， 4 個并行口共有 32 根引腳，可分別作地址線、數(shù)據(jù)線和 I/O 線；2 根電源線； 2 根時鐘振蕩電路引腳和 4 根控制線 。 AT89C51 單片機的 引 腳介紹 AT89C51 單片機是高性能單片機，因為受引腳數(shù)目的限制，所以有許多引腳具有第二功能，各引腳功能說明如下： （ 1） 輸入 /輸出口線 A． 0p 口 8 位雙向口線 B． 1p 口 8 位雙向口線 C． 2p 口 8 位雙向口線 D． 3p 口 8 位雙向口線 （ 2） ALE 地址鎖存控制信號 在系統(tǒng)擴展時， ALE 用于控制把 0p 口輸出的底 8 位地址送入鎖存器鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的分時傳送。此外由于 ALE 是以六分之一晶振頻率的固定頻率輸出的正脈沖，因此可作為外部時鐘或外部定時脈沖使用。 （ 3） PSEN 外部程序存儲器讀選通信號 在讀外部 ROM 時 PSEN 有效（低電平），以實現(xiàn)外部 ROM 單元的讀操作。 （ 4） EA 訪問程序存儲器控制信號 當(dāng) EA 信號為低電平時，對 ROM 的讀操作限定在外部程序存儲器；而當(dāng) EA 信號為高電平時，對 ROM 的讀操作是從內(nèi)部程序存儲器開始，并可延續(xù) 至外部程序存儲器。 （ 5） RST 復(fù)位信號 當(dāng)輸入的復(fù)位信號延續(xù) 2 個機器周期以上高電平時即為有效，用以完成單片機的復(fù)位操作。 （ 6） XTAL1 和 XTAL2 外接晶體引線端 當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時， 這兩個 引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。 （ 7） 電源、 地線 GND VCC、 GND。 VCC 一般接 +5V 電源 ， GND 接地。 晶振 電路 MCS51 片內(nèi)有一個高增益的反相放大器，其輸入端為引腳 XTAL1 和輸出端為北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 10 引腳為 XTAL2，用于外接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容，構(gòu)成穩(wěn)定的的 自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部的時鐘電路，如圖 32 所示。電容 C1 和 C2 對頻率有微調(diào)作用，電容一般取 20pF 左右。晶體振蕩頻率范圍是 1． 2MＨ z～ 12MHz，一般情況下，選用振蕩頻率為 12MHz 的石英晶體。振蕩脈沖信號經(jīng)過內(nèi)部時鐘發(fā)生器進行二分頻之后，才成為單片機的時鐘信號。 圖 32 晶振電路 揚聲器 電路 本設(shè)計是 采用蜂鳴器用來發(fā)出聲 音， 由于在實際應(yīng)用中，單片機輸出的標(biāo)準(zhǔn)高電平為 5 伏，輸出功率很有限，所以本設(shè)計中，理論聯(lián)系實際，用一個 PNP 型三極管驅(qū)動蜂鳴器，由于三極管具有放大作用，在實 際應(yīng)用中，輸出功率將會提高很多 。 顯示電路 本設(shè)計顯示是 采用 液晶顯示器 LM016L 進行顯示 ， LM016L 的功能、顯示原理以及使用方法將會在后文中介紹， P0 口是一個地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用的雙向 I/O 口，當(dāng)圖 33 揚聲器電路 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 11 使用 P0 口訪問外部存儲器和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口內(nèi)部已有上拉電阻，當(dāng) P0 口作程序檢驗，輸出指令字節(jié)時，必須外接上拉電阻。 LM016L 的控制信號 RS、 RW、E 分別接到單片機的 、 、 。本設(shè)計中主要用 LM016L 顯示開機畫面、作者信息、播放剩余時間、歌曲號 /鍵號。 電路如 圖 34 所示 。 更換歌曲電路 采用 4*4 行列式鍵盤來實現(xiàn)選擇歌曲播放，以及對歌曲號做基本的操作，即上一曲、下一曲以及暫停 /播放。在本設(shè)計中 1A 號按鍵用于選擇歌曲的曲號播放， C、D、 E 分別為下一曲、上一曲、播放 /暫停按鈕，此外 F 鍵用于開機畫面顯示， 0 號按鍵在本設(shè)計中未使用，留作擴展功能使用。 用 ~ 控制按鍵，其中 ~掃描行， ~ 掃描列。 電路如圖 35 所示。 圖 34 顯示電路 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 12 復(fù)位電路 AT89C51 的復(fù)位是由外部的 復(fù)位電路來實現(xiàn)的。復(fù)位引腳 RST 通過一個施密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，施密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號。 本設(shè)計是采用 上電自動復(fù)位，上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實現(xiàn)的。只要 Vcc 的上升時間不超過 1ms， 就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位。時鐘頻率用12MHZ 時 C 取 20PF。 圖 35 選擇及更換歌曲電路 圖 36 復(fù)位電路 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 13 程序存儲器 外部擴展電路 本設(shè)計是采用了一個 74LS373 鎖存器和一個 27512 程序存儲器外部擴展 組成，其 主要的功能就是為了在外部擴展單片機內(nèi)存，使它有足夠的空間存放系統(tǒng)中的程序 ，而達到使它實現(xiàn)所要得到的功能和應(yīng)用的領(lǐng)域，其圖如圖 37 所示 圖 37 存儲器擴展電路 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 14 第 4 章 液晶顯示原理及 LM016L 簡介 液晶顯示原理 及分類 液晶顯示原理 液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、 PDA 移動通信工具等眾多領(lǐng)域。 液晶顯示器的分類 液晶顯示的分類方法有很 多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動（ Static）、單純矩陣驅(qū)動（ Simple Matrix）和主動矩陣驅(qū)動（ Active Matrix）三種。 液晶顯示器各種圖形的顯示原理 : (1) 線段的顯示 點陣圖形式液晶由 MN 個顯示單元組成，假設(shè) LCD 顯示屏有 64 行，每行有128 列，每 8 列對應(yīng) 1 字節(jié)的 8 位，即每行由 16 字節(jié)，共 168=128 個點組成，屏上 6416 個顯示單元與顯示 RAM 區(qū) 1024 字 節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由 RAM 區(qū)的 000H——00FH 的 16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（ 000H） =FFH 時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8 個點；當(dāng)（ 3FFH） =FFH 時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（ 000H） =FFH，（ 001H） =00H，（ 002H） =00H， …… （ 00EH） =00H，（ 00FH） =00H 時，則在屏幕的頂部顯示一條由 8 段亮線和 8 條暗線組成的虛線。這就是 LCD 顯示的基本原理。 (2) 字符的顯示 用 LCD 顯示一個字符時比較復(fù)雜，因為 一個字符由 68 或 88 點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應(yīng)的顯示 RAM 區(qū)的 8 字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為 “1”，其它的為 “0”，為 “1”的點亮，為 “0”的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 15 在文本方式，根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。 (3) 漢字的顯示 漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機中提取要顯示的漢字的點陣碼（一般用字模提取軟件），每個漢字占 32B，分左右兩半，各占 16B，左邊為 5…… 右邊為 6…… 根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示 RAM 對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)