【導(dǎo)讀】教學(xué)；□科研；□生產(chǎn)；□其他。[1]熟練掌握單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)；[2]完成電子播放器硬件電路設(shè)計(jì)；[3]完成相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)；[4]在軟件平臺調(diào)試成功；[5]完成整個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。，所使用電壓為5V。在實(shí)時(shí)檢測和自動控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個核心部件。完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)以其優(yōu)異的性能得到了廣泛的使用。文件的實(shí)時(shí)性，準(zhǔn)確性，高效性。MPEG音頻層根據(jù)壓縮質(zhì)量和編碼復(fù)雜程度劃分為三層，即。Layer-1、Layer2、Layer3，且分別對應(yīng)MP1、MP2、MP3這三種聲音文件，并根據(jù)不同的。的壓縮率分別為4：1和6：1-8：1，而MP3的壓縮率則高達(dá)10：1-12：1。MP3功能已成為此類產(chǎn)品的發(fā)展趨勢之一。有MP3的功能實(shí)現(xiàn)。

　　

【正文】 根控制線 。 AT89C51 單片機(jī)的引腳介紹 AT89C51 單片機(jī)是高性能單片機(jī)，因?yàn)槭芤_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） 電源引腳： Vcc 和 Vss Vcc（ 40 腳）：電源端，正常運(yùn)行時(shí)接 +5V 電源。 Vss（ 20 腳）：接地端，正常運(yùn)行時(shí)接地（ +5V 電源接地端）。 （ 2） 外接晶體引腳： XTAL1 和 XTAL2 89C51 內(nèi)部有一個振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路， 完成時(shí)序信號的產(chǎn)生。 XTAL1（ 19腳）是單片機(jī)片內(nèi)振蕩電路反相放大器的輸出端。當(dāng)采用內(nèi)部方式時(shí)鐘電路是，需要在片外鏈接石英晶體， XTAL1（ 19 腳）和 XTAL2(18 腳 )用來連接外部的石英晶體和微調(diào)電容，產(chǎn)生原始的振蕩脈沖信號。石英晶體的固有頻率就是單片機(jī)的振蕩頻率。當(dāng)采用外部時(shí)鐘電路時(shí)， XTAL1（ 19 腳）用來輸入外部時(shí)鐘脈沖信號，XTAL2（ 18 腳）懸空。 （ 3） 控制信號引腳： RST、 ALE、 PSEN、 EN（有上劃線） ① RST（ 9 腳）：復(fù)位信號輸入端，高電平有效。當(dāng)此 輸入端上保持兩個機(jī)器周期以上的時(shí)間的高電平時(shí)，就可以使單片機(jī)復(fù)位。 89C51 單片機(jī)的兩個機(jī)器周期相當(dāng)于 24 個時(shí)鐘振蕩周期。復(fù)位操作使 CPU 及系統(tǒng)各部分進(jìn)入初始狀態(tài)，并從初始狀態(tài)開始工作。 ② ALE（ 30）腳：此引腳又寫做 ALE/PROG，地址鎖存允許信號輸出端 /編程脈沖輸入端，它有兩個功能。 當(dāng) 89C51 加電正常工作后， ALE 引腳連續(xù)地輸出正脈沖信號，其頻率為振蕩器頻率的 1/6，可以利用它作為對外輸出的時(shí)鐘或定時(shí)信號。另外，當(dāng) 89C51 訪問片外的存儲器時(shí)， 89C51 輸出地址總 線信號 16 位，數(shù)據(jù)總線 8 位。其中，低 8 位地址總線和數(shù)據(jù)總線 8 位是 P0 口分時(shí)復(fù)用的， ALE 輸出信號作為鎖存 P0 口低 8北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 位地址的控制信號。這個引腳有第二功能， PROG 在對 89C51 片內(nèi)帶有的 4KB 容量的 Flash ROM 編程寫入時(shí)，作為編程脈沖輸入端。這個操作又稱為程序的固化。 ③ PSEN（ 29 腳）：外部程序存儲器讀選通輸出信號，低電平有效。 89C51片外可以擴(kuò)展程序存儲器 ROM 和數(shù)據(jù)存儲器 RAM，當(dāng) 89C51 訪問片外 ROM 時(shí)，即從外部程序存儲器讀取指令（或常熟）時(shí)，在每個機(jī)器周期 中，輸出兩個有效的 PSEN 信號。這個信號常用外部 ROM 的讀選通信號，連接到 ROM 芯片的輸出允許端（ OE）。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器 RAM 時(shí)，這個信號不出現(xiàn)，為高電平。 ④ EA（ 31 腳）：此引腳又寫做 EA/Vpp，外部程序存儲器地址使能輸入端 /固化編程電壓輸入端。它有兩個功能。第一個功能是作為外部程序存儲器地址使能輸入端 EA。 89C51 具有片內(nèi)外統(tǒng)一編址的 64KB 程序存儲器空間，包括片內(nèi)有4KB 的 Flash ROM，片外還可以擴(kuò)展到 64KB 程序存儲器。在實(shí)際應(yīng)作用中有兩種使用方法。 如果將 EA 引腳接高電平（ “1”），如接電源的 Vcc 端， CPU 首先訪問片內(nèi) 4KB的 ROM，執(zhí)行其中的指令，這 4KB ROM 的地址范圍為 0000H0FFH，當(dāng) PC（程序計(jì)數(shù)器）的值超過 0FFH 時(shí)， CPU 將自動到外部程序存儲器中取指令，外部程序存儲器的地址范圍為 100HFFFFH。 如果將 EA 引腳接低電平（ “1”），如接地端， CPU 只訪問外部程序存儲器，并執(zhí)行外部程序存儲器中的指令。此時(shí)不管片內(nèi)是否有程序存儲器，片外程序存儲器的地址從 0000H 開始，最大到 FFFH，有 64KB 的存儲空間。 該引腳的第二功能 Vpp 為固化編程的電壓輸入端。在對片內(nèi) 4KB 的 Flash ROM 編程（程序固化）時(shí)，在此引腳施加編程需要的電源電壓，如選用 +12V 的編程電壓。 （ 4） 輸入 /輸出端口引腳 P0、 P P P3 89C51 有 4 個 8 位的并行的并行輸入 /輸出端口，共有 32 個引腳，它們可以作為通用的輸入 /輸出端口，除此之外， P0、 P2 和 P3 端口又有各自的第二功能。單片機(jī)由于引腳的數(shù)目有限，但是功能又越來越強(qiáng)，需要的信號線數(shù)目多，為此，通常采用給一些引腳賦予雙重功能的方法，對有些引腳在不同的的應(yīng)用環(huán)境下提供第二功能。這樣提升了單片機(jī)的性 能，又大大減少了引腳數(shù)目，這種技術(shù)在單片機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 ① 通用輸入 /輸出端口 P0 端口（ ，第 3932 腳）： P0 端口作為通用輸入 /輸出端口使用，是一個漏極開路的準(zhǔn)雙向 I/O 接口。可以作為輸入，但使用時(shí)要先對鎖存器寫 “1”，這是準(zhǔn)雙向口的要求；也可以作為輸出，輸出時(shí)每位能驅(qū)動 8 個 74LS 類型的 TTL負(fù)載?？梢詫?P0 端口 8 位并行輸入 /輸出，也可以對其中的每一位進(jìn)行 I/O 操作。 P1 端口（ ，第 18 腳）： P1 端口作為通用輸入 /輸出端口使用，是 一個內(nèi)部帶有上拉電阻的準(zhǔn)雙向 I/O 接口?？梢宰鳛檩斎?，但使用時(shí)也要先對鎖存器寫 “1”，這是準(zhǔn)雙向口的要求；也可以作為輸出，輸出時(shí)每位能驅(qū)動 4 個 74LS 類型的 TTL 負(fù)載。 P1 端口可以 8 為并行輸入 /輸出，也可以對其中的每一位進(jìn)行 I/O操作。 P2 端口（ ，第 2128 腳）： P2 端口作為通用輸入 /輸出端口使用，是一個內(nèi)部帶有上拉電阻的準(zhǔn)雙向 I/O 接口?？梢宰鳛檩斎?，但使用時(shí)也要先對鎖存器寫 “1”，這是準(zhǔn)雙向口的要求；也可以作為輸出，輸出時(shí)每位能驅(qū)動 4 個 74LS類型的 TTL 負(fù)載。 P2 端口可以 8 為并行 輸入 /輸出，也可以對其中的每一位進(jìn)行I/O 操作。 P3 端口（ ，第 1017 腳）： P3 端口作為通用輸入 /輸出端口使用，是一個內(nèi)部帶有上拉電阻的準(zhǔn)雙向 I/O 接口?？梢宰鳛檩斎耄褂脮r(shí)也要先對鎖存器寫 “1”，這是準(zhǔn)雙向口的要求；也可以作為輸出，輸出時(shí)每位能驅(qū)動 4 個 74LS類型的 TTL 負(fù)載。 P3 端口可以 8 為并行輸入 /輸出，也可以對其中的每一位進(jìn)行I/O 操作。 ② P0、 P P3 端口的第二功能 在 89C51 外部擴(kuò)展存儲器或 I/O 接口芯片時(shí)，需要提供系統(tǒng)總線信號。其 中，地址總線 16 位，可尋址 64KB，由 P0 端口提供低 8 位地址 A0A7， P2 端口提供高 8 位地址 A8A15；數(shù)據(jù)總線 8 位，由 P0 端口分時(shí)復(fù)用；控制總線信號，除中斷信號外，由 P3 端口提供（ RD）、寫 (WR)控制信號。 89C51 的其他 I/O 功能，包括串行通信口信號（ TXD、 RXD）、外部中斷請求輸入信號（ INT0、 INT1）、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的外部技術(shù)輸入信號（ T0、 T1）等，是由 P3 端口的第二功能來來實(shí)現(xiàn)的。實(shí)際應(yīng)用中， P3 端口主要是以第二功能來使用的，余下的才作為通用 I/O 信號線使用。 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 P0 端口在 CPU訪問 外部存儲器或 I/O 接口芯片時(shí)，分時(shí)提供 8 位地址（ A0A7）和 8 位數(shù)據(jù)（ D0D7）的復(fù)用總線。這時(shí)，需要增加一個 8 位鎖存器，利用 ALE（地址鎖存允許）輸出信號控制來鎖存 P0 端口低 8 位地址信號。 P2 端口在 CPU 訪問外部存儲器或 I/O 接口芯片時(shí)，提供高 8 位地址（ A8A15）的地址總線信號。由于在訪問期間 P2 端口的地址信號保持不變，因此不需要增加鎖存器。 P3 端口（ ，第 1017 腳）：在 CPU 訪問外部存儲器或 I/O 接口芯片時(shí)， P3 端口提供讀、寫控制總線信號。 P3 端口還提供 89C51 的其他 I/O 口功能，包括串行通信、外部中斷、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的外部技術(shù)輸入信號等。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 1. 典型的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)除主機(jī)外，還包括有： 1）前向通道 (即輸入部分 )： 數(shù)字量、開關(guān)量、模擬量信號 (A/D)的輸入。 2）后向通道 (輸出部分 )： 數(shù)字量、開關(guān)量、模擬量信號 (D/A )的輸出。 3）人機(jī)對話通道，即人機(jī)交互部分 ： 鍵盤、顯示器、打印機(jī)、看門狗 (監(jiān)視 )電路等。 2. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)： 1）單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)一般規(guī)模比較小。設(shè)計(jì)開發(fā)過程要借助專用的開發(fā)器、仿真器或開發(fā)系統(tǒng)來進(jìn)行。 2） 設(shè)計(jì)中要綜合考慮硬件、軟件的組成 ,以達(dá)到較高性能價(jià)格比?？刹捎密浖袒瘜?shí)現(xiàn)部分硬件功能，也可以采用硬件來實(shí)現(xiàn)某些軟件的功能。 3）單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)要求可靠性高，特別是工作于無人值守、不間斷工作的環(huán)境中，必須保證安全可靠。要從電路設(shè)計(jì)、軟件程序等加以考慮。看門狗監(jiān)視電路就是其中一種。 4）單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)要盡量作到低功耗、小體積。軟件程序固化在單片機(jī)內(nèi)的程序存儲器中。要在專門的編程器或下載設(shè)備中完成。 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 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(shí)鐘電路，如圖 34 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． 2MHz～ 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(shí)鐘發(fā)生器進(jìn)行二分頻之后，才成為單片機(jī)的時(shí)鐘信號。 圖 34 晶振電路 圖 33 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 揚(yáng)聲器電路 本設(shè)計(jì)是采用蜂鳴器用來發(fā)出聲音，由于在實(shí)際應(yīng)用中，單片機(jī)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(jì)中，理論聯(lián)系實(shí)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(shí)際應(yīng)用中，輸出功率將會提高很多。 顯示電路 本設(shè)計(jì)顯示是采用 液晶顯示器 LM016L 進(jìn)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)使用 P0 口訪問外部存儲器和數(shù)據(jù)存儲器時(shí)， P0 口內(nèi)部已有上拉電阻，當(dāng) P0 口作程序檢驗(yàn)，輸出指令字節(jié)時(shí)，必須外接上拉電阻。 LM016L 的控制信號 RS、 RW、E 分別接到單片機(jī)的 、 、 。本設(shè)計(jì)中主要用 LM016L 顯示開機(jī)畫面、作者 信息、播放剩余時(shí)間、歌曲號 /鍵號。 電路如圖 36 所示。 圖 35 揚(yáng)聲器電路 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 更換歌曲電路 采用 4*4 行列式鍵盤來實(shí)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(jì)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(jī)畫面顯示，0 號按鍵在本設(shè)計(jì)中未使用，留作擴(kuò)展功能使用。 用 ~ 控制按鍵，其中~ 掃描行， ~ 掃描列。 電路如圖 37 所示。 圖 36 顯示電路 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 復(fù)位電路 AT89C51 的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)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(jì)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(shí)現(xiàn)的。只要 VCC 的上升時(shí)間不超過 1ms， 就可以實(shí)現(xiàn)自動上電復(fù)位。時(shí)鐘頻率用 12MHZ 時(shí) C 取 20PF。 圖 37 選擇及更換歌曲電路 圖 38 復(fù)位電路 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 程序存儲器外部擴(kuò)展電路 本設(shè)計(jì)是采用了一個 74LS373 鎖存器和一個 27C512 程序存儲器外部擴(kuò)展 組成，其主要的功能就是為了在 外部擴(kuò)展單片機(jī)內(nèi)存，使它有足夠的空間存放系統(tǒng)中的程序，而達(dá)到使它實(shí)現(xiàn)所要得到的功能和應(yīng)用的領(lǐng)域，其圖如圖 39 所示 圖 39 存儲器擴(kuò)展電路 北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 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 液晶顯示原理起源是在 1888 年時(shí)，由奧地利植物學(xué)家萊尼茲發(fā)現(xiàn)了一種特殊的混合物質(zhì)，物質(zhì)在常態(tài)下是處於固態(tài)和液態(tài)之間，不僅如此，其還兼具固態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)的雙重特性。在那個年代并沒有對於此物質(zhì)的適當(dāng)稱呼，因此就稱之為 Liquid Crystal（顧名思義 就是液態(tài)的晶體）。而液晶的組成物質(zhì) 是一種有機(jī)化合物，也就是以碳為中心所構(gòu)成的化合物。 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(jìn)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(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、 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