【導(dǎo)讀】獨(dú)立分析、使用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力；認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度、團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神；訓(xùn)練收集查找中外文專業(yè)資料的閱讀與翻譯能力；程方法，訓(xùn)練基于該單片機(jī)的編程及其運(yùn)用，訓(xùn)練對keil編程軟件的使用及調(diào)試；proteus的仿真設(shè)計(jì)，鍛煉實(shí)際操作能力；生書面和口頭表達(dá)能力得到進(jìn)一步的訓(xùn)練和提高。熟悉計(jì)算機(jī)仿真軟件proteus；對AT89C51有一個更充分的了解，且用keil51會對其進(jìn)行編程；音樂盒功能包括：可以播放多首歌曲，且可以暫停，可以播放上一首或下一首，可以顯示時(shí)間等；了解音樂發(fā)聲原理會對歌曲進(jìn)行編碼。段和研究步驟以及參考書目等；模版格式要求規(guī)范撰寫；翻譯一篇與本課題相關(guān)的專業(yè)英文資料，其對應(yīng)的中文翻譯不得少于3000字；計(jì)算程序、圖紙完整齊備；所做系統(tǒng)刻成光盤上交。而將大小的鐘表裝上機(jī)械裝置，被稱為“可發(fā)出聲音的組鐘”。能動搖，而且價(jià)格昂貴，不能實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。廣泛應(yīng)用于檢測及控制系統(tǒng)中。基本原理是通過單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將音樂簡譜與數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。

　　

【正文】 漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)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)位置加 1， 送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié) …… 直到 32B 顯示完就可以 LCD 上 得到一個完整漢字。 LCD1602 簡介 LM016l 與 LCD1602 原理是一樣的，只不過 PROTEUS 中 016 沒顯示調(diào) 1602LCD 主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量 :162 個字符 芯片工作電壓 :— 工作電流 :() 模塊最佳工作電壓 : 武漢紡織大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 字符尺寸 :(WH)mm (1) 引腳功能說明 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說 明如表 41 所示 : 表 41：引腳接口說明表 引腳名稱 omingcheng 符號 引腳說明 引腳名稱 引腳說明 VSS 電源地 D2 D2 數(shù)據(jù) VDD 電源正極 D3 D3 數(shù)據(jù) VL 液晶顯示偏壓 D4 D4 數(shù)據(jù) RS RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 D5 D5 數(shù)據(jù) R/W 讀 /寫選擇 D6 D6 數(shù)據(jù) E 使能信號 D7 D7 數(shù)據(jù) D0 D0 數(shù)據(jù) LED+ BLA 背光源正極 D1 D1 數(shù)據(jù) LED BLK 背光源負(fù)極 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正 電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度 最高，對比度過高時(shí)會產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過一個 10K 的電位器調(diào) 整對比度。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS 和 R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W 為高電平時(shí)可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí) 行命令。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15 腳：背光源正極。 第 16 腳：背光源負(fù)極。 (2) 1602LCD 的指令說明及時(shí)序 1602 液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。（說 明： 1 為高電平、 0 為低電平） 武漢紡織大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 指令 1：清顯示，指令碼 01H,光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置。 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H。 指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動 方向，高電平右移，低電平左移 S:屏 幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。 指令 4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平 表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光 標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動顯示的文字，低電平時(shí)移動光標(biāo)。 指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為 4 位總線，低電平時(shí)為 8 位總線 N：低電 平時(shí)為單行顯示，高電平 時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符， 高電平時(shí)顯示 5x10 的點(diǎn)陣字符。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM地址設(shè)置。 指令 8： DDRAM地址設(shè)置。 指令 9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接 收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 指令 10：寫數(shù)據(jù)。指令 11：讀數(shù)據(jù)。 5 穩(wěn)壓電源 穩(wěn)壓電源的功能 （ 1） 穩(wěn)定電壓：當(dāng)電網(wǎng)電壓出現(xiàn)瞬間波動時(shí)，穩(wěn)壓電源會以 1030ms 的響應(yīng)速度 對電壓幅值進(jìn)行補(bǔ)償，使其穩(wěn)定在 177。2%以內(nèi)。 （ 2） 多功能綜合保護(hù)：穩(wěn)壓器除了最基本的穩(wěn)定電壓功能以外，還應(yīng)具有過壓保 護(hù)（超過輸出電壓的 +10%）、欠壓保護(hù)（低于輸出電壓的 10%）、缺相保護(hù)、短 路過載保護(hù)最基本的保護(hù)功能。 （ 3） 尖脈沖抑制（可選）：電網(wǎng)有時(shí)會出現(xiàn)幅值很高，脈寬很窄的尖脈沖，它會 擊穿耐壓較低的電子元件。穩(wěn)壓電源的抗浪涌組件能夠?qū)@樣的尖脈沖起到很 好的抑制作用。 （ 4） 隔離傳導(dǎo)性 EMI 電磁干擾（可選）：數(shù)控設(shè)備多采用 AC/DC 整流 +PFC 高頻功 率因數(shù)校正，自身有一定的干擾性同時(shí)對 干擾源也有嚴(yán)格要求。穩(wěn)壓電源的濾 波組件能夠有效隔離電網(wǎng)對設(shè)備的干擾同時(shí)也能有效隔離設(shè)備對電網(wǎng)的干擾。 武漢紡織大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 （ 5） 防雷（可選）：應(yīng)具有的防雷擊能力。 直流穩(wěn)壓電源 它的供電電壓大都是交流電壓，當(dāng)交流供電電壓的電壓或輸出負(fù)載電阻變化 時(shí)，穩(wěn)壓器的直接輸出電壓都能保持穩(wěn)定。穩(wěn)壓器的參數(shù)有電壓穩(wěn)定度、紋波系數(shù) 和響應(yīng)速度等。前者表示輸入電壓的變化對輸出電壓的影響。紋波系數(shù)表示在額定 工作情況下，輸出電壓中交流分量的大?。缓?者表示輸入電壓或負(fù)載急劇變化時(shí)， 電壓回到正常值所需時(shí)間。直流穩(wěn)壓電源分連續(xù)導(dǎo)電式與開關(guān)式兩類。前者由工頻 變壓器把單相或三相交流電壓變到適當(dāng)值，然后經(jīng)整流、濾波，獲得不穩(wěn)定的直流 電源，再經(jīng)穩(wěn)壓電路得到穩(wěn)定電壓 (或電流 )。這種電源線路簡單、紋波小、相互干 擾小，但體積大、耗材多，效率低 (常低于 40%～ 60%)。后者以改變調(diào)整元件 (或開 關(guān) )的通斷時(shí)間比來調(diào)節(jié)輸出電壓，從而達(dá)到穩(wěn)壓。這類電源功耗小，效率可達(dá) 85% 左右，但缺點(diǎn)是紋波大、相互干擾大。所以， 80 年代以來發(fā)展迅速。從工作方式上 可分為： ① 可控整流型。用改變晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間來調(diào)整輸出電壓。 ② 斬波型。輸入是不穩(wěn)定的直流電壓，以改變開關(guān)電路的通斷比得到單向脈動直流， 再經(jīng)濾波后得到穩(wěn)定直流電壓。 ③ 變換器型。不穩(wěn)定直流電壓先經(jīng)逆變器變換成高頻交流電，再經(jīng)變壓、整流、濾 波后，從所得新的直流輸出電壓取樣，反饋控制逆變器工作頻率，達(dá)到穩(wěn)定輸出 直流電壓的目的。 ２２０ v 交流電轉(zhuǎn)５ v 直流電的電源設(shè)計(jì) 平時(shí)對于 5v 的直流電源需求的情況比較多，在單片機(jī)，以及一些電路中應(yīng)用 的較多，因此，為了 更方便快捷的由 220v 的交流電得到這樣的電源，故設(shè)計(jì)了一 個電路，如圖 51 所示。 圖 51 直流電源設(shè)計(jì)電路 電路工作原理 從圖 51 看 ,變壓器輸入端經(jīng)過一個保險(xiǎn)連接電源插頭 ,如果變壓器或后面的電 220V 交流電 全橋整流 穩(wěn)壓 7805 穩(wěn)壓 5V 直流電輸出 武漢紡織大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 路發(fā)生短路，保險(xiǎn)內(nèi)的 金屬細(xì)絲就會因大電流引發(fā)的高溫溶化后斷開。 變壓器后面由 4 個二極管組成一個橋式整流電路，整流后就得到一個電壓波動 很大的直流電源，所以在這里接一個 330uF/25V 的電解電容。 變壓器輸出端的 9V 電壓經(jīng)橋式整流并電容濾波，在電容 C1 兩端大約會有 11V 多一點(diǎn)的電壓，假如從電容兩端直接接一個負(fù)載，當(dāng)負(fù)載變化或交流電源有少許波 動都會使 C1 兩端的電壓發(fā)生較大幅度的變化，因此要得到一個比較穩(wěn)定的電壓， 在這里接一個三端穩(wěn)壓器的元件。 三端穩(wěn)壓器是一種集成電路元件，內(nèi)部由 一些三極管和電阻等構(gòu)成，在分析電 路時(shí)可簡單的認(rèn)為這是一個能自動調(diào)節(jié)電阻的元件，當(dāng)負(fù)載電流大時(shí)三端穩(wěn)壓器內(nèi) 的電阻自動變小，而當(dāng)負(fù)載電流變小時(shí)三端穩(wěn)壓器內(nèi)的電阻又會自動變大，這樣就 能保持穩(wěn)壓器的輸出電壓保持基本不變。 因?yàn)槲覀円敵?5V 的電壓，所以選用 7805， 7805 前面的字母可能會因生產(chǎn)廠 家不同而不同。 LM7805 最大可以輸出 1A 的電流，內(nèi)部有限流式短路保護(hù)，短時(shí) 間內(nèi)，例如幾秒鐘的時(shí)間，輸出端對地（ 2 腳）短路并不會使 7805 燒壞，當(dāng)然如果 時(shí)間很長就不好說了，這跟 散熱條件有很大的關(guān)系。 三端穩(wěn)壓器后面接一個 105 的電容，這個電容有濾波和阻尼作用。 最后在 C2 兩端接一個輸出電源的插針，可用于與其它用電器連接 ,比如 MP3 等。 雖然 7805 最大電流是一安培，但實(shí)際使用一般不要超過 500mA,否則會發(fā)熱很 大，容易燒壞。一般負(fù)載電有 200mA 以上時(shí)需要散熱片。 電路原理圖 78XX 系列集成穩(wěn)壓器的典型應(yīng)用電路如圖 52 所示，這是一個輸出正 5V 直流 電壓的穩(wěn)壓電源電路。 IC 采用集成穩(wěn)壓器 7805， C C2 分別為輸入端和輸出端濾 波電容。當(dāng)輸出電較大時(shí)， 7805 應(yīng)配上散熱板。 武漢紡織大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 D 1 Diode D 3 Diode D 4 Diode D 2 Diode 2 5 v 3 3 n F 1 K R 1 9 v 變 壓 器 1 2 COM2 C 2 1 0 5 D 6 LED3 2 2 0 V 交 流 電 V m Vnt G N D 5 V 直 流 1 2 COM2 J 1 1 2 3 7 8 0 5 圖 52 穩(wěn)壓電源電路原理圖 6 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 播放音樂的原理 發(fā)音原理：播放一段音樂需要的是兩個元素，一個是音調(diào)，另一個是音符。首 先要了解對應(yīng)的音調(diào)，音調(diào)主要由聲音的頻率決定，同時(shí)也與聲音強(qiáng)度有關(guān)。 對一定強(qiáng)度的純音，音調(diào)隨頻率的升降而升降；對一定頻率的純音、低頻純音 的音調(diào)隨聲強(qiáng)增加而下降，高頻純音的音調(diào)卻隨強(qiáng)度增加而上升。另外，音符 的頻率有所不同?；谏厦娴膬?nèi)容 ，這樣就對發(fā)音的原理有了一些初步的了解。 音符的發(fā)音主要靠不同的音頻脈沖。利用單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0，使其 工作在模式 1，定時(shí)中斷，然后控制 引腳的輸出音樂。只要算出某一音頻的周 期（ 1/頻率），然后將此周期除以 2，即為半周期的時(shí)間，利用定時(shí)器計(jì)時(shí)這個半 周期時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí)到后就將輸出脈沖的 I/O 反相，然后重復(fù)計(jì)時(shí)此半周期時(shí)間再 對 I/O 反相，就可在 I/O 腳上得到此頻率的脈沖。 音符頻率的產(chǎn)生 音符及定時(shí)器初始值： 例如：中音 1（ do）的音頻 =523HZ,周期 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 的定時(shí)時(shí)間為： 定時(shí)器 的計(jì)數(shù)值 =定時(shí)時(shí)間 /機(jī)器周期 時(shí)鐘頻率 =12MHZ) 裝入 T0 計(jì)數(shù)器初值為 65536956=64580 武漢紡織大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 將 64580 裝入 T0 寄存器中，啟動 T0 工作后，每計(jì)數(shù) 956 次時(shí)將產(chǎn)生溢出中斷， 進(jìn)入中斷服務(wù)時(shí)，每次對 引腳的輸 出值進(jìn)行取反，就可得到中音 DO（ 523HZ） 的音符音頻。將 51 單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器工作在計(jì)數(shù)器模式 1 下，改變計(jì)數(shù)初值TH0,TL0 以產(chǎn)生不同的頻率。表 61 是 C 調(diào)各音符頻率與計(jì)數(shù)初值 T 的對照表： 表 61 C 調(diào)各音符頻率與計(jì)數(shù)初值 T 的對照表 音符 頻率（ Hz） /初值 音符 頻率（ Hz） /初值 低 1DO 262/63627 中 1DO 523/64580 高 1DO 1042/65056 低 2RE 294/63835 中 2RE 589/64687 高 2RE 1245/65134 低 3M 330/6