【導(dǎo)讀】單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問世以來，作為微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)很重要的分支，尤其是MCS-51系列的單片機(jī)，應(yīng)用并收到很好的成果。單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的首選機(jī)型。AT89C52單片機(jī)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)音樂播放器。過仿真軟件實(shí)現(xiàn)程序的完整運(yùn)行?？蛇x用AT89C52單片機(jī)，晶振頻率選擇6HZ。對(duì)人耳聽覺特性的研究目前僅限于在心理聲學(xué)和語言聲學(xué)。人耳對(duì)不同強(qiáng)度、不同頻率聲音的聽覺范圍稱為聲域。響度，又稱聲強(qiáng)或音量，它表示的是聲音能量的強(qiáng)弱程度，單位為帕，它與基準(zhǔn)聲壓比值的對(duì)數(shù)值稱為聲壓級(jí)，可見，無論在客觀和主觀上，這兩個(gè)單位。而當(dāng)聲音增強(qiáng)到使人耳感到疼痛時(shí)，這個(gè)閾值稱為“痛。仍以1kHz純音為準(zhǔn)來進(jìn)行測量，使人耳感到疼痛時(shí)。實(shí)驗(yàn)表明，聞閾和痛閾是隨聲壓、頻率變化的。小于0dB聞閾和大于140dB痛閾時(shí)為不可。高，反之則低，單位用赫茲表示。赫茲與“美”同樣是表示音高的兩個(gè)不同概念而又有聯(lián)。音色又稱音品，由聲音波形的諧波頻譜和包絡(luò)決定。微小振動(dòng)所產(chǎn)生的聲音稱泛音。

　　

【正文】 片機(jī)控制系統(tǒng)中，由于RAM存儲(chǔ)器是可以讀 /寫的，故在干擾的侵害下， RAM 中的數(shù)據(jù)有可能被竄改。在單片微機(jī)系統(tǒng)中，程序及表格、常數(shù)存于程序存儲(chǔ)器中，避免了這些數(shù)據(jù)受到干擾破壞，但對(duì)于內(nèi)RAM、外擴(kuò) RAM 中的數(shù)據(jù)都有可能受到外界干擾而變化。根據(jù)干擾竄入的途徑、受干擾數(shù)據(jù)的性質(zhì)不同，系統(tǒng)受損壞的情況也不同． 有的造成數(shù)據(jù)誤差．有的使控制失靈，有的改變程序狀態(tài)，有的改變某些部件（如定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，串行口等）的工作狀態(tài)等。 （ 4） 程序運(yùn)行失常。單片機(jī)控制系統(tǒng)中程序計(jì)數(shù)器的正常工作，是系統(tǒng)維持程序正常運(yùn)行的關(guān)鍵所在。如果外界干擾導(dǎo)致計(jì)數(shù)器的值改變，破壞了程序的正常運(yùn)行。由于受到干擾后計(jì)數(shù)器的值是隨機(jī)的，因而導(dǎo)致程序混亂。通常的情況是程序?qū)?zhí)行一系列毫無意義的指令，最后進(jìn)入 死循環(huán) ，這將使輸出嚴(yán)重混亂或系統(tǒng)失靈。 2. 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)的分析和方法 單片機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用的可靠性技術(shù)涉及到生產(chǎn)過程的方方面面，不僅與設(shè)計(jì)、制造、 檢驗(yàn) 、安裝、維護(hù)有關(guān)，還與生產(chǎn) 管理 、質(zhì)量監(jiān)控體系、使用人員的專業(yè)水平與素質(zhì)有 關(guān)。這里主要是從技術(shù)角度分析提高系統(tǒng)可靠性的最常用方法。導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定的內(nèi)部因素主要有以下三點(diǎn)： （ 1） 元器件本身的性能與可靠性 。元器件是組成系統(tǒng)的基本單元，其特性好壞與穩(wěn)定性直接影響整系統(tǒng)性能與可靠性。因此，在可靠性設(shè)計(jì)當(dāng)中，首要的工作是精選元器件，使其在長期穩(wěn)定性、精度等級(jí)方面滿足要求。隨著微 電子 技術(shù)的發(fā)展，電子元器件的可靠性不斷提高，現(xiàn)在小功率晶體管及中小規(guī)模 IC芯片的實(shí)際故障大約為 1010 9/h。這為提高系統(tǒng)性能與可靠性提供了很好的基礎(chǔ)。 （ 2） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。包括硬件電路結(jié)構(gòu)和運(yùn) 行軟件設(shè)計(jì)。電路設(shè)計(jì)中要求元器件或線路布局合理以消除元器件之間的電磁耦合相互干擾，優(yōu)化的電路設(shè)計(jì)也可以消除或削弱外部干擾對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，如去耦電路、平衡電路等。同時(shí)也可以采用冗余結(jié)構(gòu)，也稱容錯(cuò)技術(shù)或故障掩蓋技術(shù)，它是通過增加完成同一功能的并聯(lián)或備用單元〔包括硬件單元或軟件單元〕數(shù)目來提高系統(tǒng)可靠性的一種設(shè)計(jì)方法。當(dāng)某些元器件發(fā)生故障時(shí)也不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。對(duì)于消減外部電磁干擾，可采用電磁兼容設(shè)計(jì)，目的是提高單片機(jī)系統(tǒng)在電磁 環(huán)境 中的適應(yīng)性，即能保持完成規(guī)定功能的能力。常用的抗電磁干擾的硬件措施有濾波技術(shù)、去耦電路、屏蔽技術(shù)、接地技術(shù)等。 軟件是微機(jī)系統(tǒng)區(qū)別于其它通用電子設(shè)備的獨(dú)到之處， 通過合理編制軟件可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。常用的軟件措施主要有：一是信息冗余技術(shù)，對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用而言，保持信號(hào)信息和重要數(shù)據(jù)是提高可靠性的主要方面。為防止系統(tǒng)故障等原因而丟失信息，常將重要數(shù)據(jù)或文件多重化，復(fù)制一份或多份 拷貝 ，并存于不同空間，一旦某一區(qū)間或某一備份被破壞， 則自動(dòng)從其它部分重新復(fù)制，使信息得以恢復(fù)。二是時(shí)間冗余技術(shù)，為提高單片機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用的可靠性，可采用重復(fù)執(zhí)行某一操作或某一程序，并將執(zhí)行結(jié)果與前一次結(jié)果進(jìn)行比較對(duì)照來確認(rèn)系統(tǒng)工作是否正常。只有當(dāng)兩次結(jié)果相同時(shí)，才被認(rèn)可，并進(jìn)行下一步操作。 若兩次結(jié)果不相同，可再次重復(fù)執(zhí)行一次，當(dāng)?shù)谌谓Y(jié)果與前兩次之中的一次相同時(shí)，則認(rèn)為另一結(jié)果是偶然故障引起的，應(yīng)剔除。若三次結(jié)果均不相同，則初步判定為硬件永久性故障，需進(jìn)一步檢查。這種辦法是用時(shí)間為代價(jià)來換取可靠性，稱為時(shí)間冗余技術(shù)，也稱為重復(fù)檢測技術(shù)。三是故障自動(dòng)檢 測與診斷技術(shù)，對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，為了保證能及時(shí)檢測出有故障裝置或單元模塊，以便及時(shí)把有用單元替換上去，就需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線測試與診斷。這樣做的目的有兩個(gè)：一是為了判定動(dòng)作或功能的正常性；二是為了及時(shí)指出故障部位，縮短維修時(shí)間。四是軟件可靠性技術(shù)：單片機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行軟件是系統(tǒng)要實(shí)行的各項(xiàng)功能的具體反映。軟件 的可靠性主要標(biāo)志是軟件是否真實(shí)而準(zhǔn)確地描述了要實(shí)現(xiàn)的各種功能。因此對(duì)生產(chǎn)工藝過程的了解程度直接關(guān)系到軟件的編寫質(zhì)量。提高軟件可靠性的前提條件是設(shè)計(jì)人員對(duì)生產(chǎn)工藝過程的深入了解，并且使軟件易讀、易測和易修改。五是 失效 保險(xiǎn) 技術(shù)：有些重要系統(tǒng)，一但發(fā)生故障時(shí)希望整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)處于安全或保險(xiǎn)狀態(tài)。此外，還有常見的數(shù)字濾波、程序運(yùn)行監(jiān)視及故障自動(dòng)恢復(fù)技術(shù)等。 （ 3） 安裝與調(diào)試。元器件與整個(gè)系統(tǒng)的安裝與調(diào)試，是保證系統(tǒng)運(yùn)行與可靠性的重要措施。盡管元器件選擇嚴(yán)格，系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)合理，但安裝工藝粗糙，調(diào)試不嚴(yán)格，仍然達(dá)不到預(yù)期的效果。 導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定的外因是指單片機(jī)控制系統(tǒng)所處工作環(huán)境 中的外部設(shè)備或空間條件導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行的不可靠因素，主要包括以下幾點(diǎn)：一是外部電氣條件，如電源電壓的穩(wěn)定性、強(qiáng)電場與磁場等的影響；二是外部空間條件，如溫度、濕度，空氣清潔度等；三是外部 機(jī)械 條件，如振動(dòng)、沖擊等。 為保證系統(tǒng)可靠工作，必須創(chuàng)造一個(gè)良好的外部環(huán)境。例如：采取屏蔽措施、遠(yuǎn)離產(chǎn)生強(qiáng)電場干擾的設(shè)備；加強(qiáng)通風(fēng)以降低環(huán)境溫度；安裝緊固以防振動(dòng)等。 元器件的選擇是根 本，合理安裝調(diào)試是基礎(chǔ)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)是手段，外部環(huán)境是保證，這是可靠性設(shè)計(jì)遵循的基本準(zhǔn)則， 并貫穿于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行的全過程。為實(shí)現(xiàn)這些準(zhǔn)則，必須采取相應(yīng)的硬件或軟件方面的措施，這是可靠性設(shè)計(jì)的根本任務(wù)。 中小規(guī)模的單片機(jī)控制系統(tǒng)在開發(fā)過程中，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用中的工作環(huán)境，采用以上的系統(tǒng)抗干擾優(yōu)化設(shè)計(jì)的措施與方法，基本能有效地提高單片機(jī)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，充分地體現(xiàn)單片機(jī)控制系統(tǒng)在不增加控制 成本 的情況提高機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化性能與智能性的優(yōu)越所在。 八 、調(diào)試程序所用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備 所用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是 8051單片機(jī) 平臺(tái) 九 、畢業(yè)設(shè)計(jì)的體會(huì) 隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太 多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。 我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師 魏洪昌 對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分 體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 十 、參考文獻(xiàn) [1] 胡連柱 , 姜寶山 . 簡析單片機(jī)軟硬件的抗干擾設(shè)計(jì)技術(shù) , 安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) , 2021， 01. [2] 徐明龍 , 王赤虎 . 利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)單線混合傳輸 , 電子設(shè)計(jì)應(yīng)用 , 2021, 1. [3] 董文武 . 微機(jī)接口技術(shù) , 中國 水利 水電出版社 , 2021, [4] 徐梅 . 單片機(jī)系統(tǒng)常用抗干擾措施 , 高校實(shí)驗(yàn)室工作研究 , 2021, 4 [5] 林麗君，黎小桃 單片機(jī)原理及其應(yīng)用，江西高校出版社， 2021， 2 [6]董曉紅 .單片機(jī)原理及接口技術(shù)，西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2021 [7] THDPJ1/2/3/4型單片機(jī)開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，浙江天煌科技實(shí)業(yè)有限公司 [8] 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉 .8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用，北京：清華大學(xué)出版 社， 2021