【正文】 但是電子計(jì)算機(jī)表現(xiàn)出的邏輯運(yùn)算、處理、控制能力，吸引了電子控制領(lǐng)域的專家，他們要求發(fā)展能滿足控制對(duì)象要求，實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。近代電子計(jì)算機(jī)是應(yīng)數(shù)值計(jì)算要求誕生的。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，世紀(jì)經(jīng)濟(jì)中最重要的變革是計(jì)算機(jī)的產(chǎn)業(yè)革命。在電子世界領(lǐng)域，從20世紀(jì)中的無線電時(shí)代也進(jìn)入到21世紀(jì)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為中心的智能化現(xiàn)代電子系統(tǒng)時(shí)代。 [4] 王松武．電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐，北京：國(guó)防工業(yè)出版社，[5] 傅勁松．電子制作實(shí)例集錦，福建：福建可續(xù)技術(shù)出版社，[6] 楊幫文．使用電子小制作精選，北京：人民郵電出版社，[7] 宋家友、張友漢．新編電子線路設(shè)計(jì)使用手冊(cè)，福建：福建科學(xué)技術(shù)，[8] 謝自美．電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，北京：華中科技大學(xué)出版社，[9]謝謝學(xué)校給了我這么好的鍛煉機(jī)會(huì)，也讓我認(rèn)識(shí)了這么好的老師，希望以后能有機(jī)會(huì)回報(bào)老師，回報(bào)學(xué)校。這次設(shè)計(jì)不但增加了我的知識(shí)面，更提高了我的動(dòng)手能力，增強(qiáng)了我的信心。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我學(xué)會(huì)了很多，很感謝學(xué)校給我這么一次鍛煉的機(jī)會(huì)，為我以后的學(xué)習(xí)工作打下基礎(chǔ)。在此期間，我去圖書館借了許多關(guān)于此類單片機(jī)的書學(xué)習(xí)，豐富了自己的知識(shí)面，到了以前沒能學(xué)通的東西，對(duì)單片機(jī)有了更深的認(rèn)識(shí)。 致謝對(duì)于此次的設(shè)計(jì)，我一開始以為很容易，但實(shí)際制作以及編寫程序，畫原題圖等都遇到很多的問題，在一次次的失敗當(dāng)中，終于掌握了如何設(shè)計(jì)流程圖、電路圖。其次，在這次課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)，如：CAD制圖、匯編語言、PROTEL、模擬和數(shù)字電路知識(shí)等。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，查閱這方面的設(shè)計(jì)資料是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。我們?cè)谡n堂上掌握的僅僅是專業(yè)課的理論知識(shí)，如何去鍛煉我們的實(shí)踐能力？如何把我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去呢？我想做類似的課程設(shè)計(jì)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。結(jié)論作為一名即將畢業(yè)的電氣工程及其自動(dòng)化的學(xué)生，我覺得做單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是十分有意義的，而且是十分必要的。 //數(shù)碼管顯示翻譯后的鍵碼 } }} 電路調(diào)試 ，接通電源，按下按鈕，蜂鳴器輸出音樂，LED燈閃亮，且在響音樂過程中，再次按下按鈕均無效，說明成功。 //第1個(gè)數(shù)碼管，初始顯示數(shù)字8 while(1) { if(Mkey_press()) //是否有按鍵按下 { i=Mkey_scan()。 Board_init( )。 } } return keycode。 case 0x77: keycode=0xF。 case 0xB7: keycode=0xE。 case 0xD7: keycode=0xD。 case 0xE7: keycode=0xC。 case 0x7B: keycode=0xB。 case 0xBB: keycode=0xA。 case 0xDB: keycode=0x9。 case 0xEB: keycode=0x8。 case 0x7D: keycode=0x7。 case 0xBD: keycode=0x6。 case 0xDD: keycode=0x5。 case 0xED: keycode=0x4。 case 0x7E: keycode=0x3。 case 0xBE: keycode=0x2。 case 0xDE: keycode=0x1。 //延時(shí)消抖 switch(keycode) //將原始鍵碼翻譯成0~F { case 0xEE: keycode=0x0。 //是否檢測(cè)到被按下按鍵（掃描到就跳出循環(huán)，否則繼續(xù)掃描） do { }while(Mkey_press()==TRUE)。 //讀入原始鍵碼 }while((keycodeamp。 //輸出掃描碼 Delayms(1)。 //進(jìn)行行掃描 KEY_DDR=0x0F。 //i為掃描碼， Delayms(15)。 //數(shù)據(jù)端口還原為輸出 return pressed。 //有鍵按下則返回TRUE else pressed=FALSE。 //輸出數(shù)據(jù)（輸出檢測(cè)碼） KEY_DDR=IN。 KEY_DDR=OUT。 .簡(jiǎn)譜碼（音符）為高位，節(jié)拍為（節(jié)拍數(shù)）為低4位，音符節(jié)拍碼放在程序的“TABLE”處。 (5) 建立音樂的步驟： .先把吧樂譜的音符找出，然后由上表建立T值表的順序。假設(shè)1/4節(jié)拍為1DELAY，則1拍應(yīng)為4DELAY，以此類推。 T=65536N=65536Fi/2/Fr=655361000000/2/Fr=65536500000/Fr 低音DO的T=65536500000/262=63627 中音DO的T=65536500000/523=64580 高音DO的T=65536500000/1047=65059 (4) 每個(gè)音符使用1個(gè)字節(jié)，字節(jié)的高4位代表音符的高低，低4位代表音符的節(jié)拍，下表為節(jié)拍碼的對(duì)照。 (2)利用ATmega16的內(nèi)部定時(shí)器使其工作在計(jì)數(shù)器模式MODE1下，改變計(jì)數(shù)值TH0及TL0以產(chǎn)生不同頻率的方法如下： 例如，頻率為523Hz，其周期天/523 S=1912uS，因此只要令計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)956uS/1us=956，在每計(jì)數(shù)956次時(shí)就將I/O反接，就可得到中音DO（532Hz）。通過單片機(jī)產(chǎn)生不同的頻率的脈沖信號(hào)，經(jīng)過放大電路，由蜂鳴器放出，就產(chǎn)生了美妙和諧的樂曲。定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間等于半個(gè)周期，定時(shí)時(shí)間到就將輸出脈沖取反，重復(fù)上述過程。改變計(jì)數(shù)初值就可以改變頻率。該模塊有一個(gè)時(shí)鐘輸入端口，輸入時(shí)鐘信號(hào)是分頻出來的1KHZ的時(shí)鐘；有一個(gè)輸入端口與行線相連，用于輸入行線狀態(tài)；一個(gè)輸出端口，用于輸出有按鍵按下的信號(hào)。 本模塊用于當(dāng)有按鍵按下時(shí)，采用軟件消抖的辦法去除按鍵抖動(dòng)。連擊是可以利用的。要有對(duì)按鍵釋放的處理，為了消除連擊，使得一次按鍵只產(chǎn)生一次鍵功能的執(zhí)行（不管一次按鍵持續(xù)的時(shí)間多長(zhǎng)，僅采樣一個(gè)數(shù)據(jù)）。3．處理連擊。串鍵：是指同時(shí)有一個(gè)以上的鍵按下，串鍵會(huì)引起CPU錯(cuò)誤響應(yīng)。（這種消除抖動(dòng)影響的軟件措施是切實(shí)可行的。軟件消抖：如果按鍵較多，硬件消抖將無法勝任，常采用軟件消抖。按鍵的消抖，通常有軟件，硬件兩種消除方法。抖動(dòng)過程引起電平信號(hào)的波動(dòng)，有可能令CPU誤解為多次按鍵操作，從而引起誤處理。鍵盤按鍵所用開關(guān)為機(jī)械彈性開關(guān)，利用了機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷作用。 一、非編碼鍵盤的鍵輸入程序應(yīng)完成的基本任務(wù) ；鍵的閉合與否，反映在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平，所以通過電平的高低狀態(tài)的檢測(cè)，便可確認(rèn)按鍵按下與否。然后，設(shè)計(jì)硬件電路。這里采用最常用的方法，即延時(shí)重復(fù)掃描法，延時(shí)法的原理為：因?yàn)椤懊獭泵}沖一般持續(xù)時(shí)間短，約為幾ms，而我們按鍵的時(shí)間一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)時(shí)間,所以當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到有按鍵動(dòng)靜后再延時(shí)一段時(shí)間(這里我們?nèi)?0ms)后再判斷此電平是否保持原狀態(tài),如果是則為有效按鍵，否則無效。矩陣鍵盤與獨(dú)立鍵盤有很大區(qū)別，首先在硬件電路上它要比獨(dú)立鍵盤復(fù)雜得多，而且在程序算法上比它要煩瑣，但它在節(jié)省端口資源上有優(yōu)勢(shì)得多，因此它更適合于多按鍵電路。在單片機(jī)應(yīng)用中鍵盤用得最多的形式是獨(dú)立鍵盤及矩陣鍵盤。關(guān)于鍵盤硬件電路的設(shè)計(jì)方法也可以在文獻(xiàn)和書籍中找到，配合各種不同的硬件電路，這些書籍中一般也提供了相應(yīng)的鍵盤掃描程序。首先，確定鍵盤編碼方案：采用編碼鍵盤或非編碼鍵盤。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。當(dāng)接通電源后（~15V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,~，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。3．蜂鳴器的電路圖形符號(hào) 蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。 蜂鳴器 圖34 蜂鳴器1．蜂鳴器的作用 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。噪聲只有在強(qiáng)到足以將邏輯1改變?yōu)檫壿?或?qū)⑦壿?改變?yōu)檫壿?時(shí)，也才能對(duì)數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生影響。PWM的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是從處理器到被控系統(tǒng)信號(hào)都是數(shù)字形式的，無需進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。 脈沖寬度調(diào)制是一種模擬控制方式，其根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來調(diào)制晶體管柵極或基極的偏置，來實(shí)現(xiàn)開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出晶 體管或晶體管導(dǎo)通時(shí)間的改變，這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時(shí)保持恒定，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。軟復(fù)位實(shí)際上就是當(dāng)程序執(zhí)行完畢之后，將程序指針通過一條跳轉(zhuǎn)指令讓它跳轉(zhuǎn)到程序執(zhí)行的起始地址。當(dāng)上電后，由于電容的緩慢充電，單片機(jī)的9腳電壓逐步由高向低轉(zhuǎn)化，經(jīng)過一段時(shí)間后，單片機(jī)的9腳處于穩(wěn)定的低電平狀態(tài)，此時(shí)單片機(jī)上電復(fù)位完畢，系統(tǒng)程序從0000H開始執(zhí)行。 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)的第9腳RST為硬件復(fù)位端，只要將該端持續(xù)4個(gè)機(jī)器周期的高電平即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位，復(fù)位后單片機(jī)的各狀態(tài)都恢復(fù)到初始化狀態(tài)，其電路圖如圖33所示：圖33 復(fù)位電路圖33中由按鍵S13以及電解電容C電阻R7構(gòu)成按鍵及上電復(fù)位電路。圖中時(shí)鐘頻率為12MHz，即fosc=12MHz，則時(shí)鐘周期為1/12181。單片機(jī)在工作時(shí)，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單元的時(shí)鐘信號(hào)的周期稱為時(shí)鐘周期。電路中兩個(gè)電容 C1，C2的作用有兩個(gè)：一是幫助振蕩器起振；二是對(duì)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。圖32 外部振蕩電路如圖32所示，其為外部振蕩電路，一般選用石英晶體振蕩器。 圖31 硬件電路設(shè)計(jì)框圖 時(shí)鐘頻率電路設(shè)計(jì)單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能工作。掉電模式: 1 μA第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件方案介紹音樂門鈴的硬件電路由6個(gè)部分組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)、時(shí)鐘與復(fù)位電路、選擇按鍵輸入電路、音頻發(fā)生器、音頻放大器和蜂鳴器。正常模式: mA 0 16 MHz ATmega16 （9）ATmega16L 在1 MHz, 3V, 25176。 ATmega16： （8） 速度等級(jí) 在不同睡眠模式下活動(dòng)的時(shí)鐘以及喚醒源 （7）工作電壓: 片內(nèi)模擬比較器 可工作于主機(jī)/ 從機(jī)模式的SPI 串行接口 面向字節(jié)的兩線接口 四通道PWM 一個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16 位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器T/C1 （5） 外設(shè)特點(diǎn) CJNE[……]、DJNZ[……]、JB、JNB、JC、JNC、JBC、JZ、JNZ等這些條件 轉(zhuǎn)移指令的使用與上述原則一樣,同樣,超出物理空間的限制也會(huì)引起不可預(yù)知的程序出錯(cuò)。512 字節(jié)的EEPROM擦寫壽命: 100,000 次 16K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash擦寫壽命: 10,000 次 只需兩個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器 全靜態(tài)工作（2）先進(jìn)的RISC 結(jié)構(gòu) 圖23 ATmega16單片機(jī)最小系統(tǒng) ATmega16單片機(jī)主要特性（1）高性能、低功耗的8位AVR微處理器ATmega16是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8 位CMOS微控制器。把程序的運(yùn)行代碼下載到ATmega16的程序存儲(chǔ)器中，一個(gè)秒節(jié)拍輸出顯示裝置就誕生了。因此圖中還有一個(gè)簡(jiǎn)單的外圍電路：一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)限流保護(hù)電阻。圖213 虛線框里幾個(gè)器件所構(gòu)成的最小系統(tǒng)，就是一顆單片嵌入式系統(tǒng)完整的心臟和大腦，可以工作了。 AVR 單片機(jī)最小系統(tǒng)一個(gè)單片嵌入式系統(tǒng)的核心，其實(shí)就是一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)。因此，AVR 片內(nèi)的WDT 是獨(dú)立硬件形式的看門狗，使用AVR 可以省掉外部的WDT 芯片。因此，在具體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品的需要，盡量采用較低的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率，這樣不僅能降低了功耗，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。ATmega16最高的工作頻率為16M（16MIPS），在8 位單片機(jī)中算是佼佼者。系統(tǒng)時(shí)鐘的頻率是單片機(jī)的重要性能指標(biāo)之一。同時(shí)片內(nèi)還設(shè)有一個(gè)由反向放大器所構(gòu)成的OSC（Oscillator）振蕩電路，外圍引腳XTAL1 和XTAL2 分別為OSC 振蕩電路的輸入端和輸出端，用于外接石英晶體等，構(gòu)成高精度的或其它標(biāo)稱頻率的系統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng)。三. 通用工作寄存器組在AVR 中，由命名為R0～R31 的32 個(gè)8 位通用工作寄存器構(gòu)成一個(gè)“通用快速工作寄存器組”，圖25 為通用快速工作寄存器組的結(jié)構(gòu)圖。采用這種結(jié)構(gòu)，減少了取指令的次數(shù)，大大提高了CPU 的運(yùn)行速度，同時(shí)也提高了取指令操作的（系統(tǒng)的）可靠性。AVR CPU 在譯碼執(zhí)行一條指令的同時(shí)，就將PC 中指定的Flash 單元中的指令取出，放入指令寄存器中（圖中的Instruction Register），構(gòu)成了一級(jí)流水線運(yùn)行方式。AVR 一條指令的長(zhǎng)度大多數(shù)為16 位，還有少部分為32 位，因此A