【正文】 10,65157,65178 /********共陽極數(shù)碼編碼 *********/ TABLE1: DB 0CH,98H,48H,40H,1EH DB 9FH,25H,0DH,99H,49H,41H,1FH DB 11H,01H0,63H,3H END 28 參考文獻 ： [1] 胡漢才 ： 單片機原理及其接口技術(shù) ， 北京清華大學(xué)出版社， 2021， P142P145 [2] 蘇家健 、 曹柏榮 、 汪志鋒 ： 單片機原理及應(yīng)用技術(shù) ， 高等教育出版社 ， ， P3P7 [3] 陳明熒 ： 單片機課程設(shè)計實訓(xùn)教材 ， 北京 清華大學(xué)出版社， ， P231P235 [4] 劉永明 、 賀民譯 ： [美 ]Ashish Wilfred Meeta Gupta Kartik Bhatnagar, php 專業(yè)項目實例開發(fā) ， 水利水電出版社， 2021， P79P83 [5] 趙鑫 、 蔣亮 、 齊兆群 ： 數(shù)字電路設(shè)計 ， 北京機械工業(yè)出版社， ， P27P31 [6] 龔妮麗：音樂美學(xué)論綱，中國社會科學(xué)出版社， ， P47P51 [7] 楊恢先 、 黃輝先 ： 單片機原理及應(yīng)用 ， 人民郵電出版社 ,2021， P114P117 [8] 徐新艷 ： 單片機原理 應(yīng)用與實踐 ， 北京 高等教育出版社， ， P64P67 [9] 張靖武 、 周靈彬 ： 單片機原理、應(yīng)用與 PROTEUS 仿真， ， P71P74 [10] 謝自美：電子線路設(shè)計.從堆棧還原 PSW POP ACC。將聲音編碼高位送 TH0 CPL 。將 PSW 壓入堆棧 MOV TL0,20H。返回主程序 TIME0: PUSH ACC。將鍵盤碼送 22H 儲存 CLR F0。判斷是否掃描完畢，是則循環(huán) RET。對 A 進行右移 MOV R3 ,A 。掃描完畢后，再次送掃描碼給 A SETB C。無鍵按下 R1 加 1 DJNZ R5,L4。將 4 給 R5 單元，用于行掃描 L4: RLC A JNC KEYIN。讀取鍵盤狀態(tài) SETB C。R1 初始為 0 L3: MOV A,R3。鍵盤按下標志至 1 MOV R3,0F7H。查詢鍵盤按下標志 JMP L2 。調(diào)用江畔掃描程序 SETB EA。將聲音編碼送 TL0 MOV 20H,A。送聲音編碼給 21H 單元儲存 MOV A,22H RL A INC A MOVC A,A+DPTR。將聲音編碼送 A MOV TH0,A。將鍵盤碼送單元 A RL A 。將查詢的數(shù)碼管顯示碼送 A MOV P0,A 。查詢鍵盤按下標志 MOV A,22H 。調(diào)用鍵盤掃描程序 CLR EA 。設(shè)定工作方式為 1 MOV IE, 10000010B 。定時器 0 中斷起始單元 JMP TIME0 。初始位置 00H JMP STARET 。畢業(yè)設(shè)計是?？茖W(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實踐相結(jié)合的機會，通過這次系統(tǒng)的項目設(shè)計提高了我運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識來解決面臨實際問題的能力，同時也提高了我查閱各種文獻資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及軟件編程排版的水平?？梢噪S意演奏 一首喜歡的曲子，并可以顯示在數(shù)碼管上。整個程序是一個主程序調(diào)用各個子程序?qū)崿F(xiàn)功能的過程，要使主程序和整個程序都能平穩(wěn)運行，各個模塊的子程序的正確與平穩(wěn)運行必不可少，所以在軟件調(diào)試的最初階段就是把各個子程序模塊進行分別調(diào)試 [10]。 A、數(shù)碼管 LED 電路調(diào)試：軟件運行， 隨機按下按鈕可以看到數(shù)碼管顯示數(shù)字； B、單片機鍵盤控制部分調(diào)試：軟件運行，隨機按動鍵盤可以發(fā)現(xiàn)各個按鍵對應(yīng)的音正確。在這部分調(diào)試中主要通過目測，用來完成檢測電路中是否存在斷路或者短路情況等。 軟件仿真調(diào)試 軟件仿真調(diào)試主要是針對單片機部分進行調(diào)試。 19 仿真圖 圖 仿真圖 20 5 PCB 印制板制作 印制板制作的要求 （ 1）電源線、地線應(yīng)各設(shè)置一條總線； （ 2）線寬盡可能的寬； （ 3）應(yīng)減少軟線跳線的使用； （ 4）元器件排版要均勻，按模塊排版，防止各模塊信號干擾； （ 5）銅箔線不可以產(chǎn)生銳角。 數(shù)碼管顯示：在使用時一要接上拉電阻（這是有單片機 P0 口的物理特性決定的），二是要加限流電阻以使流進單片機的小于單片機所能承受的電流。 仿真圖介紹 單片機： P0 口對應(yīng)數(shù)碼管編碼輸出端； P10 口做音樂信號輸出端； P2 口做鍵盤掃描部分輸入輸出端?？傊?，該軟件是一款集單片機和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點等調(diào)試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如 Keil C51 uVision2 等軟件。目前支持的單片機類 型有： 68000 系列、 8051 系列、AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11 系列以及各種外圍芯片。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、 RS232 動態(tài)仿真、 I2C 調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。它運行于 Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路 。音樂的音拍，一個節(jié)拍為單位（ C 調(diào)） 具體如下表： 表 音樂節(jié)拍表 曲調(diào)值 DELAY 曲調(diào)值 DELAY 調(diào) 4/4 125ms 調(diào) 4/4 62ms 調(diào) 3/4 187ms 調(diào) 3/4 94ms 調(diào) 2/4 250ms 調(diào) 2/4 125ms 如何用單片機產(chǎn)生音頻脈沖 了解音樂的一些基本知識后可知，產(chǎn)生不同頻率的音 頻脈沖即能產(chǎn)生音樂，對于單片機而言，產(chǎn)生不同頻率有脈沖非常方便，可以利用它的定時 /計數(shù)器來產(chǎn)生這樣的方波頻率信號，因此，需要弄清楚音樂中的音符和對應(yīng)的頻率，以及單片機定時計數(shù)的關(guān)系。如果單片機要自己播放音樂，那么必須在程序設(shè)計中考慮到節(jié)拍的設(shè)置 ，由 14 于本例實現(xiàn)的音樂發(fā)生器是由用戶通過鍵盤輸入彈奏樂曲的，所以節(jié)拍由用戶掌握，不由程序控制。 如何用單片機實現(xiàn)音樂的節(jié)拍 除了音符以外，節(jié)拍也是音樂的關(guān)鍵組成部分。 音持 續(xù)時間的長短即時值，一般用拍數(shù)表示，休止符表示暫停發(fā)音。 13 圖 電源模塊電路原 理圖 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計 本軟件設(shè)計關(guān)鍵是要實現(xiàn)一種由單片機控制的簡單音樂發(fā)生器，它由 16 個音節(jié)組成的的鍵盤，用戶可以根據(jù)樂譜在鍵盤上進行演奏，音樂發(fā)生器會根據(jù)用戶的彈奏，通過揚聲器將音樂播放出來。 圖 數(shù)碼管顯示模塊電路原理圖 12 音頻處理模塊電路原理圖 由于單片機驅(qū)動能力不夠，在處理音符信號時，需加功率放大裝置，因 LM386 芯片具有低功耗、高增益的特點，這合適單片機低功耗輸出，所 以加裝 LM386 音頻信號放大器對信號進行放大。 10 圖 AT89S52模塊電路原理圖 鍵盤掃描模塊電路原理圖 對鍵盤掃描電路的掃描方式有行掃描法和線反轉(zhuǎn)法，在此次程序編寫中，采用行掃描法，通過在 p20~p23 上循環(huán)送出 0 掃描信號， p24~p27 輸入按鍵上的高低電平信息給單片機，經(jīng)處理程序，判斷出是哪個開關(guān)按下，并送主程序以實現(xiàn)不同功能。 各功能模塊原理圖 AT89S52 模塊電路原理圖 單片機主程序模塊通過對鍵盤掃描程序信號的讀取， 在通過對應(yīng)的表，取出數(shù)碼管顯示編碼和定時器初始值以產(chǎn)生不同的聲音信號。 9 （ a）外形 （ b）共陽極 (C)共陰極 圖 數(shù)碼管引腳 顯示電路 本次畢業(yè)設(shè)計的顯示電路采用 LED 數(shù)碼管顯示，由于 LED 是屬于電流控制器件，使用時必須加限流電阻。 此外，要畫出電路圖，首先還要搞清楚他的引腳圖的分布，在了解了正確的引腳圖后才能進行正確的字型段碼 編碼。發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極顯示器 (如圖 b 所示 )，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器 (如圖 c 所示 )。 LED 有單個 LED 和八段 LED 之分，也有共陰和共陽兩種。 其典型電路如下圖： 增益 增益 負端輸入 正端輸入 地 旁路 輸出 LM386 電源 7 圖 放大器增益 =20(最少器件 ) 圖 放大器增益 =50 8 圖 低頻提升放大器 LED 數(shù)碼管 本次畢業(yè)設(shè)計的顯示電路采用 LED 數(shù)碼管顯示， LED（ LightEmitting Diode）是一種外加電壓從而流過電流并發(fā)出可見光的器件。 LM386 的封裝形式有塑封 8 引線雙列直插式和貼片式。輸入端以地 為 參 考同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半，在 6V 電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為 24mW，使得 LM386 特別適用于電池供電的場合。為使外圍元件最少，電壓增益內(nèi)置為 20。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出 [3]。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部 程序存儲器。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。然而 要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 GND：接地。 主要性能： 與 MCS51 單片機產(chǎn)品兼容、 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 、 1000 次擦寫周期 、 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz 、三級加密程序存儲器 、 32 個可編程 I/O 口線 、三個16 位定時器 /計數(shù)器八個中斷源、全雙工 UART 串行通道、低功耗空閑和掉電模式 、 掉電后中斷可喚醒、看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標識 符 [2]。空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中 斷繼續(xù)工作。 AT89S52 具有以下標準功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。片上 Flash 允許程序存儲器在 系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 鍵盤掃描 AT89S52 數(shù)碼管顯示 揚聲器播放音樂 電源部分 4 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 元件介紹 AT89S52 功能特性： AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。用單片機產(chǎn)生的音頻脈沖直接驅(qū)動揚聲器并不 能產(chǎn)生所要實現(xiàn)的音樂，因為它沒有足夠