【正文】 bit key1=P1^1。 sbit kai=P2^4。可通過(guò)改進(jìn)功放電路，即在 lm386的 1腳和 8腳間增加一直外界電阻和電容，將 3腳與地之間的電阻換為 10k的變阻，即可調(diào)節(jié)其放大增益?？赏ㄟ^(guò)改進(jìn)鍵盤(pán)識(shí)別模塊和發(fā)生模塊來(lái)增加其復(fù)雜度。說(shuō)明一首音樂(lè)是許多不同的音階組成的，而每個(gè)音階對(duì)應(yīng)著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構(gòu)成我們所想要的音樂(lè)了，于是我們可以利用單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0來(lái)產(chǎn)生這樣方波頻率信號(hào)，因此，我們只要把一首歌曲的音階對(duì)應(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可，然后我們利用功放電路來(lái)將音樂(lè)聲音放大，同時(shí)通過(guò)顯示模塊來(lái)確知自己所彈的音符。本研究通過(guò)制作電子琴，將幾個(gè)模塊很好的融合起來(lái)，對(duì)使用單片機(jī)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易電 子琴進(jìn)行了分析，并介紹了基于單片機(jī)電子琴統(tǒng)硬件組成。 在軟件方面，通過(guò)串行口調(diào)試工具的開(kāi)發(fā)，使我加深了對(duì)累封裝的理解，熟 悉了 51系列單片機(jī)內(nèi)部的寄存器和編程規(guī)則，以及如何控制外圍電路。基本掌握了 Protel99SE 原理圖的方法，并設(shè)計(jì)了一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)。 我們的課程設(shè)計(jì)主要涉及硬件和軟件兩方面的內(nèi)容，通過(guò)這些我們的硬件和軟件開(kāi)發(fā)能力都獲得了提高。通過(guò)對(duì)這些資料的學(xué)習(xí)，我們大致了解了單片機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，認(rèn)識(shí)到目前單片機(jī)方面的各種各樣的發(fā)展，和它們之間的競(jìng)爭(zhēng)。 在本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)工作于 12MHZ 時(shí)鐘頻率，使用其定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0，工作模式為 1，改變計(jì)數(shù)值 TH0和 TL0可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號(hào)，在此情況下， C調(diào)的各音符頻率與計(jì)數(shù)值 T的對(duì)照如下表 : 16 音符頻率與計(jì)數(shù)值 T的對(duì)照表 T的值決定了 TH0和 TL0的值，其關(guān)系為： TH0=T/256， TL0=T%256 2..3程序框圖 音樂(lè)發(fā)聲程序框圖如圖 24所示 : 17 圖 24 音樂(lè)發(fā)聲程序框圖 3 總結(jié) 通過(guò)這 次課程設(shè)計(jì)，我們學(xué)到了不少課本上沒(méi)有的知識(shí)，也鍛煉了自己的動(dòng)手能力，將以前學(xué)過(guò)的零散的知識(shí)串到一起。 對(duì)于不同的曲調(diào)我們也可以用單片機(jī)的另外一個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器來(lái) 完成。 節(jié)拍實(shí)際上就是音持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，在單片機(jī)系統(tǒng)中可以用延時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果 1/4拍的延時(shí)是 秒，則 1拍的延時(shí)是 ，只要知道 1/4拍的延時(shí)時(shí)間，其余的節(jié)拍延時(shí)時(shí)間就是它的陪數(shù)。 一首音樂(lè)是由許多不同的音符組成的，而每個(gè)音符對(duì)應(yīng)著不同的頻率，這樣就可以利用不同頻率的組合，加以與拍數(shù) 對(duì)應(yīng)的延時(shí)，構(gòu)成音樂(lè)。 音樂(lè)產(chǎn)生的方法 音樂(lè)相關(guān)知識(shí) 樂(lè)音聽(tīng)起來(lái)有的高，有的低，這就叫音高，音高是由發(fā)音物體振動(dòng)頻率的高低決定的，頻率高聲音就高，頻率低聲音就低，不同音商的樂(lè)音是用 C、 D、 E、 F、15 G、 A、 B表示的，這 7個(gè)字母就是樂(lè)音的音名，它們一般依次唱成 DO、 RE、 MI、FA、 SO、 LA、 SI，這是唱曲時(shí)樂(lè)音的發(fā)音，所以叫唱名。 LED 數(shù)碼管的g~a七個(gè)發(fā)光二極管因加正電壓而發(fā)亮，因加零電壓而不以發(fā)亮，不同亮暗的組合就能形成不同的字形，這種組合稱之為字形碼，下面給出共陰極的字形碼表（如表 21所示） 表 21 字形碼表 Table 21 font code table “0” 3FH “8” 7FH “1” 06H “9” 6FH “2” 5BH “A” 77H “3” 4FH “b” 7CH “4” 66H “C” 39H “5” 6DH “d” 5EH “6” 7DH “E” 79H “7” 07H “F” 71H （ 2)由于顯示的數(shù)字 0－ 9的字形碼沒(méi)有規(guī)律可循，只能采用查表的方式來(lái)完成我們所需的要求了。 數(shù)碼管使用注意事項(xiàng)說(shuō)明： （ 1） 數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角； （ 2） 焊接溫度： 260 度；焊接時(shí)間： 5S （ 3） 表面有保護(hù)膜的產(chǎn)品 ,可 以在使用前撕下來(lái)。 若系統(tǒng)中只有一個(gè)中斷源，則響應(yīng)時(shí)間在 3個(gè)同期到 8個(gè)周期之間。若正在執(zhí)行的一條指令還沒(méi)有進(jìn)行到最后一個(gè)周期，那么附加的等待時(shí)間不會(huì)超過(guò) 3個(gè)周期，因?yàn)橐粭l指令的最長(zhǎng)執(zhí)行時(shí)間為 4個(gè)周期 (MUL 和 DIV)。 如果發(fā)生了第 3 節(jié)所述的 3種情況之一，那么中斷請(qǐng)求受阻，中斷響應(yīng)時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)些。調(diào)用本身要花費(fèi)兩個(gè)機(jī)器周期。在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2，0INT 和 1INT 端的電平被鎖到內(nèi)部保持寄存器中，而實(shí)際上在下一個(gè)周期才會(huì)查詢這些值。例如，可以利用單穩(wěn)態(tài)觸 發(fā)器對(duì)中斷源信號(hào)進(jìn)行整形，使之符合要求。 對(duì)于電平激活的外部中斷，由于在硬件上， CPU對(duì) 0INT 和 1INT 引腳的信號(hào)完全沒(méi)有控制 (在專用寄存器中，沒(méi)有相應(yīng)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志 )，也不像某些微處理機(jī)那樣．響應(yīng)中斷后會(huì)自動(dòng)發(fā)出一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。 對(duì)于定時(shí)器 0 或 1溢出中斷， CPU在響應(yīng)中斷后，就用硬件清除了有關(guān)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志 TF0()或 TFl(TCON.?)，即中斷請(qǐng)求是自動(dòng)撤除的，無(wú)需 采取其他措施。 如果采用電平激活外部中斷方式，外部中斷源應(yīng)一直保持中斷請(qǐng)求有效．直至所請(qǐng)求的中斷得到響應(yīng)時(shí)為止。 由于外部中斷引腳每個(gè)機(jī)器周期被采樣一次，為確保采樣，由引腳 INTx 輸入的信號(hào)應(yīng)至少保持一個(gè)機(jī)器周期，即 12 個(gè)振蕩器周期。若 ITX＝ 0(X為 0或 l，后文中用到類同的符號(hào)，其含意相似 )，則采用電平激活方式：在 INTx 引腳上檢測(cè)到低電平，將觸發(fā)外部中斷。 外部中斷的激活方式分為兩種：一種是電平激活．另一種是邊沿激活。 RETI 指令將清除”優(yōu)先級(jí)激活”觸發(fā)器 (該觸發(fā)器在響應(yīng)中斷時(shí)被置位 )。 硬件中斷服務(wù)子程序調(diào)用時(shí)，把當(dāng)時(shí)程序計(jì) 數(shù)器 PC 的內(nèi)容壓入堆棧 (在 MCS— 5l中， PC是 16垃的，占用了 2個(gè)字節(jié)，沒(méi)有自動(dòng)保存程序狀態(tài)字 PSW 的內(nèi)容 )，同時(shí)還根據(jù)中斷的來(lái)源，把相應(yīng)的向量單元地址裝入 PC中。 當(dāng)某中斷源提出中斷請(qǐng)求后，作為應(yīng)答， CPU 首先使相應(yīng)的“優(yōu)先級(jí)激活”觸發(fā)器置位，以阻斷同級(jí)和低級(jí)的中斷。 若存在上述任一種情況，中斷查詢結(jié)果就被取消。在下一機(jī)器周期的 S1狀態(tài)，只要不受阻斷就開(kāi)始響應(yīng)其中最高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求。 當(dāng)同時(shí)收到幾個(gè)同一優(yōu)先級(jí)的中斷要求時(shí)，哪一個(gè)要求得到服務(wù)，取決于內(nèi)部的查詢順序，相當(dāng)于在每個(gè)優(yōu)先級(jí)內(nèi)，還同時(shí)存在另一個(gè)輔助優(yōu)先結(jié)構(gòu)。其中一個(gè)觸發(fā)器指示某高優(yōu)先級(jí)的中斷正在得到服務(wù)，所有后來(lái)的中斷都被阻斷。它們遵循這樣兩條基本規(guī)則： (1)低優(yōu)先級(jí)中斷可被高優(yōu)先級(jí)中斷所中斷，反之不能； (2)一種中斷 (不管是什么優(yōu)先級(jí) )一旦得到響應(yīng)，與它同級(jí)的中斷不能再中斷它。 PX0＝ 1，設(shè)定為高優(yōu)先級(jí)。 PT0＝ 1，設(shè)定為高優(yōu)先級(jí)。 PXl＝ 1，設(shè)定為高優(yōu)先級(jí)。 PTl＝ 1．設(shè)定為高優(yōu)先級(jí)。 (4PS()串行口中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位。 (3)PT2()定時(shí)器 2中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位。 其中： (1)一 ()保留位。 EX0＝ 0，禁止外部中斷 0 IP MCS— 51的中斷分為 2個(gè)優(yōu)先級(jí)。 ET0＝ 0，禁止定時(shí)器 0 中斷。 EX1＝ 0，禁止外部中斷 1。 ET1＝ 0，禁止定時(shí)器 1 中斷。 ES＝ 0，禁止串行口中斷。 ET2＝ 0，禁止定時(shí)器 2中斷。 (2)一 (IE 6)保留位。 EA=0．禁止一切中斷。 52子系列的中斷系統(tǒng)與此類同，只不過(guò)增加了一個(gè)中斷源。它們可分為 2個(gè)優(yōu)先級(jí)．其中每一個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)都可以由程序排定。 (3)控制總線（ CB） 控制總線包括片外系統(tǒng)擴(kuò)展用控制線和片外信號(hào)對(duì)單片微機(jī)的控制線。 數(shù)據(jù)總線是并連到多個(gè)連接的外圍芯片的數(shù)據(jù)線上，而在同一時(shí)間里只能夠有一個(gè)是有效的數(shù)據(jù)傳送通道。 P0 口為三態(tài)雙向 口為三態(tài)雙向口，是應(yīng)用系統(tǒng)中使用最為頻繁的通道。由于地址總線寬度為 16位，故可尋址范圍為 64 KB。在 ALE的下降沿將 P0口輸出的地址 A0～ A7鎖存。故 P0口輸出的低 8 位地址 A0～ A7必須用鎖存器鎖存。 （ 1）地址總線（ AB） 地址總線由單片微機(jī) P0 口提供 低 8 位地址 A0～ A7， P2 口提供高 8 位地址A8～ A15。 80C51 系列帶總線 的單片微機(jī)芯片引腳可以構(gòu)成圖 8－ 1 所示的三總線結(jié)構(gòu)．即地址總線（ AB）數(shù)據(jù)總線（ DB）和控制總線（ CB）。本次設(shè)計(jì)中采用的是按鍵式復(fù)位電路。簡(jiǎn)單復(fù)位電路有上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位。 二、 單片機(jī)的工作方式 單片機(jī)有三種工作方式：復(fù) 位方式、程序執(zhí)行方式以及節(jié)電工作方式。其圖 的外部電路圖。 根據(jù)以上兩種方式的特點(diǎn)，在次設(shè)計(jì)中從而采用了第一種方式。這種方式適用于多塊芯片同時(shí)工作，便于同步。 圖 單片機(jī)外接振蕩電路 ⑵外部時(shí)鐘方式 此方式是利用外部振蕩脈沖接入 XTAL1 或 XTAL2。 C C2對(duì)頻率有微調(diào)作用，晶體或陶瓷諧振器的頻率范圍可在 ~12MHz之間選擇。 一、 振蕩器與時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)。 ● P3口也是一個(gè) 8位準(zhǔn)雙向 I/O口，不但可以作通用 I/O口使用，還具有第二功能。一是 作通用 I/O 口用，與P1口相同。 P1口的驅(qū)動(dòng)部分與 P0口不同 ,內(nèi)部有上拉電阻。 P0 口作為分時(shí)復(fù)用的地址 /數(shù)據(jù)總線 : P0口一般是作為地址 /數(shù)據(jù)總線 ,這時(shí)控制線 C=1,MUX開(kāi)關(guān)向上 ,使數(shù)據(jù) /地址經(jīng)反向器與場(chǎng)效應(yīng)管 VT2 接通 ,當(dāng)數(shù)據(jù)輸入時(shí) ,數(shù)據(jù)信號(hào)從引腳通過(guò)輸入緩沖器 2進(jìn)入內(nèi)部總線。 P0口作為普通 I/O口 使用 : 當(dāng)控制線 C=0時(shí) , MUX 開(kāi)關(guān)向下 , P0口作通用 I/O 口。 ● P0口有８位， P0口有兩個(gè)用途 ,一是作為普通 I/O口使用 。其中 R0、 R1寄存器除做工作寄存器外還常做間址尋址的地址指針 ⑷單片機(jī)的輸入 /輸出端口 C51中有 4個(gè)８位并行輸入 /輸出端口記為 P0、 P P P3共 32 根線。 00H1FH 共32個(gè)單元。 ⑶ 工作寄存器 MCS51有 32個(gè)工作寄存器，分為四個(gè)區(qū)（或組）每個(gè)區(qū)為 8個(gè)寄存器 R0、R R R R R R R7，每一時(shí)刻只有一個(gè)區(qū)工作。用戶通過(guò)改變 RS1 、 RS0的內(nèi)容來(lái)選擇當(dāng)前工作寄存器區(qū)。 RS1()、 RS0()：工作寄存器區(qū)選擇位。當(dāng)累加器 A中 “1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)， P 置 “1” ，否則 P置 “0” 。 P（ ）：奇偶標(biāo)志位。用戶可用軟件對(duì) F0位置 “1” 或清 “0” 以決定程序的流向。在十進(jìn)制調(diào)整指令中 AC還作為十進(jìn)制調(diào)整的判別位。 AC()：輔助進(jìn)位標(biāo)志位。 7 圖 程序狀態(tài)字 PSW CY（ ）：進(jìn)位標(biāo)志位。 ③ 累加器是一個(gè)最常用的 8位特殊功能寄存器 ,它可以用于存放操作數(shù) ,也沒(méi)有用于來(lái)存放運(yùn)算結(jié)果。 ② 程序計(jì)數(shù)器 PC 是一個(gè) 16位的計(jì)數(shù)器。指令寄存器是存放指令代碼的地方。用戶 RAM區(qū)。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低 128 單元， 8051 內(nèi)部低 128B RAM 是真正的 RAM,可用于暫存運(yùn)算結(jié)果及標(biāo)志位等 .按其用途可以分為三部分 :工作寄存器區(qū) 。片內(nèi) 256 KB RAM 按其功能劃分兩部分 :低 128B 位片內(nèi)數(shù)據(jù) RAM 區(qū) ,地址空間為 00H~7FH。 8051單片機(jī)內(nèi)部有 4KB的片內(nèi) ROM 和 64KB的片外 ROM,兩者是統(tǒng)一編址的。下面分別介紹程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器?？刂破魇怯脕?lái)統(tǒng)一指揮和控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作的部件。運(yùn)算器主要用于實(shí)現(xiàn)算術(shù) /邏輯運(yùn)算及位操作運(yùn)算。 三 、單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及組成結(jié)構(gòu) 單片機(jī)是由中央處理器（ CPU）、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）、片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ ROM）和輸入輸出接口（ I/O 口）四大部分組成： ⑴ CPU是單片機(jī)的核心部分。他是個(gè)多用途口。 6 ● P2 口（ ~ 共 8 個(gè)引腳 ,既 2128 腳）： P2 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/0 口 , 在 EPROM編程和程序驗(yàn)證時(shí) ,它接受高 8位地址 ,能驅(qū)動(dòng)4個(gè) LSTTL輸入。P0口可以驅(qū)動(dòng) 8個(gè) LSTTL P1輸入。 ● P0 口（ ~ 共 8個(gè)引腳 ,既 3932 腳）：雙向 三態(tài) I/O 口。當(dāng) EA端保持高電平時(shí)，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。當(dāng) VCC 低于規(guī)定水平時(shí) ,VPD向內(nèi)部 RAM提供備用電源。當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE 將 P0 口輸出的低 8 位地址鎖存 ,從而實(shí)現(xiàn)低位地址與數(shù)據(jù)的分離。 ● ALE/PROG（ 30 腳）：地址鎖存信號(hào)輸出端 /EPROM 編程脈沖輸入端。 ● XTAL1 （ 19 腳） 和 XATL2（ 18 腳）：接振蕩電路，單片機(jī)是一種時(shí)序電路 必須有脈沖信號(hào)才能工作 在它的內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生電路。 顯示電路 （ 89C51） 主控模塊 鍵掃描電路 發(fā)聲電路 5 圖 89C51單片機(jī)的引腳圖 ● VCC（ 40腳）：接電源 +5V。 ● 6個(gè)中斷源 ● 4個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) ● 4個(gè) 8位 I/O 口 ●全雙工增強(qiáng)型 UART ● 3個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，