【正文】 K E Y1 23 4K3K E Y1 23 4K4K E Y+C110 U FV C CR S TX T A L 1X T A L 2k5k6k7k8k5 k6 k7 k81 23 4K5K E Y1 23 4K6K E Y1 23 4K7K E Y1 23 4K8K E Y1234K9K E YR2Q1C 94 5V C C12L A B AC O N 2接喇叭 圖 51 電路原理圖 電路原理圖繪制完成之后就可 以進(jìn)行電路功能的仿真。 （ 2） 仿真器 上的復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片， 不復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng)。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C 來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高 級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用 51 系列單片機(jī)的愛(ài)好者來(lái)說(shuō)是十分必要的，如果使用 C 語(yǔ)言編程，那么 Keil幾乎就是不二之選 ， 即使不使用 C語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì) 使工作 事半功倍。 Keil提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā) 17 方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在 一起。 keil 簡(jiǎn)介 單片機(jī)開(kāi)發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開(kāi)軟件，我們寫的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯 編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。 2. Keil軟件編譯 C 語(yǔ)言，要求最終編譯結(jié)果程序 0 錯(cuò)誤，將其導(dǎo)入到 Proteus 仿真軟件中。為課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)提供綜合系統(tǒng)仿真。還有各種不同廠家及時(shí)更新的實(shí)際元件模型。 Proteus的元件庫(kù)：有分離元件、集成器件、還有多種帶 CPU的可編程序器件。 Proteus 由兩個(gè)主要程序系統(tǒng)構(gòu)成 （ 電路原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng) ）和 （印刷電路版設(shè)計(jì)系統(tǒng)）。2247。fr 在上 式中， N 是計(jì)數(shù)值； fi 是機(jī)器頻率（晶體振蕩器為 12MHz 時(shí)，其頻率為 1MHz）； fr 就 是想要產(chǎn)生的頻率。 //延時(shí)所需要的節(jié)拍 } 另， 計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式 為 ： 16 N＝ fi247。 TR0=1。下為歌曲處理函數(shù)部分 void Song() { TH0=High。 使 用定時(shí)器計(jì)時(shí)半 個(gè) 周期 時(shí)長(zhǎng) ， 的時(shí)間是每次計(jì)時(shí)結(jié)束之后 ， 然后不斷重復(fù)上面的過(guò)程，這個(gè) 頻率的脈沖 就能夠在 。 } } } } （ 3） 音樂(lè)播放設(shè)計(jì)： 一首 曲子 是 很多種 不同的音階 所 組成的，而每個(gè)音階對(duì)應(yīng)著 各不相 同的頻率， 所以就可以 利用不同的頻率 之間的 組合構(gòu)成 人們 所想要的音樂(lè)了，我們可以利用單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0發(fā)出 這樣方波頻率信號(hào)， 所以 ， 本設(shè)計(jì)中 只 需 要把一首 曲子 的音階對(duì)應(yīng)頻率關(guān)系 弄清楚就行了 。 } Song()。 if(P1!=0xff)//長(zhǎng)按任意 8 音鍵退出播放 { 15 delayms(10)。 Time=MUSIC[i+2]。//去音符振蕩頻率所需數(shù)據(jù) High=FREQH[k]。 if(tab==0) { i=0。 TR0=1。 //在未按鍵時(shí)，喇叭低電平，防止長(zhǎng)期高電平損壞喇叭 } else { High=freq[num1][1]。 14 if(num==0) { TR0=0。break。break。break。break。break。break。break。break。break。 //在未按鍵時(shí)，喇叭低電平，防止長(zhǎng)期高電平損壞喇叭 lcd_string(0x40+0,5,NOTE:)。//開(kāi)機(jī)畫面 Init_Timer0()。 lcd_string(0,10,dis1[0])。 下為主函數(shù)鍵盤處理部分 void main (void) { uchar num,k,i。 （ 2） 鍵盤處理程序的 目的 是：確定有 沒(méi)有 鍵按下， 再 判斷 是 哪一個(gè)鍵按下 的 ， 這個(gè)鍵所展示的功能是什么 ； 而且 還要消除按鍵在閉合或斷開(kāi) 的狀態(tài) 時(shí)的抖動(dòng)。 在 矩陣 中，它的 的行線和列線分別通過(guò)兩并行接口和 CPU通信。下為主程序流程圖。上電之后，首第一先開(kāi)中斷，設(shè)置定時(shí)器 0 為工作方式 1，當(dāng)自動(dòng)播放鍵按下的時(shí)候，進(jìn)入中斷，根據(jù)樂(lè)譜在音頻數(shù)組中查找相應(yīng)的音律，給定時(shí)器賦上初值，最后開(kāi)始播放音樂(lè)。程序框圖如 11 圖 41 所示。 采用矩陣式鍵盤電路，可以大大的節(jié)省單片機(jī) I/O的開(kāi)銷。很明顯，在按鍵數(shù)量比較多的時(shí)候，矩陣式鍵盤要節(jié)省很多 I/O口。 在單片機(jī)的系統(tǒng)中，假如按鍵比較多，一般就會(huì)采用矩陣式（也稱行列式） 鍵盤，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)就采用了此種鍵盤。 所以 一個(gè)端口就可以構(gòu)成 4*4=16 個(gè)按鍵， 與 直接將端口線用于 鍵盤 相比之下 多出了一倍，而且 在 線數(shù) 更 多 的情況下 ，區(qū)別 就會(huì) 越明顯， 或者 再多加一條線就 能夠 構(gòu)成 20 鍵的 鍵盤 ，而直接用端口線 就 只能多出一鍵（ 9 鍵）。 圖 34 復(fù)位電路 10 鍵盤設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中由于 鍵盤 中按鍵數(shù)量 比 較多，為了減少 I/O口的占用， 一般 將按鍵排列成 矩陣 形式。手動(dòng)復(fù)位要求是，在電源接通的條件下，在單片機(jī)運(yùn)行期間內(nèi)，用按鈕開(kāi)關(guān)操作使單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)小系統(tǒng)一般采用手動(dòng)按鍵復(fù)位和上電復(fù)位兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位操作。 即使 人的動(dòng)作再快也會(huì) 讓 按鈕保持接通 的狀態(tài) 達(dá)數(shù)十毫秒， 因此 ， 它能夠 完全滿足復(fù)位的時(shí)間要求。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則 Vcc的 +5V電平就會(huì)直接加到 RST端。 手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端 RST上加入高電平（圖 1）。 圖 33 時(shí)鐘電路 單片機(jī)小系統(tǒng)常采用上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位兩種方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù) 位操作。 構(gòu)成振蕩器的是單片機(jī)背部的一個(gè)高增益反相放大器。 時(shí)鐘電路可以簡(jiǎn)單定義如下： ① 就是產(chǎn)生象時(shí)鐘一樣準(zhǔn)確的振蕩電路。單片機(jī)輸入輸出口線的驅(qū)動(dòng)能力有限。 （ 3）輸入輸出口線插座： 單片機(jī)通過(guò)輸入輸出口線與外界 來(lái)完成轉(zhuǎn)換信息的任務(wù) 。 （ 2）電源電路單片機(jī)是一種超大規(guī)模集成電路，在該集成電路內(nèi)有成千上萬(wàn)個(gè)晶體管或場(chǎng)效應(yīng)骨。 圖 32 AT89C52 的引腳示意圖 其 主要功能特性： （ 1） 和 MCS51指令系統(tǒng) 相兼容 （ 2） 8k可反復(fù)擦寫 (1000次） Flash ROM （ 3） 32個(gè)雙向 I/O口 （ 3） 3個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 （ 4） 時(shí)鐘頻率 024MHz （ 5） 2個(gè)串行中斷 （ 6） 可編程 UART串行通道 （ 7） 2個(gè)外部中斷源 （ 8） 共 6個(gè)中斷源 （ 10） 2個(gè)讀寫中斷口線 單片機(jī)最小電路系統(tǒng) 單片機(jī)的最小工 作系統(tǒng)是單片機(jī)加上應(yīng)用程序和合適的外圍器件。 AT89C52 的前身是 AT89C51，它在硬件組成、工作特點(diǎn)、引腳排列等方面兼容 Intel公司的 80C52。 芯片選用 在此次的畢業(yè)課程設(shè)計(jì)中使用 Atmel公司所開(kāi)發(fā)的 AT89C52單片機(jī)。如時(shí)鐘頻率為 6MHz，即 fosc=6MHz，則時(shí)鐘周期為 1/6181。 晶振電路 AT89C52 供電及復(fù)位電路 發(fā)音電路 鍵盤 LCD 顯示屏 8 工作中的單片機(jī)，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)的周期或內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生的稱為時(shí)鐘周期。電路中兩個(gè)電容 C1， C2，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)。在單片機(jī)內(nèi)部放置一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路，它只要外接一個(gè)振蕩源就能產(chǎn)生相定的時(shí)鐘信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元，以此決定單 片機(jī)的工作速度。液 晶是在 1888年由 奧地利 植物學(xué)家 萊尼茨爾 （ Reinitzer）發(fā)現(xiàn)的，是一種介于固體與液體之間 且 具有規(guī)則性分子排列的有機(jī)化合物。 液體直接稱為分子方向沒(méi)有規(guī)律性的液體 ， 如果 分子具有方向性的液體 ，那么就可以稱它為 為 “ 液態(tài)晶體 ” ，簡(jiǎn)稱 “ 液晶 ” 。 雖然 液體分子質(zhì)心的排列 沒(méi) 有任何規(guī)律性， 不過(guò) 如果這些分子是 扁形的 ， 那么這些分子 的分子指向就 有 可能 具有 規(guī)律性。 7 簡(jiǎn)易電子琴的組成框圖 圖 31 電子琴系統(tǒng)原理框圖 （ 1） LCD顯示屏 LCD 液晶 顯示器 是 Liquid Crystal Display 的簡(jiǎn)稱， LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃基板當(dāng)中放置液晶盒，下基板玻璃上設(shè)置 TFT（薄膜晶體管），上基板玻璃上設(shè) 置彩色濾光片，通過(guò) TFT上的信號(hào)與電壓改變來(lái)控制液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向， 以此來(lái) 達(dá)到控制 住 每個(gè)像素點(diǎn)偏振光出射與否 從 而達(dá)到顯示 的 目的。 ① 按下音符鍵可以發(fā)出相應(yīng) 的音符 ② 按下音樂(lè)播放鍵可以自動(dòng)播放預(yù)先存在內(nèi)存中的曲子 AT89C52 作為本設(shè)計(jì)的主控芯片，作為大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，它擁有高性能、高速度、簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)，也具有編程實(shí)現(xiàn)靈活的特性，由于本設(shè)計(jì)主要用于教學(xué)娛樂(lè)方面，因此在設(shè)計(jì)上盡量使其簡(jiǎn)單易懂。并在存儲(chǔ)一首歌曲的內(nèi)容，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)播放。 該設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)： ① 可以隨意彈奏想要表 達(dá)的音樂(lè)； ② 制作簡(jiǎn)單，成本低； ③ 比傳統(tǒng)電子琴功能更完善。因此在經(jīng)濟(jì)上必須能夠承受，比較理想化的對(duì)于我們課程設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是不可行的。通過(guò)分析各種軟件環(huán)境，硬件仿真環(huán)境等均已經(jīng)具備。 1=G43 6 設(shè)計(jì)可行性 由于本次設(shè)計(jì)主要應(yīng)用在生活相關(guān)的教學(xué)娛樂(lè)當(dāng)中，所以在設(shè)計(jì)上要盡量的使其變的簡(jiǎn)單安全容易操作。 步驟四：播放完該音符后，等待下一次按鍵調(diào)用程序去取出下一次的音符的相關(guān)參數(shù)，再播放音符。 步驟二：將這些參數(shù)做成數(shù)據(jù)表格 ，存放在存儲(chǔ)器中。首先要編寫一個(gè)精確的基本時(shí)長(zhǎng)的延時(shí)程序，比如說(shuō)以八分音符的時(shí)長(zhǎng)為基本延時(shí)時(shí)間，那么對(duì)于一個(gè)音符，如果它是四分音符，只需調(diào)用四次延時(shí)程序，如果它是二分音符，則只需調(diào)用八次延時(shí)程序，以此類推。如果這里規(guī)定一拍的時(shí)長(zhǎng)為 400ms，那么以四分音符為節(jié)拍時(shí)，四分音符的時(shí)長(zhǎng)為 400ms，八分音符的時(shí)長(zhǎng)為 200ms，十六分音符的時(shí)長(zhǎng)為 100ms。從時(shí)長(zhǎng)角度看， 2的時(shí)長(zhǎng)為四分音的一半，即為八分音符長(zhǎng)； 4的時(shí)長(zhǎng)為八分音符的一半，即為十六分音符長(zhǎng)； 5的時(shí)長(zhǎng)為四分音符的一半，即為八分音符長(zhǎng)； 6的時(shí)長(zhǎng)為四分音符長(zhǎng)。 1= G43 的節(jié)拍示意圖，見(jiàn)圖 12 。對(duì)于音符的節(jié)拍，以 43 為例。 在單片機(jī)的晶振頻率 MHzf 120 ?，定時(shí)器在工作方式 1下定時(shí)器計(jì)數(shù)初值見(jiàn)表 21 音符 頻率 /Hz 計(jì)數(shù)初值 音符 頻率 /Hz 計(jì)數(shù)初值 低 1 DO 262 63628 4 FA 740 64860 1 DO 277 63731 中 5 SO 784 64898 低 2 RE 294 63835 5 SO 831 64934 1 RE 311 63928 中 6 LA 880 64968 低 3 MI 330 64021 6 LA 932 64994 低 4 FA 349 64013 中 7 SI 988 95030 4 FA 370 64185 高 1 DO 1046 65058 低 5 SO 392 64260 1 DO＃ 1109 65085 5 SO 415 64331 高２ＲＥ 1175 65110 低 6 LA 440 64400 2 RE 1245 65134 6 LA 466 64463 高 3 MI 1318 65157 低 7 SI 494 64524 高 4 FA 1397 65178 中 1 DO 523 64580 4 FA 1480 65198 1 DO 554 64633 高 5 SO 1568 65217 中 2 RE 587