【正文】 。 各部分的作用： STC89C52 時鐘電路 復位電路 音頻電路（發(fā)聲） 控制電路（鍵盤） 顯示電路 電源電路 沈陽理工大學學士學位論文 14 DC 接口接直流電源，電壓 5伏 電解電容 C2：濾除高頻及脈沖干擾。如圖 ， 其 中包含 DC 插口，開關，二極管，電容，電阻和發(fā)光二極管。包括電源電路，時鐘電路，復位電路，三者缺一不可。 電路流程圖如圖 所示， 下面是對硬件電路的大環(huán)節(jié)的說明?？刂齐娐分灰砷_關和按鍵組成，由操作者根據(jù)相應的工作需要進行操作。最小系統(tǒng)只要是為了使單片機正常工作。 STC 可 ISP 在線編程 STC89C52 多一個定時計數(shù)器 T2 本次設計采用的是 STC89C52 單片機。同時， Atmel不再接受 89CXX 的定單，大家在市場上見到的 89C51 實際都是 Atmel 前期生產(chǎn)的巨量庫存而以。 89S51 在工藝上進行了改進， 89S51 采用 新工藝，成本降低 ,而且將功能提升 ,增加了競爭力。 不過在市場化方面， 89C51 受到了 PIC 單片機陣營的挑戰(zhàn)， 89C51 最致命的缺陷在于不支持 ISP（在線更新程序）功能，必須加上 ISP 功能等新功能才能更好延續(xù) MCS51的傳奇。 其他的公司的 51 單片機產(chǎn)品都是和 MCS51 內(nèi)核兼容的產(chǎn)品而以。 5）引腳 接到音頻放大器，作為音頻的輸出。 2） 在 RESET 位即引腳 9 接有一個按鍵，并接有一個 的電容與一個 10 千歐 的電阻串聯(lián)，構成了復位按鍵。 引腳結合電路的說明 圖 STC89C52 芯片圖 1） 讓圖 中 31 腳從內(nèi)部程序存儲器讀取程序，直接讓其接 Vcc； 40 腳、 20 腳 也分別按照它的功能接到 Vcc 5V和 GND。P0 口作為輸入口時，與 P1 口類似，也必須先執(zhí)行寫端口指令。 P0 口作為 I/O 端口使用時，多路開關“控制”信號為“ 0”（即低電平）。該設計中我所設計的晶振頻率為 ， C C2 都為 22PF。當使用片內(nèi)振蕩電路時， X X2 與晶體振蕩器及電容 C C2 按電路圖上所示方式連接。 X X2 的功能特性，其中 X1 接 CPU內(nèi)部時鐘電路。在復位期間 CPU 檢測并鎖存該引腳電平狀態(tài)，當發(fā)現(xiàn)該引腳為高電平時，從片內(nèi)程序存儲器取指令，只有當程序計數(shù)器PC 超出片內(nèi)程序存儲器地址編碼范圍時，才轉到外部 ROM 中取指令；當該引腳為低電平時，一律從外部程序存儲器中取指令。 引腳電路連接及說明 ～ 為 I/O 口的 P2 口：內(nèi)部帶有弱上拉的雙向 I/O 口，作為輸入引腳使用前，先向 P2 口鎖存器寫入 1，使 P2 口引腳被上拉為高電平 RESET 為復位信號輸入端，高電平有效。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL2 應不接。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 X2：來自反向振蕩器的輸出。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編 程電源（ VPP）。/EA 當 /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 門電沈陽理工大學學士學位論文 9 流。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(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 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 FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。當 P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 GND：接地。低功耗的閑置和掉電模式 6 個中斷源 32 可編程 I/O 線 三級程序存儲器鎖定 8K 字節(jié)可編程閃爍存儲器壽命： 1000 寫 /擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 主要特征 該器件采用高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。近年來， 32 位單片機已進入了實用階段[1]。此階段主要特征是：一方面不斷完善高檔 8 位單片機，改善其性能、結構，另一方面發(fā)展16 位單片機及專用單片機。 第二階段（ 1978—— 1983 年）：以 Intel 公司的 MCS51 系列單片機為代表，該系列單片機均帶有串行 I/O 接口，具有多級中斷處理系統(tǒng)，定時 /計數(shù)器位 16 位，片內(nèi) RAM和 ROM 容量相對增大，有的片內(nèi)還帶有 A/D 轉換接口。 單片機的發(fā)展 單片機由于這種特殊的結構形式，在某些應用領域中承擔了大中型計算機和通用微型計算機無法完成的一些工作。 單片機控制系統(tǒng)能夠取代以前利用復雜電子 線路或數(shù)字電路構成的控制系統(tǒng)，可以以軟件控制來實現(xiàn)，并能夠實現(xiàn)智能化，現(xiàn)在單片機控制范疇無所不在，例如通信產(chǎn)品、家用電器、智能儀器儀表、過程控制和專用控制裝置等等，單片機的應用領域越來越廣泛。開發(fā)支持的環(huán)境包括指令的兼容及可移植性，支持軟件 (包含可支持開發(fā)應用程序的軟件資源 )及硬件資源。這里的技術特征包括功能特性、控制特性和電氣特性等等，這些信息需要從生產(chǎn)廠商的技術手冊中得到。 單片機的應用屬于芯片級應用，需要用戶（單片機學習者與使用者）了解單片機芯片的結構和指令系統(tǒng)以及其它集成電路應用技術和系統(tǒng)設計所需要的理論和技術，用這樣特定的芯片設計應用程序，從而使該芯片具備特定的功能。由此來看，單片機有著一般微處理器（ CPU）芯片所不具備的功能，它可單獨地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機最大的特征。它采用超大規(guī)模技術將具有數(shù)據(jù)處理 能力的微處理器(CPU)、存儲器（含程序存儲器 ROM 和數(shù)據(jù)存儲器 RAM）、輸入、輸出接口電路 (I/O接口 )集成在同一塊芯片上，構成一個即小巧又很完善的計算機硬件系統(tǒng)，在單片機程序的控制下能準確、迅速、高效地完成程序設計者事先規(guī)定的任務。 最終，考慮到方案二可以彈奏任意歌曲而采用了方案二，并加以改良使之能演奏存儲好的歌曲，并通過 LED 數(shù)碼管顯示聲調(diào)和曲號。 程序中根 據(jù) 每個音符對應頻率由定時器 T0 產(chǎn)生。電路以 STC89C52 為主控制器， LM386(音頻功放 )來實現(xiàn)的。為了編碼簡單，一般節(jié)拍碼高半字節(jié)表示整拍，低半字節(jié)表示分數(shù)，只要基本延時設定恰當即可 并且在按開始按鈕后，可以播放歌曲。節(jié)拍碼也占一個字節(jié)，其總時間 長 度等于基本時間乘以節(jié)拍碼的值。在程序中以查表的方式加載計數(shù)初值。每個音符對應頻率由定時器 T0 產(chǎn)生。晶振采用 12MHz，音樂信號由 口輸出，經(jīng)喇叭發(fā)聲而播放歌曲。 DC 接口 ,接有二極管（保護作用）， 100UF 的電解電容（濾低頻）和 1UF的獨石電容（濾高頻） （ 5）電平轉換，包括 DB9 和 MAX232. 本設計最初有兩種方案，一種是利用 STC89C5 74LS373 鎖存器和 27512 外部擴展組成的音樂 播放器 。有效的減少了單片機輸入 /輸出端口的占用。 （ 2） 音頻放大電路，主要有 LM386 芯片， LM386 的外形和引腳的排列 :引腳 2 為反相輸入端， 3 為同相輸入端；引腳 5 為輸出端；引腳 6 和 4 分別為電源和地；引腳 1和 8 為電壓增益設定端；使用時在引腳 7 和地之間接旁路電容，通常取 10μF。 當實現(xiàn)自動播放音樂時，將 端子的電壓拉成低電平，用矩陣鍵盤的按鍵去控制所選取的歌曲，可以由 LED 數(shù)碼管顯示所選取歌曲的序號 通過按鍵開關來實現(xiàn) 的高低電平變換。為了放大單片機 STC89C52 產(chǎn)生的樂曲聲音，采用了功率放大器 LM386，通過沈陽理工大學學士學位論文 4 SPEAKER 進行發(fā)生。 以上是大致的劃分，在程序中還有許多子程序塊，來具體的執(zhí)行這些，例如最基本的鍵盤掃描，數(shù)碼管數(shù)據(jù)發(fā)送等等。 音樂自動演奏的編碼。 程序編寫階段，在 程序中分了兩個大程序塊： 主程序段。其次，STC89C52 是 STC89C51 的加強版，功能多穩(wěn)定性好，本次設計業(yè)非常適合這款單片機。 硬件思想，它的基礎是選題思想，根據(jù)題目，硬件也就要配合著來選擇。 設計思想 本設計主要分成選題思想、硬件思想、 編程思想三個方面。 LM386 是音頻功放電路的核心。對于輸入 /輸出（ I/O）口的說明會有詳細的說明，接下來是電路的硬件部分說明，最后是軟件設計。 沈陽理工大學學士學位論文 3 2 設計概述 主要器件的概述 本次設計的核心是 STC89C52 芯片，本論文涉 及了有關 STC89C52 的所有功能，并針對設計中所用到的 STC89C52 進行拓展。彈出不同的音調(diào)都可以通過 LED 數(shù)碼管顯示出來。 當實 現(xiàn)樂曲演奏時 ， 端子的信號為高電平，采用 4x4 矩陣鍵盤作為發(fā)生器的輸入設備。經(jīng)過硬件的調(diào)試，該音樂發(fā)生器能通過鍵盤彈奏出來的樂曲，音樂播放良好，音調(diào)和節(jié)拍都由單片機控制，使之產(chǎn)生精確的音樂。 近年來，電子音樂越來越受到人們的關注， 它有功能多﹑價格優(yōu)﹑外圍電路簡單的特點，很受音樂愛好者及音樂芯片制造商的青睞。 本設計用 4x4鍵盤來對應每一個音樂的音符已達到彈奏的效果，為便于理解與說明，加入了 LED 數(shù)碼管以顯示對應的歌曲的編碼和音調(diào)的高低等。從此，首先在歐美地區(qū)，電子音樂演奏作為新型的樂器被音樂家特別是流行音樂家所采用并快速的流行起來。 隨著以法國、德國、意大利為代表的歐洲電子音樂和以美國為代表的電子音樂、計算機音樂早期得到 了充分發(fā)展，國際上許多國家紛紛開始引入電子音樂研究與創(chuàng)作。這樣就 更大的提高 了學習者的學習興趣，迅速地提高了電子 音樂 的普及率。利用單片機發(fā)聲 鍵盤操作直觀 簡單 。 play the music 沈陽理工大學學士學位論文 III 目 錄 1 緒論 ...................................................................................................................................... 1 2 設計概述 .............................................................................................................................. 3 主要器件的概述 ........................................................................................................... 3 設計思想 ...................................................................................................................... 3 功能說明 ...................................................................................................................... 3 電路圖說明 .................................................................................................................. 4 3 單片機的介紹 ...............................................................................................