【正文】 兩方面的內(nèi)容，通過這些我的硬件和軟件開發(fā)能力都獲得了提高。通過對這些資料的學(xué)習(xí)，我大致了解了單片機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢，認(rèn)識(shí)到目前單片機(jī)方面的各種各樣的發(fā)展，和它們之間的競爭。 5 課程設(shè)計(jì)總結(jié)以及心得體會(huì) 通過這 次 的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了不少課本上沒有的知識(shí)，也鍛煉了自己的動(dòng)手能力，將以前學(xué)過的零散的知識(shí)串到一起。 軟件調(diào)試 調(diào)試主要方法和技巧： 通常一個(gè)調(diào)試程序應(yīng)該具備至少四種性能：跟蹤、斷點(diǎn)、查看變量、更改數(shù)值。 數(shù)碼管 LED電路調(diào)試：接通電源，隨機(jī)按下按鈕可以看到數(shù)碼管顯示數(shù)字。注意焊點(diǎn)之間，確保焊點(diǎn)沒有短接在一起，同時(shí)注意焊點(diǎn)的美觀，確保沒有開路以及短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。 在上電前，先確保電路中不在斷路或短路情況，這一工作是整個(gè)調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個(gè)步驟。其主程序如下： 圖 31 主程序框圖 圖 32 工作流程 框圖 4 系統(tǒng)調(diào)試 電路調(diào)試是整個(gè)系統(tǒng)功能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵步驟，我們將整個(gè)調(diào)試過程分為 兩 大部分：硬件調(diào)試 和 軟件調(diào)試。 在本實(shí)驗(yàn)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，在此情況下， C 調(diào)的各音符頻率與計(jì)數(shù)值 T 的對照如下表： 音符 頻率（ HZ） 計(jì)數(shù)值（ T 值） 音符 頻率（ HZ） 計(jì)數(shù)值（ T值） 低 1DO 262 63628 4FA 740 64860 1DO 277 63737 中 5SO 784 64898 低 2RE 294 63835 5SO 831 94934 2RE 311 63928 中 6LA 880 64968 低 3MI 330 64021 6LA 932 64994 低 4FA 349 64103 中 7SI 968 65030 4FA 370 64185 低 1DO 1046 65058 低 SO 392 64260 1DO 1109 65085 5SO 415 64331 高 2RE 1175 65110 低 6LA 440 64400 2RE 1245 65134 6LA 466 64463 高 3MI 1318 65157 低 7SI 494 64524 高 4FA 1397 65178 中 1DO 523 64580 4FA 1490 65198 1DO 554 64633 高 5SO 1568 65217 中 2RE 587 64633 5SO 1661 65235 2RE 622 64884 高 6LA 1760 65252 中 3MI 659 64732 6LA 1865 65268 中 4FA 698 64820 高 7SI 1967 65283 表 32 音符頻率與計(jì)數(shù)值 T 的對照表 T 的值決定了 TH0 和 TL0 的值，其關(guān)系為： TH0=T/256， TL0=T%256。 對于不同的曲調(diào)我們也可以用單片機(jī)的另外一個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器來完成。 節(jié)拍實(shí)際上就是音持續(xù)時(shí)間的長短，在單片機(jī)系統(tǒng)中可以用延時(shí)來實(shí)現(xiàn)，如果 1/4 拍的延時(shí)是 秒，則 1 拍的延時(shí)是 秒，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)。 一首音樂是由許多不同的音符組成的，而 每個(gè)音符對應(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)對應(yīng)的延時(shí)，構(gòu)成音樂。 音樂相關(guān)知識(shí) 樂音聽起來有的高，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，不同音商的樂音是用 C、 D、 E、 F、 G、 A、 B表示的，這 7 個(gè)字母就是樂音的音名，它們一般依次唱成 DO、 RE、 MI、 FA、 SO、 LA、 SI，這是唱曲時(shí)樂音的發(fā)音，所以叫唱名。 圖 211 數(shù)碼管顯示模塊電路原理圖 音頻處理模塊電路原理圖 由于單片機(jī)驅(qū)動(dòng)能力不夠，在處理音符信號時(shí)，需加功率放大裝置，因 LM386 芯片具有低功耗、高增益的特點(diǎn)，這合適單片機(jī)低功耗輸出，所以加裝 LM386音頻信號放大器對信號進(jìn)行放大。 圖 29 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(jī)，經(jīng)處理程序，判斷出是哪個(gè)開關(guān)按下，并送主程序以實(shí)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(jī)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(shí)器初始值以產(chǎn)生不同的聲音信號。才能顯示出正確的數(shù)字來。 1 位顯示器由八個(gè)發(fā)光二極管組成，其中七個(gè)發(fā)光二極管 a~g控制七個(gè)筆畫（段）的亮或暗，另一個(gè)控制一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的亮和暗，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，但控制簡單，使用方便。 常用的七段顯示器的結(jié)構(gòu)如圖下圖所示。 LED 是屬于電流控制器件，使用時(shí)必須加限流電阻。電阻 R3從輸出端連接到 V3的發(fā)射極，形成反饋通路，并與 R1和 R2構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，從而引入了深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使整個(gè)電路具有穩(wěn)定的電壓增益。電路由單電源供電，故為 OTL 電路。二極管 D1和 D2為輸出級提供合適的偏置電壓，可以消除交越失真。 使 用鏡像電流源作為差分放大電路有源負(fù)載，可使單端輸出電路的增益近似等于雙端輸出電容的增益 第二級為共射放大電路， V7為放大管，恒流源作有源負(fù)載，以增大放大倍數(shù)。 圖 25 LM386內(nèi)部電路原理圖 LM386內(nèi)部電路原理圖如圖 25所示。 電壓增益可調(diào) ,20200。 工作電壓范圍寬 ,412V or 518V。 LM386 的封裝形式有塑封 8 引線雙列直插式和貼片式。輸入端以地位參考 ,同時(shí)輸出端被自動(dòng)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。 主要性能： 與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容、 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 、 1000次擦寫周期 、 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz 、 三級加密程序存儲(chǔ)器 、 32 個(gè)可編程 I/O 口線 、三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器八個(gè)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(shí)器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí) 符。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。對 P3 端 口寫 “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。 在 flash編程和校驗(yàn)時(shí)， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號 。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。作為輸 入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P2 口 ： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對 P1 端口寫 “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。程序校驗(yàn) 時(shí)，需要外部上拉電阻。在這種模式下， P0 不具有內(nèi)部上拉電阻。對 P0 端口寫 “1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。 引腳說明： P0 口 ： P0 口是一個(gè) 8 位漏極開路的雙向 I/O 口?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié)Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。片上 Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。 圖 21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 元件簡介 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(chǔ)器。用單片機(jī)產(chǎn)生的音頻脈沖直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器并不能產(chǎn)生所要實(shí)現(xiàn)的音樂，因?yàn)樗鼪]有足夠的驅(qū)動(dòng)能力，這就需要音頻功率放大電路。該設(shè)計(jì)具有 16 個(gè)音節(jié)的鍵盤，用戶可以根據(jù)樂譜在鍵盤上進(jìn)行演奏，音樂發(fā)生器會(huì)根據(jù)用戶的彈奏，通過揚(yáng)聲器將音樂播放出來。 2 硬件設(shè)計(jì)及說明 系統(tǒng)組成及總體框圖 硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求，在選擇的機(jī)型的基礎(chǔ)上，具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的原理框圖、電路原理圖。 方案 二 ：采用 AT89S52 單片機(jī)進(jìn)行控制，由于其性價(jià)比高，完全滿足了本作品智能化的要求，它的內(nèi)部程序存儲(chǔ)空間達(dá)到 8K，使軟件設(shè)計(jì)有足夠的內(nèi)部使用空間并且方便日后系統(tǒng)升級，使用方便，抗干擾性能提高。 將 單向可控硅 SCR 和 電阻、電容 組成馳張振蕩器電路。 [3] 方案 的比較和選擇 方案一：用可控硅制作電子琴。通過分析各種軟件環(huán)境，硬件仿真環(huán)境等均已經(jīng)具備。通過分析后，無論是在器件價(jià)格或是常見度上均是可行的。其次，在這次設(shè)計(jì)可行性上進(jìn)行分析如下： 經(jīng)濟(jì)可行性： 所謂經(jīng)濟(jì)可行性，即在這次設(shè)計(jì)上需要投入資金的多少，由于課程設(shè)計(jì)是提高我們的動(dòng)手能力以及資金有限。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。其主要 目的是通過本課程的培養(yǎng)，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，進(jìn)一步理解數(shù)字系統(tǒng)的概念，掌握小型數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，掌握小型數(shù)字系統(tǒng)的組裝和調(diào)試技術(shù)，裝握查閱有關(guān)資料的技能。 因此，我們選擇了簡易電子琴這個(gè)題目來制作，因?yàn)樗粌H能夠提高我的實(shí)踐動(dòng)手能力，還與實(shí)際生活有著緊密地聯(lián)系。電子琴作為其中的一個(gè)典型代表， 是現(xiàn)代電子科技與音樂結(jié)合的產(chǎn)物，是一種新型的鍵盤樂器。 關(guān)鍵詞 ： AT89S52 單片機(jī) 電子琴 ABSTRACT With the development and progress of society, music has bee an important part of life, it was said that people do not like the music to the evil. We will find time to enjoy the world music, as the baptism of the spirit. This thesis developed a simple microcontrollerbased electronic key board. Electronic an is a modern electronic music technology and the product is a new type of keyboard instruments. It modern music played an important role in single chip is a powerful control functions and flexible programming characteristics, It has converged with modern people39。以單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、揚(yáng)聲器等模塊組成核心主控制模塊，在主控模塊上設(shè)有 16 個(gè)按鍵和揚(yáng)聲器。它在現(xiàn)代音樂扮演著重要的角色，單片機(jī)具有強(qiáng)大的控制功能和靈活的編程實(shí)現(xiàn)特性，它已經(jīng)溶入現(xiàn)代人們的生活中，成為不可替代的一部分。我們對于電子琴如何實(shí)現(xiàn)其功能，如音色選擇、聲音強(qiáng)弱控制、節(jié)拍器、自動(dòng)放音功能等等也很好奇。我們都會(huì)抽空欣賞世界名