【正文】 顯示器的發(fā)光二極管的陽極連接在一起，通常此公共陽極接正電壓，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陰極接低電平時，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。每一個段對應(yīng) 1個發(fā)光二極管，這種顯示器有共陽極和共陰極兩種：共陰極 LED 顯示器的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地。 LED 顯示器在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用非常普遍。 LED 顯示器 LED（ Light Emitting Diode）是發(fā)光二極管英文名稱的縮寫。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 （ 4） 芯片擦除： 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2應(yīng)不接。該反向放大器可以配置為 片內(nèi)振蕩器。 XTAL2：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/VPP： /EA 保持低電平時 ， 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(jī)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)。 5 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(jìn)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(jìn)行校驗(yàn)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。 低功耗的閑置和掉電模式 5 個中斷源 32 可編程 I/O 線 三級程序存儲器鎖定 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 （ 1） 主要特性： 該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 課設(shè)準(zhǔn)備中根據(jù)具體的要求，查找資料，然后按要求根據(jù)已學(xué)過的時鐘程序編寫定時鬧鐘的程序，依據(jù)程序利用 proteus 軟件進(jìn)行了仿真試驗(yàn)，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和反復(fù)修改源程序，最終得到正確并符合要求的結(jié)果。要求 利用 I/O口產(chǎn)生一定頻率的方波，驅(qū) 動蜂鳴器，發(fā)出不同的音調(diào) 并 采用 LCD 顯示信息 ， 從而演奏樂曲（最少三首樂曲，每首不少于 30 秒） ， 開機(jī)時有英文歡迎提示字符，播放時顯示歌曲序號（或名稱） ， 可通過功能鍵選擇樂曲，暫停，播放。 1 科信學(xué)院 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計項目 (三級項目 ) 設(shè)計說明書 （ 2020/2020學(xué)年第二學(xué)期） 題 目 ： _基于單片機(jī)控制的數(shù)字音樂盒的設(shè)計 ___ 專業(yè)班級 ： 通信工程 10級 2 班 學(xué)生姓名 ： 王敏軒 尹艷迪 李 莎 朱 江 董宣利 學(xué) 號 ： 100312217 100312218 100312225 100312226 100312208 指導(dǎo)教師 ： 馬小進(jìn)、賈少銳、李曉東、付佳 設(shè)計周數(shù) ： 2 周 設(shè)計成績 ： 2020年 6 月 21號 2 目錄 1 概述 .............................................................. 2 2 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計 ........................................... 3 系統(tǒng)構(gòu)成 .................................................... 3 AT89C51 單 片機(jī)簡介 .................................... 3 LED 顯示器 ............................................ 5 鍵盤 .................................................. 6 系統(tǒng)復(fù)位電路的設(shè)計 .................................... 7 時鐘電路模塊 .............................................. 7 硬件電路端口分配 ............................................ 8 3 軟件設(shè)計 .......................................................... 9 主模塊的設(shè)計 ................................................ 9 外部中斷源系統(tǒng)設(shè)計 ......................................... 10 基本顯示模塊設(shè)計 ........................................... 11 系統(tǒng)初始化程 序 ............................................. 11 4 Proteus 軟件仿真 ................................................. 11 5課程設(shè)計體會 ..................................................... 13 參考文獻(xiàn) ....................................................... 15 附 1：源程序代碼 ............................................... 15 附 2：系統(tǒng)原理圖 ............................... 錯誤 !未定義書簽。 3 1 概述 本設(shè)計是基于單片機(jī)的 數(shù)字音樂盒 設(shè)計 ,由單片機(jī) AT89C51 芯片和 LED 數(shù)碼管為核心，輔以必要的電路，構(gòu)成的一個單片機(jī)電子 數(shù)字音樂盒 。 本設(shè)計采用 4*4 鍵盤 ， 16*2 LCD，七段顯示數(shù)碼管 LED。 2 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計 系統(tǒng)構(gòu)成 AT89C51 單片機(jī)簡介 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低 電 壓，高性能CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。由于將多功能 8 位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 與 MCS51 兼容 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 128*8 位內(nèi)部 RAM 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 可編程串行通道 圖 1 4 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 （ 2） 管腳說明 （如圖 1） ： VCC：供電電壓。 P0 口： P0口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。在 FLASH編程和校驗(yàn)時， P1 口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位。P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。當(dāng) P3口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 管 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。另外，該引腳被略微拉高。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間 內(nèi)部程序存儲器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 （ 3） 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1” 且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。在閑置模式下， CPU 停止工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。 LED 顯示器是 6 由發(fā)光二極管構(gòu)成的，所以在顯示器前面冠以“ LED”。 (1)LED 顯示器的結(jié)構(gòu) : 常用的 LED 顯示器為 8段。當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，相應(yīng) 的段被顯示。為了使 LED 顯示器顯示不同的符號或數(shù)字，就要把不同段的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，這樣就要為 LED 提供代碼，因?yàn)檫@些代碼可使 LED 相應(yīng)的段發(fā)光，從而顯示不同字型，因此該代碼稱為段碼。因此提供給 LED 顯示器的段碼正好是 1B。如圖是 LED顯示器的結(jié)構(gòu)原理圖 3。 段碼線控制顯示字符的字型，而位選線為各個 LED 顯示塊中 各段的公共端，它控制該 LED 顯示位的亮或暗。 鍵盤 鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)，傳送命 圖 3 令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)的主要手段。通常，鍵盤開關(guān)利用了機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷作用。為了確保 CPU 對一次按鍵動作只 確認(rèn)一次按鍵有效，必須消除抖動的影響。當(dāng)按鍵松開時，行線的低電平變?yōu)楦唠娖?，?zhí)行一段延時 10MS 的子程序后，檢測該行線為高電平，說明按鍵確實(shí)已經(jīng)松開。復(fù)位電路的實(shí)現(xiàn)通常有兩種方式：RC復(fù)位電路和專用 181。前者實(shí)現(xiàn)簡 單，成本低，但復(fù)位可靠性相對較低；后者成本較高，但復(fù)位可靠性高，尤其是高可靠重復(fù)復(fù)位。 本次課程設(shè)計采用了上電按鈕電平復(fù)位電路，如圖四 圖 4 時鐘電路模塊 時鐘電路在 單片機(jī) 系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。為達(dá)到振 蕩周期是 12MHZ 的要求，這里要采用