【正文】 選用C51系列的其它單片機，只要它們的指令系統(tǒng)兼容C51即可正常運行，程序可直接移植，例如選用低價Flash型的AT89C1051等，它們的ROM可反復擦寫，非常適合作實驗用途。來判斷紅外LED加上適當正向電流后是否發(fā)射紅外光。為此，最好準備一只光敏器件（如2CR、2DR型硅光電池）作接收器?！?。2. 紅外發(fā)光二極管的檢測由于紅外發(fā)光二極管，它發(fā)射1～3μm的紅外光，人眼看不到?！?V之間，且發(fā)光亮度正常，可以說明發(fā)光正常。（2）、外接電源測量。若亮度很低，甚至不發(fā)光，可將兩塊萬用表均撥至1Ω若，若仍很暗，甚至不發(fā)光，則說明該發(fā)光二極管性能不良或損壞。兩塊萬用表均置10Ω擋。用一根導線將其中一塊萬用表的“+”接線柱與另一塊表的“”接線柱連接。這種檢測方法，不能實地看到發(fā)光管的發(fā)光情況，因為10kΩ擋不能向LED提供較大正向電流。正常時，二極管正向電阻阻值為幾十至200kΩ，反向電阻的值為∝。(1)、用萬用表檢測。而將a、b、d、e和g段都接上正電源，其它引腳懸空，此時數碼管將顯示“2”。當然，LED的電流通常較小，一般均需在回路中接上限流電阻。將多只LED的陰極連在一起即為共陰式，而將多只LED的陽極連在一起即為共陽式。 圖 22 LED顯示器LED數碼管根據LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的?，F(xiàn)在已有紅外、紅、黃、綠及藍光發(fā)光二極管，但其中藍光二極管成本、價格很高，使用不普遍。若能產生可見光（波長在380nm紫光～780nm紅光），～。由于復合是在少子擴散區(qū)內發(fā)光的，所以光僅在靠近PN結面數μm以內產生。除了這種發(fā)光復合外，還有些電子被非發(fā)光中心（這個中心介于導帶、介帶中間附近）捕獲，而后再與空穴復合，每次釋放的能量不大，不能形成可見光。進入對方區(qū)域的少數載流子（少子）一部分與多數載流子（多子）復合而發(fā)光。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。發(fā)光二極管是由ⅢⅣ族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導體制成的，其核心是PN結。 LED基本理論知識半導體發(fā)光器件包括半導體發(fā)光二極管（簡稱LED）、數碼管、符號管、米字管及點陣式顯示屏（簡稱矩陣管）等。本文采用的是后者手動復位，按鍵后：電容器被短路放電、RST直接和VCC相連，就是高電平，此時進入“復位狀態(tài)”。s才能完成復位操作。該設計采用含有二極管的復位電路，復位電路可以有效的解決電源毛刺和電源緩慢下降（電池電壓不足）等引起的問題，在電源電壓瞬間下降時可以使電容迅速放電，一定寬度的電源毛刺也可令系統(tǒng)可靠復位。單片機外圍需要一個復位電路，復位電路的功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤消復位信號。音樂播放器可廣泛應用于兒童音樂玩具、生日賀卡、音樂門鈴或專門的音樂庫。也是通過過控制單片機內部的定時器來產生不同頻率的方波，驅動喇叭發(fā)出不用音調的音樂，再利用延遲來控制發(fā)音時間的長短，即控制音調中的節(jié)拍，把存放在存儲器中的音譜中的音符對應的頻率轉換為定時常數，把相應的節(jié)拍轉換為延時常熟，分別控制定時器產生不同頻率的方波和該頻率方波的持續(xù)時間，按樂譜依次進行下去，就可從放音設備中演奏出悅耳動聽的音樂。所謂音樂播放器，就是由單片機產生樂曲音符，再把樂譜翻譯成計算機音樂語言，由單片機進行信息處理，再經過信號放大，由耳機或揚聲器（喇叭）放出樂曲聲。倘若每步一樣輕重“得得得”地走，就覺得氣悶。倘若一步快一步慢，就嫌吃力。音樂上音的歷時，叫做“拍子”。故高低是由振動數多少而生的，強弱是由振動幅度廣狹而生的。據物理學，音由物體振動而發(fā)，振動愈急，音愈高，愈緩，音愈低。笛聲是高而強的，篤聲是高而弱的，牛鳴聲是低而強的，蛾飛聲是低而弱的。高的聲音可以強，可以弱；低的聲音也可以強，可以弱。這種強弱的差別，便是“音量”的變化。大就是重，小就是輕。這種高低的差別，便是“音質”的變化。汽笛鳴響起來，由鈍而尖，或由尖而鈍。在音樂中主要使用的是樂音。振動不規(guī)則，沒有固定、準確音高的聲音被稱為噪音。振動有規(guī)則，具有固定、準確音高的聲音被稱為樂音。（1）樂音與噪音聲音的產生源于物體的振動。軟件方面采用C51單片機語言進行程序的編寫。軟件方面，應該盡可能的不要使用模塊化的設計方案，以利于程序的編寫和調試，并減少故障率，提高軟件的可靠性。硬件方面來說，系統(tǒng)所用元件的優(yōu)劣和制造工藝的精細是影響可靠性的重要原因，因此應該合理購買元器件。對于一個應用系統(tǒng)來說，不管在原理上如何先進、功能上如何全面、精度上如何精密，如果可靠性差、故障頻繁，不能正常工作的話，那么這個系統(tǒng)也沒有什么價值了。對于不同型號的單片機只需要相應的改變一下地址即可。本案是以AT89S51芯片的電路為基礎，外部加上功率放大器、放音設備，以此來實現(xiàn)音樂演奏控制器的硬件電路，通過軟件程序來控制單片機內部的定時器使其演奏出優(yōu)美動聽的音樂。單片機具有一些突出優(yōu)點：體積小、重量輕、耗電少、電源單一、功能強、價格低、運行速度快、抗干擾能力強、可靠性高，所以在通信、家電、工業(yè)控制、儀器儀表、汽車等產品中都可以看到單片機的身影。music player。 software program to adapt to a wide range of different music just for the appropriate time constant change can be. MCU is used keil software more convenient. As the hardware design is simple, it is not easy to go wrong when welding, and convenient debugging. On the MCU and music lovers have some reference value.Keywords: microcontroller。關鍵詞：單片機。由于硬件電路的設計簡單，所以焊接的時候不容易出錯，而且調試方便。這種控制電路結構簡單，可靠性高,應用性強；軟件程序適應范圍廣，對于不同的音樂只需要改變相應的定時常數即可。把樂譜轉化成相應的定時常數就可以從發(fā)音設備中演奏出悅耳動聽的音樂。河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書摘要本文是應用AT89S51單片機原理和控制理論設計音樂演奏控制器的硬件電路，并利用C51單片機語言進行程序設計。通過控制單片機內部的定時器來產生不同頻率的方波，驅動喇叭發(fā)出不同音調的音樂，再利用延遲來控制發(fā)音時間的長短。此外電路中加入了按鍵可以方便控制音樂的播放，有簡單的顯示電路和按鍵對應，可以清楚播放的次序。單片機仿真采用的是keil軟件，比較方便。對單片機和音樂愛好者有一定的借鑒價值?？刂?；音樂播放器AbstractThis is the application AT89S51 microcontroller theory and control theory, music performance controller hardware, and using C51 microcontroller programming language. By controlling the MCU’s internal timer to generate square waves of different frequencies to drive speakers make different musical tones, and then use delay to control the length of pronunciation. The music into the corresponding time constants can be played from the sound equipment out of melodious music. In addition, the circuit can be easily added to the buttons control music playback, a simple display circuit and the corresponding keys, can clearly play order. This control circuit is simple, high reliability and strong applicability。 control。目錄摘要 IAbstract II1緒論 1 1 2 2 32硬件的電路設計 3 3 4 LED基本理論知識 4 6 7 8 控制電路設計 9 LM386音頻功率放大器 103軟件實現(xiàn) 12 12 17 18 18 89S51定時功能及工作方式選擇 18 計數器 19 19 21 21 21 23 244程序的調試及測試 25 25 25 27 27 29 315結束語 32致 謝 33參考文獻 34附錄A 程序清單 35附錄B 設計總電路圖 47附錄C 硬件實物 48IV1緒論隨著信息技術革命的深入和計算機技術的飛速發(fā)展，單片機的應用越來越廣泛，并逐漸發(fā)展成為一門關鍵的技術學科。目前國內單片機的應用仍以8051系列為主。用戶可以按照自己的喜好選擇音樂并將其轉化成機器碼存入單片機的存儲器中。該軟、硬件系統(tǒng)具有很好的通用性，很高的實際使用價值，為廣大單片機和音樂愛好者提供了很好的借鑒。因此在設計系統(tǒng)的過程中，對于可靠性的要求應該貫穿于每一個環(huán)節(jié)，采取各種措施來提高可靠性，以保證系統(tǒng)能夠長時間的穩(wěn)定工作。另外，在制造電路板時也要遭到工藝精細。鑒于以上各方面的要求，本系統(tǒng)采用了體積小、重量輕、功能強大、使用方便而且可靠性高的單片機為硬件電路的設計主體，即以AT89S51芯片為中心，設計并安裝選曲電路、顯示電路等，最終實現(xiàn)音樂演奏控制器的功能。C51單片機語言指令簡單，使用方便，初學者容易掌握，用它來對單片機進行換成是最合適的選擇。音樂中所使用的音分為“樂音”與“噪音”兩種。如：鋼琴、提琴、小號、大管、竹苗、揚琴等樂器所發(fā)出的聲音。如：軍鼓、響板、鑼、木魚、梆子等打擊樂器所發(fā)出的聲音。（2）音樂音頻與節(jié)拍：大概都聽見過汽笛聲和鐘聲?！扳g”在音樂上稱為“低”， “尖”在音樂上稱為‘高”。鐘聲沒有高低，用力敲時聲音大，不用力敲時聲音小。重就是“強”，輕就是“弱”。學習音樂，必須明辨音樂的“質”與“量”，即音的“高低”與“強弱”。強的聲音可以高，可以低，弱的聲音也可以高，可以低。由這四個實例，音的高低強弱不難明辨了。又每次振動往復的范圍愈廣，發(fā)音愈強；愈狹，發(fā)音愈弱。這就要求不同的音符有不同的振動頻率，即音頻。拍子由音的長短與強弱造成，拿步行來說，大家喜歡一步一步歷時相等。又大家喜歡左右腳略有輕重之分，“彳亍彳亍”地走。因此把音的長短強弱加以研究，使之變化復雜，而給人更快更美之感的，便是音樂藝術。我們知道，振動產生聲音，振動頻率不同，所發(fā)出的聲音也就不同，有規(guī)律的振動發(fā)出的聲音叫“樂音”，音樂由音頻和節(jié)拍構成，音頻即發(fā)聲的頻率，節(jié)拍即延時的長短，因此利用單片機的定時器/計數器產生一定頻率的方波，利用延時來實現(xiàn)方波的延時，從而實現(xiàn)“1～7”的高、中、低音的發(fā)音，而后把整首歌曲編碼編程并結合單片機硬件實現(xiàn)歌曲的演奏。硬件方面要由按鍵開關實現(xiàn)不同音樂之間的轉換，然后在數碼管上有對應的顯示。 2硬件的電路設計單片機AT89S51作為主控芯片，控制整個電路的運行。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經一定的延時才撤銷復位信號，以防電源開關或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復位。復位電路的設計圖如圖21示：圖2－1 單片機復位電路圖 RST引腳是復位信號的輸入端，復位信號是高電平有效，其有效時間應持續(xù)24個振蕩脈沖周期（即兩個機器周期）以上，本文使用頻率為12MHZ的晶振，則復位信號持續(xù)時間應為超過2181。復位操作有上電復位和按鍵手動復位兩種方式。松手后：電源開始對電容器充電，此時，充電電流在電阻上，形成高電平送到RST，仍然是“復位狀態(tài)”； 稍后，充電結束，電流降為0，電阻上的電壓也將為0，RST降為低電平，開始正常工作。事實上，數碼管、符號管、米字管及矩陣管中的每個發(fā)光單元都是一個發(fā)光二極管。因此它具有一般PN結的IN特性，即正向導通，反向截止、擊穿特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。假設發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價帶空穴直接復合而發(fā)光，或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復合發(fā)光。發(fā)光的復合量相對于非發(fā)光復合量的比例越大，光量子效率越高。理論和實踐證明，光的峰值波長λ與發(fā)光區(qū)域的半導體材料禁帶寬度Ｅg有關，即 λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的單位為電子伏特（eV）[4]。比紅光波長長的光為紅外光。7段LED數碼管，是在一定形狀的絕緣材料上，利用單只LED組合排列成“8”字型的數碼管，分別引出它們的相應電極，點亮相應的點劃來顯示出09的數字。圖22是共陰和共陽極數碼管的內部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。以共陰式為例，如把陰極接地，在相應段的陽極接上正電源，該段即會發(fā)光。假如我們將b和c段接上正電源，其它端接地或懸空，那么b和c段發(fā)光，此時，數碼管顯示將顯示數字“1”。其它字符的顯示與此類同。利用具有10kΩ擋的指針式萬用表可以大致判斷發(fā)光二極管的好壞。如果正向電阻值為0或為∞，反向電阻值很小或為0，則易損壞。如果有兩塊指針萬用表（最好同型號）可以較好地檢查發(fā)光二極管的發(fā)光情況。余下的“”筆接被