【正文】 子琴的原理圖 基于 KEIL軟件編寫音樂播放器程序代碼 制作實(shí)物 對(duì)所做設(shè)計(jì)進(jìn)行測試 理論基礎(chǔ) 單片機(jī)音樂播放器是利用單片機(jī)產(chǎn)生樂曲音符 ，再把樂曲音符翻譯成計(jì)算機(jī)音樂語言，用單片機(jī)進(jìn)行信息處理，再通過蜂鳴器或喇叭放出音樂。要想產(chǎn)生音頻脈沖信號(hào) ，需要算出某一音頻的周期 (1/頻率 )，然后將此周期 除以 2，即為半周期的時(shí)間。 通常， 利用單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器 T0 0下 TH0和 TL0來產(chǎn)生不同頻率。如果 1 拍為 ， 1/4 拍為 ，只要設(shè)定延遲時(shí)間就可求得節(jié)拍的時(shí)間。 總而言之 ，一首樂曲是由音階和節(jié)拍兩大要素構(gòu)成。根據(jù)這一特點(diǎn)我們采用單片機(jī)輔以相應(yīng)的接口來設(shè)計(jì) 音樂播放器。 關(guān)于聲音的處理，使用單片機(jī) C語言，利用定 時(shí)器來控制頻率，而每個(gè)音符的符號(hào)只是存在我自己定義的表中。 ，每鍵代表一個(gè)音符。 ，不彈奏時(shí)可以播放內(nèi)置音樂。 主系統(tǒng)可由兩個(gè)模塊組成：當(dāng)系統(tǒng)檢測到有按鍵按下時(shí)，對(duì)應(yīng)音符的頻率由模塊 1獲得，這是一個(gè)數(shù)控分頻器。 音符的持續(xù) 時(shí)間須根據(jù)樂曲的速度及每個(gè)音符的節(jié)拍數(shù)決定，模塊 2的功能是為模塊 1提供決定所發(fā)音的分頻預(yù)置值，而此數(shù)在模塊 1輸入口停留的時(shí)間即為此音符的節(jié)拍值。 具體過程：當(dāng)系統(tǒng)掃描到鍵盤上有鍵子被按下，則快速檢測出是那一個(gè)鍵子，然后單片機(jī)的定時(shí)器被啟動(dòng)，發(fā)出一定頻率的脈沖，該頻率的脈沖經(jīng)喇叭驅(qū)動(dòng)電路放大濾波后，就會(huì)發(fā)出相應(yīng)的音調(diào)。因此，選擇方案二即單片機(jī)加外設(shè)的方式設(shè)計(jì)該系統(tǒng)較好。首先，一方面，通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四部產(chǎn)生可供單片機(jī)使用的 5v 電。整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)模塊、電源模塊、三極管驅(qū)動(dòng)、喇叭組成。他將中央處理器 (CPU)、存儲(chǔ)器（ ROM/RAM）、輸入輸出接口、定時(shí)器 /記數(shù)器等主要計(jì)算機(jī)部件集成在一片芯片上，因此單片機(jī)被稱為單片機(jī)微型計(jì)算機(jī) (Single Chip Microputer).單片機(jī)配上適當(dāng)?shù)耐鈬O(shè)備和軟件，便可構(gòu)成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。故選擇常見的美國 Inter 公司生產(chǎn)的 MCS51 系列單片機(jī)，它具有可高性高、功能強(qiáng)、體積小、價(jià)格低、和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科研及日常生活等各個(gè)領(lǐng)域。 我們選擇的 ATMEL公司的 AT89S52單片機(jī)，他是一種低功耗、高性 能 CMOS8位微控制器，具有 8K ISP（在系統(tǒng)可編程） Flash 存儲(chǔ)器。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。 AT89S52具有如下特點(diǎn)： 兼容 MCS51指令系統(tǒng) 32個(gè)雙向 I/O口 3個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 全雙工 UART串行 中斷口線 2個(gè)外部中斷源 中斷喚醒省電模式 看門狗（ WDT）電路 靈活的 ISP字節(jié)和分頁編程 時(shí)鐘頻率 033MHz 256 8bit內(nèi)部 RAM 低功耗空閑和省電模式 3級(jí)加密位 軟件設(shè)置空閑和省電功能 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 8k可反復(fù)擦寫 (1000 次 )ISP Flash ROM AT89S52主要引腳的主要功能： VCC：接 +5V電源。對(duì) P0 端口寫“ 1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。在這種模式下， P0口具有內(nèi)部上拉電阻。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。對(duì) 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。 此外， 和 分別作定時(shí)器 /記數(shù)器 2 的外部記數(shù)輸入 ()和定時(shí)器 /記數(shù)器 2的觸發(fā)輸入 ()。對(duì) P2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。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用 16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (例如 MOVX DPTR)時(shí)， P2口送出高八位地址。 P3 口： P3 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。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） RST：復(fù)位輸入?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后， RST 腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。 DISRTO 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高 電平有效。在 flash編程時(shí)，此引腳（ PROG）也用作編程輸入脈沖。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE脈沖將會(huì)跳過。這一位置 “ 1”， ALE僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC指令時(shí)有效。這個(gè) ALE使能標(biāo)志位（地址為 8EH的 SFR的第 0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。 當(dāng) AT89S52 從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)， PSEM 在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN 將不被激活。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令， EA 必須接 GND。 在flash編程期間， EA 也接收 12伏 VPP電壓 XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 單片機(jī)小系統(tǒng)是整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的核心部分。系統(tǒng)整體原理圖如圖 23所示 E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16IN T 012IN T 113T014T115P 1 0/ T1P 1 1/ T2P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10U180 C 52R X DT X DW1W212345678M A X 7M A X 8C6C A PC7C A PY1C R Y S T A LG N DR E SR E SC5E L E C T R O 2S1S W P BR5R E S 2V C CG N DV C CA1A2A3A4A5A6A7A8 圖 23 單片機(jī)小系統(tǒng) AT89S52單片機(jī)的 P0口是個(gè)雙向口，可以作輸出輸入口，在本系統(tǒng)中用作顯示部分，用來給數(shù)碼管傳送位碼， P1口也是個(gè)雙向口，主要接 DAC083 P3口用來接收 PC來的串口數(shù)據(jù)。 復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)初始化操作。如前面介紹，在單片機(jī)的復(fù)位信號(hào) RST上保持 2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，單片機(jī)就會(huì)復(fù)位。 振蕩電路 該電路是由內(nèi)部反相放大器通過引腳 XTAL1 和引腳 XTAL2 與外接的晶體以及電容 C6 和 C7構(gòu)成，產(chǎn)生出晶體振蕩信號(hào)。圖中的晶振頻率為 ，外接晶體時(shí)，電容 C6和 C7通常選 30pF。振蕩器的這些特性對(duì)彈片機(jī)的應(yīng)用影響很大，因此在設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí)，應(yīng)使晶體和電容盡可能與單片機(jī)靠近，以保證穩(wěn)定可靠。大到超級(jí)計(jì)算機(jī)、小到袖珍計(jì)算器，所有的電子設(shè)備都必須在電源電路的支持下才能正常工作。超級(jí)計(jì)算機(jī)的電源電路本身就是一套復(fù)雜的 電源系統(tǒng) 。袖珍計(jì)算器則是簡單多的電池電源電路?？梢哉f電源電路是一切電子設(shè)備的基礎(chǔ)，沒有電源電路就不會(huì)有如此種類繁多的電子設(shè)備。提供這種穩(wěn)定的直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源。 方案一： 本系統(tǒng)供電采用傳統(tǒng)的變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四部分組成。 方案二 PWM ICMOSFET、 BJT供了 廣泛的發(fā)展空間。另外開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。與線性電源相比， PWM開關(guān)電源更為有效的工作過程是通過“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實(shí)現(xiàn)的。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。最后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器，可以設(shè)計(jì)成與線性調(diào)節(jié)器 相同。 開關(guān)電源有兩種主要的工作方式，正激式變特定的應(yīng)用場合下各有優(yōu)點(diǎn)。 第三章 軟件設(shè)計(jì) 本軟件要實(shí)現(xiàn)的功能是：單片機(jī)實(shí)現(xiàn)玩具電子琴功能。 由于單片機(jī) I/O 口的輸出只有高電平“ 1”和低電平“ 0”兩種狀態(tài)，因此向蜂鳴器輸送的電平信號(hào)實(shí)際上就是該音頻的方波。因此，只要向蜂鳴器輸送周期為 的脈沖方波電平信號(hào)就能發(fā)出 532Hz的音調(diào)，該方波的半周期為。因?yàn)樗x的單片機(jī)的晶振為 ，它的一個(gè)機(jī)器周期為 12（ 1/）μ s= s，因此需要的機(jī)器周期總數(shù)為 955μs/ s=880 即定時(shí)器的定時(shí)常數(shù)就應(yīng)取為 880?？梢宰C明，在已知定時(shí)常數(shù)為 C的條件下， 13 位計(jì)數(shù)器的高 8位和低 5位的初值可由以下公式設(shè)定： 證明這是 13位計(jì)數(shù)器 TH0高 8位的賦值方法 TL0=(8192C)%32。 KEIL公司是一家業(yè)界領(lǐng)先的微控制器 (MCU)軟件開發(fā)工具的獨(dú)立供應(yīng)商。 C5l編譯器的功能不斷增強(qiáng)，使用戶可以更加貼近 CPU本身，及其它的衍生產(chǎn)品。 uVisioll2 DE可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。如圖 31所示 31 系統(tǒng)整體流程圖 中斷初始 化流程 中斷初始化主要包括設(shè)置定時(shí)計(jì)數(shù)器工作方式、開中斷、賦初值等一系列操作，中斷初始化主要流程圖如圖 32所示 開 始 中斷初始化 掃描按鍵 是否按下 否 判斷 是 播放歌曲 播放音調(diào) 圖 32 串口初始化主要流程圖 開 始 設(shè)置定時(shí)器工作方式 設(shè)置初值 開中斷 第四章 仿真測試 PROTEUS 軟件介紹 PROTEUS軟件如圖 41所示 圖 41 PROTEUS軟件 Proteus 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 其功能特點(diǎn)如下 : Proteus 軟件具有其它ＥＤＡ工具軟件（例： multisim）的功能。 革命性的特點(diǎn) : (1)互動(dòng)的電路仿真，用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用 諸如 LED/LCD、鍵盤、 RS232 終端等動(dòng)態(tài)外設(shè)模型來對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行交互仿真。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能