【正文】 有對應(yīng)的地址；而 MCS51 單片機(jī)的工作寄存器 R0～ R7既可以用名字也可以用它的地址來表示。每個(gè)并行 I/O口都可以用作輸入 /輸出 ,所以稱它們?yōu)殡p向 I/O口。二是作為地址 /8 數(shù)據(jù)總線使用。這時(shí)與門輸入為 0,場效應(yīng)管 VT1 截止。 ● P1 口是一個(gè)專用的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，只具有通用輸入 /輸出口功能，每一位都能設(shè)定為輸入或輸出。 ● P2口是一個(gè) 8 位準(zhǔn)雙向 I/O口，具有兩種功能。二是作擴(kuò)展系統(tǒng)的高 8位地址總線。當(dāng)工作在第二功能時(shí)，每位都具有新的功能，當(dāng) P3口作通用 I/O口時(shí)，與 P1口相同。 AT89C51的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有以下兩種： ⑴內(nèi)部時(shí)鐘方式 利用芯片內(nèi)部的振蕩器，然后在引腳 XTAL1 和引腳 XTAL2兩端接晶體或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直 接送入內(nèi)部的時(shí)鐘電路，如圖 （在圖中的外接線，上面的外接線接引腳 XTAL1，下面的外接線接引腳XTAL2）外接晶振時(shí)， C1和 C2的值通常選擇我 30pF左右；外接陶瓷諧振器時(shí) C1和 C2的值大約為 47pF。為了減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作，振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近。 CHMOS(互補(bǔ)金屬氧化物HMOS)是 CMOS和 HMOS(高密度溝道 MOS工藝 )的結(jié)合 ,除了保持 HMOS高速度和高密度之外 ,還有 CMOS低功耗的特點(diǎn) .兩類器件的功能是完全兼容的 ,區(qū)別在 CHMOS器件具有低功耗的特點(diǎn) .它所消耗的電流比 HMOS 器件少很多 ,主要在于其采用了兩種降低功耗的方式 :空閑方式和掉電方式 .CHMOS 器件在掉電方式 (CPU 停止工作 ,片內(nèi) RAM的數(shù)據(jù)繼續(xù)保持 )下時(shí) ,消耗的電流可低于 10μ CHMOS的器件在編號中用一個(gè) C來加以區(qū)別 : 如 80C51,80C31 等 . 外部時(shí)鐘信號通過一 個(gè)二分頻的觸發(fā)器而成為內(nèi)部的時(shí)鐘信號，要求高、低電平9 的持續(xù)時(shí)間都大于 20ns，一般為頻率低于 12Hz 的方波。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器就是上述的二分頻觸發(fā)器，它向芯片提供了一個(gè) 2節(jié)拍的時(shí)鐘信號。第一種方式比第二種更簡潔為次設(shè)計(jì)而變的簡單化。其中電容值所選用的是 30Pf，為了提高秒計(jì)時(shí)的精確度，采用12MHZ的晶振。 ⑴單片機(jī)復(fù)位方式 : 單片機(jī)復(fù)位方式有上簡單復(fù)位電路和采用專用復(fù)位電路芯片構(gòu)成復(fù)位電路兩種。不管那種方式都要保證在 RESET引腳上提供 10ms以上的穩(wěn)定高電壓。 ⑵程序執(zhí)行方式： （ a）連續(xù)執(zhí)行方式 （ b）單步執(zhí)行方式 ⑶節(jié)電工作方式： （ a） HMOS單片機(jī)的掉電工作方式 （ b） CHMOS單片機(jī)的節(jié)電工作方式 三 、單片機(jī)外部并行擴(kuò)展原理 單片微機(jī)是通過芯片的引腳進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展的。具有總線的外部芯片都通過這三組總線進(jìn)行擴(kuò)展。 P0口是地址總線低 8位和 8位數(shù)據(jù)總線復(fù)用口，只能分時(shí)用作地址線。 鎖存器的鎖存控制信號為單片微機(jī) ALE 引腳輸出的控制信號。 P0、 P2口在系統(tǒng)擴(kuò) 展中用做地址線后便不能作為一般 I/O口使用。 （ 2）數(shù)據(jù)總線（ DB） 數(shù)據(jù)總線由 P0口提供，用 D0～ D7表示。所有單片微機(jī)與外部交換的數(shù)據(jù)、指令、信息，除少數(shù)可直接通過 P1口外，全部通過 P0口傳送。哪個(gè)芯片的數(shù)據(jù)通道有效，則由地址線控制各個(gè)芯片的片選線來選擇。 MCS— 51 系列中．有 5 個(gè)中斷源 (或 6 個(gè)中斷源 )，如圖所示。 5 個(gè)中斷源的中斷要求是否會得到響應(yīng)，受允許中斷寄存器 IE 中各位的控制；它們的優(yōu)先級分別由中斷優(yōu)先級寄存器 IP 的各位確定；同 — 優(yōu)先級內(nèi)的各中斷源同時(shí)要求中斷時(shí)，10 還要靠內(nèi)部的查詢邏輯來確定響應(yīng)的次序，不同的中斷源有不同的中斷向量。 IE (1)EA(IE． 7＞總允許位。 EA＝ l，則每個(gè)中斷源是允許還是禁止，分別由各自的允許位確定。 (3)ET2(IE． 5)定時(shí)器 2中斷允許位。 (4)ES()串行口中斷允許位。 (5)ETl()定時(shí)器 1中斷允許這。 (6)EXl()外部中斷 l允許位。 (7)ET0()定時(shí)器 0中斷允許位 。 (8)EX0(IE .0)外部中斷 0允許位。每個(gè)中斷源的優(yōu)先級都可以通過中斷優(yōu)先級寄存器 IP中的相應(yīng)位來設(shè)定。 、 (2)一 (IP .6)保留位。 PT2＝ l，設(shè)定為高優(yōu)先級。 PS＝ 1，設(shè)定為高優(yōu)先級 o (5)PT1()定時(shí)器 1中斷優(yōu) 先級設(shè)定位。 (6)PXl()外部中斷 1優(yōu)先級設(shè)定位。 (7)PT0()定時(shí)器 0中斷優(yōu)先級設(shè)定位。 (8)PX0(1P0)外部中斷 0優(yōu)先級設(shè)定位。 靠 IP 寄存器把各中斷源的優(yōu)先級分為高低兩級。 為了實(shí)現(xiàn)這 兩條規(guī)則，中斷系統(tǒng)內(nèi)部包含兩個(gè)不可尋址的“優(yōu)先級激活”觸發(fā)器。另一個(gè)觸發(fā)器指示某低優(yōu)先級的中斷正得到服務(wù)，所有同級的中斷都被阻斷，但不阻斷高優(yōu)先級的中斷。如； 中斷源 同級內(nèi)的優(yōu)先權(quán) 外部中斷 0 最高 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0溢出 外部中斷 1 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1溢出 串行口 11 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2溢出 最低 在每一機(jī)器周期中，所有中斷源都順序地被檢查一遍；這樣到任一周期的 S6狀態(tài)時(shí)，找到了所有已激活的中斷請求，并排好了優(yōu)先權(quán)。若發(fā)生下列情況，中斷響應(yīng)會受到阻斷： (1)同級或高優(yōu)先級的中斷已在進(jìn)行中； (2)正在執(zhí)行的指令，尚未完成其最后一個(gè)機(jī)器周期 (換言之，正在執(zhí)行的指令完成前，任何中斷請求都得不到響應(yīng) )； (3)正在執(zhí)行的是 一條 RETI或者訪問專用寄存器 IE或 IP的指令 (換言之，在 RETI 或者讀寫 IE 或 IP 之后，不會馬上響應(yīng)中斷請求，而至少在執(zhí)行一條其他指令之后才會響應(yīng) )。否則．在緊接著的下一個(gè)機(jī)器周期，中斷查詢結(jié)果變?yōu)橛行?。然后，根?jù)中斷源的類別，在硬件的控制下，程序轉(zhuǎn)向相應(yīng)的向量單元，執(zhí)行中斷服務(wù)子程序。這些向量地址是： 中斷源 向量單元 外部中斷 0 0003H 定時(shí)器 0溢出 000BH 外部中斷 1 00l3H 定時(shí)器 1溢出 001BH 串行口 0023H 定時(shí)器 2溢出或 T2EX端出現(xiàn)負(fù)跳變 002BH 中斷服務(wù)子程序的最后一條指令應(yīng)是 RETI(中斷返回 )。然后由堆棧彈出兩個(gè)字節(jié)(下一條指令地址 )裝入到 PC中。這兩種方式可以靠 TCON 寄存器中的中斷方式位 ITI 或 IT0來控制。若 ITx＝ 1．則采用邊沿激活方式：在相繼的兩個(gè)周期中，對 INTx 引腳進(jìn)行連續(xù)兩次采樣，若第一次采樣值為高，第二次為低，則 TCON寄存器中的中斷請求標(biāo)志 IEx 被置 1，以請求中斷。如 果外部中斷為邊沿12 激活方式，則引腳處的高電平和低電平值至少各保持一個(gè)機(jī)器周期，才能確保 CPU檢測到電平的跳變，而把中斷請求標(biāo)志 IEx 置 1。 6 .中斷請求的撤除 CPU 響應(yīng)某中斷請求后，在中斷返回 (RETI)前，該中斷請求應(yīng)該撤除，否則會引起另一次中斷。 對于邊沿激活的外部中斷， CPU 在響應(yīng)中斷后，也甩硬件清除了有關(guān)的中斷請求標(biāo)志 IE0()，或 IEl(), 自動(dòng)撤除了中斷請求。因此在 Mc5— 5l的用戶系統(tǒng)中，要另外采取撤除外部中斷的措施。 現(xiàn)以外部中斷為例，說明中斷響應(yīng)的最短時(shí)間。如果中斷請求有效，一般情況下，下一條要執(zhí)行的指令將是一條硬件子程序調(diào)用指令，調(diào)用所要求的服務(wù)程序。這樣，從外部中斷請求有效到開始執(zhí)行服務(wù)程序的第一條指令，中間要隔 3 個(gè)周期，這是最短的響應(yīng)時(shí)間。如果一個(gè)同級的或高優(yōu)先級的中斷已經(jīng)在進(jìn)行，則很顯然，附加的等待時(shí)間將取決正在進(jìn)行的中斷服務(wù)程序。如果正在執(zhí)行的是 RETI指令或者是訪問 IE或 IP的指令，則附加的等待時(shí)間不會超過 5個(gè)周期 (為完成正在執(zhí)行的指令，還需要一個(gè)周期，加上為完成下一條指令所需要的最長時(shí)間 —— 4個(gè)周期，故最長為 5個(gè)周期 )。 13 agdefbcdpa7b6c4d2e1f9GND3GND8g10dp5 段數(shù)碼管 a、段及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻 b、使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定；小數(shù)點(diǎn)：根據(jù)發(fā)光顏色決定 c、使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動(dòng)態(tài)：平均電流 45mA 峰值電流 100mA上面這只是七段數(shù)碼管引腳圖，其中共陽極數(shù)碼管引腳圖和共陰極的是一樣的。 14 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容 （ 1） LED數(shù)碼顯示原理 : 七段 LED顯示器內(nèi)部由七個(gè)條形發(fā)光二極管和一個(gè)小圓點(diǎn)發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的極管的接線形式，可分成共陰極型和共陽極型。這樣我們按著數(shù)字 0－ 9的順序，把每個(gè)數(shù)字的筆段代碼按順序排好！建立的表格如下所示： TABLEDB 3FH， 06H， 5BH， 4FH， 66H，6DH， 7DH， 07H， 7FH， 6FH。 音持續(xù)時(shí)間的長短即時(shí)值，一般用拍數(shù)表示，休止符表示暫停發(fā)音。 如何用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)音樂的節(jié)拍 除了音符以外，節(jié)拍也是音樂的關(guān)鍵組成部分。如果單片機(jī)要自己播放音樂，那么必須在程序設(shè)計(jì)中考慮到節(jié)拍的設(shè)置，由于本例實(shí)現(xiàn)的音樂發(fā)生器是由用戶通過鍵盤輸入彈奏樂曲的，所以節(jié)拍由用戶掌握，不由程序控制。音樂的音拍，一個(gè)節(jié)拍為單位（ C調(diào)）具體如下表： 曲調(diào)值 DELAY 曲調(diào)值 DELAY 調(diào) 4/4 125ms 調(diào) 4/4 62ms 調(diào) 3/4 187ms 調(diào) 3/4 94ms 調(diào) 2/4 250ms 調(diào) 2/4 125ms 音樂節(jié)拍表 了解音樂的一些基本知識后可知，產(chǎn)生不同頻率的音頻脈沖即能產(chǎn)生音樂，對于單片機(jī)而言，產(chǎn)生不同頻率有脈沖非常方便，可以利用它的定時(shí) /計(jì)數(shù)器來產(chǎn)生這樣的方波 頻率信號，因此，需要弄清楚音樂中的音符和對應(yīng)的頻率，以及單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)的關(guān)系。 首先在課程設(shè)計(jì)剛開始的調(diào)研階段，我們學(xué)會了怎么通過各種方式查詢相關(guān)的資料。了解了單片機(jī)方面的先進(jìn)技術(shù)，這些都為我們的未來的學(xué)習(xí)指明了方向。首先硬件方面，基本了解了電子產(chǎn)品的開發(fā)流程和所要做 的工作。通過開發(fā)板的設(shè)計(jì)和硬件搭建的過程，使我們對 51 系單片機(jī)的接口有了更深層次的理解，熟悉了一些單片機(jī)常用的外圍電路引腳和連接方法，如 LED數(shù)碼管，鍵盤等。 18 結(jié) 束 語 將程序燒入芯片 ,調(diào)試成功后 ,可任意彈奏自己想要的旋律。利用單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率來獲得我們要求的音階，最終可隨意彈奏想要表達(dá)的音樂。 不足之處有： ，只能在一定范圍 內(nèi)滿足用戶需要。 。 19 參考文獻(xiàn) [1] 陳明熒． 8051單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教材 [M]．北京：清華大學(xué)出版社， 2022 年 9月． [2] 徐新艷．單片機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)踐 [M]．北京：高等教育出版社， 2022年 3月． [3] 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉． 8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用 [M]．第一版．北京 ：清華大學(xué)出版社， 2022年． [4] 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉， 8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用 [M]．清華大學(xué)出版社， 2022 [5] 馮博琴，微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) [M]．清華大學(xué)出版社， 2022 [6] 張毅剛， MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) [M]．哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2022 [7] 張淑清，姜萬錄等，單片微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用 [M]．國防工業(yè)出版社， 2022 [8] 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉， 8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用 [M]．清華大學(xué)出版社， 2022 [9] 馮博琴，微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) [M]．清華大學(xué) 出版社， 2022 [10] 張毅剛， MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) [M]．哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2022 [11] 龍威林 ,楊冠聲 ,胡山 .單片機(jī)應(yīng)用入門 :AT89S51 和 AVR[M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2022. 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