【正文】 應(yīng)稱為作微控制器，是 20 世紀(jì) 70 年代中期發(fā)展起來(lái)的一種面向控制的大規(guī)模集成電路模塊，其特點(diǎn)是功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、價(jià)格低廉。因此，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用已成為高科技和工程領(lǐng)域的一項(xiàng)重大課題。在當(dāng)今這個(gè)科技高速發(fā) 展的時(shí)代，時(shí)間對(duì)于每一個(gè)人都十分重要，時(shí)間就代表了金錢(qián)，代表了先機(jī)。目前，此類音樂(lè)計(jì)時(shí)播放器在國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始普及。此裝置不僅為人們?nèi)粘Ｉ畹挠?jì)時(shí)提供了方便，同時(shí)也為目前快節(jié)奏的生活帶來(lái)了樂(lè)趣。同時(shí)，利用單片機(jī)的定時(shí)器中斷，在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生所需要的音樂(lè)頻率，并通過(guò) LM386N1型音頻功率放大器將音頻信號(hào)放大。此設(shè)計(jì)通過(guò)多次測(cè)試，計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，音樂(lè)聲音宏亮清晰，節(jié)拍正常，達(dá)到預(yù)期效果。 第 5 頁(yè) 共 22 頁(yè) 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 在基于單片機(jī)的自動(dòng)音樂(lè)播放器中，采用 89C58RD+型單片機(jī)為硬件基礎(chǔ)，通過(guò) C 語(yǔ)言對(duì)芯片進(jìn)行編程。單片機(jī)工作時(shí)，用軟件對(duì)定時(shí)器初值進(jìn)行設(shè)定，從而得到所需要的聲音頻率；通過(guò) 四位共陰 LED 數(shù)碼管，可顯示時(shí)間，并可進(jìn)行定時(shí)設(shè)置；通過(guò) LM386N1 芯片，將單片機(jī)輸出的信號(hào)放大，接入喇叭即可發(fā)聲。要求播放出的音樂(lè)的音階準(zhǔn)確，不能有太大偏差，否則會(huì)造成音樂(lè)聲音刺耳難聽(tīng)；音樂(lè)播放必須連貫，即音樂(lè)必須有節(jié)奏感；喇叭放出的音樂(lè)聲音響亮，不能太小，否則不能達(dá)到 樂(lè)曲的 提示作用。 2 軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的軟件部分包含了兩個(gè)重要組成部分 :音樂(lè)編程和時(shí)間程序 (注 :也可以用下框圖來(lái)反映 具體自己畫(huà)和填寫(xiě) !!!便全面反映 和 等要寫(xiě)的東西 ) 2． 1 音樂(lè)編程原理及其流程圖 聲音的產(chǎn)生 聲音是音頻振動(dòng)的結(jié)果，振動(dòng)的頻率高則為高音，頻率低則為低音。一般音響電路是以正弦波信號(hào)驅(qū)動(dòng)喇叭，產(chǎn)生悅耳的音樂(lè)的；在數(shù)字電路里，則是以脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)喇叭以產(chǎn)生聲音。 若用單片機(jī)產(chǎn)生聲音， 可利用程序產(chǎn)生頻率，送到輸入 /輸出端口，例如 ，89C58RD EPROM (存儲(chǔ)單音 ) 時(shí)間節(jié)拍控制 PC 機(jī) 圖 21 第 6 頁(yè) 共 22 頁(yè) 再?gòu)脑擖c(diǎn)連接到喇叭的驅(qū)動(dòng)電路，即可驅(qū)動(dòng)喇叭。利用定時(shí)器計(jì)時(shí)半周期時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí)終止后就將 反相，然后重復(fù)計(jì)時(shí)再反相。 利用單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器使其工作計(jì)數(shù)器模式（ MODEL1）下，改變其計(jì)數(shù)值TH0 及 TL0 以產(chǎn)生不同頻率的方法產(chǎn)生不同音階。計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式是： N = F1/2/F2 （式 321） 式 321中， N是計(jì)數(shù)值； F1是機(jī)器頻率（晶體振蕩器為 12MHZ 時(shí)，其頻率為 1MHZ）； F2為想要產(chǎn)生的聲音頻率。音階與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 31所示?？刂瓢l(fā)音的時(shí)間有兩種方法：調(diào)用延時(shí)子程序或采用定時(shí)器中斷。 首先在整首樂(lè)曲中找出最短的拍子，一般為 1/4拍，拍子的時(shí)間約為 。若采用模式 2，定時(shí)器值太小，不是很好用。同樣，若要產(chǎn)生其它的拍 子（如 1/2 拍， 3/4 拍 ?? ） ,只需第 7 頁(yè) 共 22 頁(yè) 要定時(shí)器中斷 N 次，產(chǎn)生 N* 定時(shí)，使其滿足各個(gè)節(jié)拍的時(shí)間長(zhǎng)度即可。將整段樂(lè)曲轉(zhuǎn)換成一定長(zhǎng)度的編碼表。 ，將 toneh[]和 tonel[]的數(shù)據(jù)分別裝入 TH0 和TL0，并且，收到信號(hào) 就反相。 TH0=toneh[rti]。 } 1控制音樂(lè)節(jié)拍的時(shí)間長(zhǎng)度，將上文所述的定時(shí)器初值裝入定時(shí)器 1。 TL1=0xdc。 } （ 2）在程序執(zhí)行時(shí)順序查此表，取出音符代碼，查頻率表，置入 T/C 口 ，取出節(jié)拍代碼，供定時(shí)器使用，啟動(dòng)后即可發(fā)出聲音。程序開(kāi)始運(yùn)行時(shí)先對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化，其中包括定時(shí)器及其工作方式的選擇、外部中斷設(shè)定、定時(shí)器初值的設(shè)定。若信號(hào)在編碼表中，則將該頻率的定時(shí)器初值寫(xiě)入定時(shí)器中，并讀取頻率的音階，再?gòu)膯纹瑱C(jī)的 口輸出，經(jīng)過(guò)音頻放大器驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)出聲音，利用驅(qū)動(dòng)喇叭演示程序即可控制音樂(lè)的節(jié)拍。 第 8 頁(yè) 共 22 頁(yè) 時(shí)間顯示程序設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路 對(duì)于時(shí)間程序的設(shè)計(jì)，主要依靠單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)。首先對(duì) sdata， mdata， hdata 分別設(shè)定一個(gè)初值，其中 sdata 設(shè)為 0，表示秒針初始為 0。由于本次設(shè)計(jì)采用的晶振頻率為 6MHz，所以定時(shí)器取值為 2500。當(dāng) sdata 的數(shù)據(jù)為 59 時(shí)，若此時(shí)再來(lái)一個(gè)定時(shí)器中斷，則秒針重新歸零，而分針就加 1。 當(dāng)設(shè)定的鬧鐘時(shí)間一到，程序即轉(zhuǎn)入音頻程序，驅(qū)動(dòng)喇叭放出音樂(lè)。 （應(yīng)有簡(jiǎn)單的文字?jǐn)⑹龌蚪忉專? 3 硬件 電路的設(shè)計(jì) 硬件流程模塊 設(shè)計(jì)的硬件流程模塊如圖 31 所示。在單片機(jī) 口接入音頻放大電路，將單片機(jī)輸出的信號(hào)放大，再通過(guò)喇叭播放音樂(lè)。 模塊電路的設(shè)計(jì) 89C58RD+型 單片機(jī)介紹 89C58RD+是一種帶 32KB 閃爍可編程 /可擦除制度存儲(chǔ)器（ EPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS 的 8位微處理器。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，因而ATMEL的 89C58RD+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(jià)廉的方案。 89C58RD+有 40 個(gè) 引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口， 9個(gè)中斷源，內(nèi)含 2個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,可編程 UART 串行通信口， SPI串行口， 89C58RD+可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。 89C58RD+有 PDIP、 TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同應(yīng)用系統(tǒng)的需求。在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入端。 XTAL2：接外部晶體的另一個(gè)引腳。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)懸浮不連接。 （ 2） 控制線或其他 電源的復(fù)位引腳 RST：復(fù)位輸入端。在 Flash 編程期間，此管腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。如果禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。 PSEN ：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。注意要加密 方式 1時(shí)， EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) EA 斷保持高電平時(shí)，此間訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 （ 3） 輸入 /輸出引腳 P0 口： P0 口為一個(gè) 8位漏極開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8 個(gè) TTL 門(mén)電流。 P0 口能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P1 口： P1 口為一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O， P1 口緩沖器能接收輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流。在 Flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口為第八位地址接收。且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部 8 位地址數(shù)據(jù)校驗(yàn)時(shí)， P2 口輸出其特殊功能起存器的內(nèi)容。 P3 口： P3 口為一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O，可接收輸出 4個(gè) TTL門(mén)電流。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。 表 21 口 管腳 備選功能 RXD 串行輸入口 TXD 串行輸出口 0INT 外部中斷 0 1INT 外部中斷 1 T0 計(jì)時(shí)器 0 外部輸入 T1 計(jì)數(shù)器 1 外部輸入 WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通 RD 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 LM386N1 及外圍電路的設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 22 頁(yè) LM386N1 乃 音頻功率放大器，主要應(yīng)用于低壓消費(fèi)類產(chǎn)品。但在 1 腳和 8 腳之間增加一只外接電阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值，直至 200。 LM386N1 管腳示意圖如圖 33。其中 R3為正相輸入電阻，取值為10K； R R5 是分壓電阻，取值分別為 和； C C10是旁路電容，取值分別為 、 10uf；C11 是一個(gè)耦合電容，取值為 47uf； C12是旁路電容，取值為 。 RS232C 與 TTL 轉(zhuǎn)換： EIARS232C 是用正負(fù)電壓來(lái)表示邏輯狀態(tài)，與TTL 以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。 MAX232 芯片可完成 TTL←→EIA 雙向電平轉(zhuǎn)換。30V輸入電平；低電源電流（典型值是 8mA）；符合甚至優(yōu)于 AN