【正文】 輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口 : P2 口為一個(gè)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(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 1 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 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)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL門電流。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。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX, M0VC 指令是 ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指令期間，每青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。 /EA/VPP ：當(dāng) /EA 保 持 低 電 平 時(shí) ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲(chǔ) 器(OOOOHFFFFH), 不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 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。其余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在芯片擦除操作中，代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲(chǔ)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(gè)硬件復(fù)位為止。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個(gè)按鍵加以連接。由此可見， 在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。這樣，到按鍵沒有按下時(shí)，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。具體的識(shí)別及編程方法如下所述。 行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識(shí)別方法，介紹過程如下。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與 4 根行線相交叉的 4 個(gè)按鍵之中。 （ 2）判斷閉合鍵所在 的位置在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過程。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平狀態(tài)。 鍵盤接口必須具有的 4 個(gè)基本功能 (1) 去抖動(dòng) ： 每個(gè)按鍵在按下或松開時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生短時(shí)間的抖動(dòng)。所謂抖動(dòng)是指在識(shí)別被按鍵是必須避開抖動(dòng)狀態(tài)，只有處在穩(wěn)定接通或穩(wěn)定斷開狀態(tài)才能保證識(shí)別正確無誤。 (2) 防串鍵：防串鍵是為了解決多個(gè)鍵同時(shí)按下或者前一按鍵沒有釋放又有新的按鍵按下時(shí)產(chǎn)生的問題。雙鍵鎖定，是 當(dāng) 有兩個(gè)或兩個(gè)以上的按鍵按下時(shí)，只把最后釋放的鍵當(dāng)作有效鍵并青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 產(chǎn)生相應(yīng)的鍵碼。 (3) 被按鍵識(shí)別：如何識(shí)別被按鍵是接口解決的主要問題，一般可通過軟硬結(jié)合的方法完成。行掃描法的基本思想是，由程序?qū)︽I盤 逐行掃描，通過檢測(cè)到的列輸出狀態(tài)來確定閉合鍵，為此，需要設(shè)置入口、輸出口一個(gè)，該方法在微機(jī)系統(tǒng)中被廣泛使用。 (4) 鍵碼產(chǎn)生：為了從鍵的行列坐標(biāo)編碼得到反映鍵功能的鍵碼，一般在內(nèi)存區(qū)中建立一個(gè)鍵盤編碼表，通 過查表獲得被按鍵的鍵碼。 LED 數(shù)碼管 數(shù)碼管的分類 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多 一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示 )；按能顯示多少個(gè)“ 8”可分為 1 位、2 位、 4 位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極 數(shù)碼管。共陽 極 數(shù)碼管在應(yīng) 用 時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V， 當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。共陰 極 數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。 (1) 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O 端口多，如驅(qū)動(dòng)5 個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 5 8 =40 根 I/O 端口來驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) 89S51 單片機(jī)可用的 I/O 端口才 32 個(gè)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。通過分時(shí)輪流控制各 個(gè)數(shù)碼管的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。 硬件設(shè)計(jì)圖 圖 33 利用 PROTEUS 仿真設(shè)計(jì)的硬件電路圖 圖中的矩陣鍵盤，從上到下，從左到右，依次為鍵盤的 015，在數(shù)碼管上顯示時(shí)順序?yàn)?09 和 AF，在按功能鍵時(shí)，圖上的兩個(gè)指示燈會(huì)根據(jù)功能的不同實(shí)現(xiàn)亮 /滅狀態(tài)的切換。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 第 4 章 章軟件設(shè)計(jì) 整體程序處理流程圖 圖 41 整體程序處理流程圖 在電子琴開始 工 作時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)電子琴處于彈奏狀態(tài)，歌曲選擇功能鍵的 目青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 的是賦予矩陣鍵盤第二功能，即對(duì)系統(tǒng)內(nèi)置的歌曲進(jìn)行選擇，在放歌時(shí)能且只能 通過彈奏 /停止鍵來結(jié)束放歌，選歌時(shí)必須先按下歌曲選擇功能鍵，在通過矩陣 鍵盤來選擇和切換曲目。 表 41 字形碼表及對(duì)應(yīng)的音符 1 0x3f 低 5 SO 9 0x7f 中 6 LA 2 0x06 低 6 LA A 0x6f 中 7 SI 3 0x5b 低 7 SI b 0x77 高 1 DO 4 0x4f 中 1 DO C 0x7c 高 2 RE 5 0x66 中 2 RE D 0x39 高 3 M 6 0x6d 中 3 M E 0x5e 高 4 FA 7 0x7d 中 4 FA F 0x79 高 5 SO 8 0x07 中 5 SO 0 0x71 高 6 LA 本設(shè)計(jì)中，數(shù)碼管的顯示通過 P2=DSY_CODE[k] 這句語言來查表并輸出，實(shí)現(xiàn)音符的顯示。 若要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（ 1/頻率），再將此周期除以 2，即為半周期的時(shí)間。就可在 P3. 7 引腳上得到此頻率的脈沖。 計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式是： N=fi247。fr （ 41 ） 式中， N是計(jì)數(shù)值； fi是機(jī)器頻率（晶體振蕩器為 12MHz時(shí)，其頻率為 1MHz）； fr 是想要產(chǎn)生的頻率。2247。 T=65536—N=65536—fi247。fr=65536—1000000247。fr =65536—500000/fr 低音 DO 的 T=65536—500000/262=63628 中音 DO 的 T=65536—500000/523=64580 高音 DO 的 T=65536—500000/1046=65058 單片機(jī) 12MHz 晶振，高中低音符 與 計(jì)數(shù) T0 相關(guān)的計(jì)數(shù)值如 表 42 所示 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 表 42 音符頻率表 音符 頻率（ HZ) 簡(jiǎn)譜碼（ T值） 音符 頻率（ HZ) 簡(jiǎn)譜碼（ T值） 休止 0 0 中 4 FA 698 64820 低 1 D0 262 63628 中 5 SO 784 64898 低 2 RE 294 63835 中 6 LA 880 64968 低 3 M 330 64021 中 7 SI 988 65030 低 4 FA 349 64103 高 1 D0 1046 65058 低 5 S0 392 64260 高 2 RE 1175 65110 低 6 LA 440 64400 高 3 M 1318 65157 低 7 SI 494 64524 高 4 FA 1397 65178 中 1 D0 523 64580 高 5 S0 1568 65217 中 2 RE 587 64684 高 6 LA 1760 65252 中 3 M 659 64777 高 7 SI 1967 65283 我們要為這個(gè)音符建立一個(gè)表格，單片機(jī)通過查表的方式來獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù) uint code tab[ ]= { 0， 63628， 63835， 64021， 64103， 64260， 64400， 64524， 64580， 64684， 64777， 64820， 64898， 64968， 65030， 65058， 65110， 65157， 65178， 65217， 65252， 65283， } 音樂的音拍，一個(gè)節(jié)拍為單位（ C 調(diào)） 如 表 43 所示 ： 表 43 曲調(diào)值表 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 對(duì)于不同的曲調(diào)我們也可以用單片機(jī)的另外一個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器來完成。其中 T0 用來產(chǎn)生音符頻率， T1 用來產(chǎn)生音拍。只能 通過外部功能鍵來實(shí)現(xiàn)曲目及功能的切換，是該電子琴設(shè)計(jì)的一個(gè)缺憾。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 第 5 章 調(diào)試 Proteus 簡(jiǎn)介 Proteus(海神）的 ISIS 是一款 Labcenter 出品的電路分析實(shí)物仿真系統(tǒng)，可仿真各種電路和 IC，并支持單片機(jī)，元件庫(kù)齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)。 （ 2）具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、 RS232 動(dòng)態(tài)仿真、 C 調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。 （ 4）支持大量的存儲(chǔ)器和外圍芯片。 keil 簡(jiǎn)介 單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序 要變?yōu)?CPU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法 ,一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編， 目前已極少使用手工匯編的方法了。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、 連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（ uVision)將這些部份組合在一起。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用 51 系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選（目前在國(guó)內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。 2. 編譯和生成 hex 文件，如 圖 51 所示： 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖 51 利用 KeiL 進(jìn)行編譯 3. 打開 Proteus,設(shè)計(jì)硬件電路 圖，如 圖 52 所示 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 圖 52 硬件電路圖 4. 導(dǎo)入 Hex 文件如 圖 53 所示： 圖 53 導(dǎo)入 Hex 文件 將鼠標(biāo)置于電路圖中 AT89C51 器件上，右擊后再左擊，彈出 圖 53 中的對(duì)話框，在紅線框中導(dǎo)入 dzq. hex 文件。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 第 6 章 結(jié)論 將程序?qū)?AT89C51 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。 通過這次 畢業(yè) 設(shè)計(jì)，我感覺收獲了很多： 首先，通過實(shí)踐，加深對(duì)單片機(jī)系列知識(shí)及其系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。 其次 ，通過設(shè)計(jì)學(xué) 習(xí) 到了很多軟件的使用。 本設(shè)計(jì)還可以擴(kuò)展其他功能，比如記憶功能，即可以存儲(chǔ)彈奏者所彈奏的音 樂且保存，待彈奏完后播放給彈奏齊聽。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 致 謝 能夠得以順利完成，是所有曾經(jīng)指導(dǎo)過我的老師，幫助過我的同學(xué)，一直支 持著我的家人對(duì)我的教誨、幫助和鼓勵(lì)的結(jié)果。老師在我畢業(yè)論文的撰寫過程中，給我提供了極大的幫助和指導(dǎo)。老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。 其次，要感謝所有曾經(jīng)給我們班任課的老師，老師們教會(huì)我的不僅僅是專業(yè)知識(shí)，更多的是對(duì)待學(xué)習(xí)、對(duì)待生活的態(tài)度。感謝你們，大學(xué)四年給我了那么多的幫助與鼓勵(lì)，在我不開心的時(shí)候，總能 讓我開心起來。 最后對(duì)老師，同學(xué)和 家人再次致以我最衷心的感謝！教導(dǎo)過我的老師，你們 的人格魅力永記我心間。寢室 的好友，你們的天賦猶如上天恩賜，有了你們我的生活更加精彩。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 參考資料 [1]康年光 .電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分） .高等教育出版社 .20xx. 07 [2]劉樂喜 .微機(jī)計(jì)算機(jī)接 U 技術(shù)及應(yīng)用 .華