【正文】 許電源波動范圍大，為 5V177。 （ 3）具有高級語言編程的芯片 MCSBASIC52 解釋程序，軟件開發(fā)比較方便。 （ 4）高性能的 C52系列：在 8052 的基礎(chǔ)上，采用 CHMOS 工藝，并將 MCS96 系列中的一些高速輸出、脈寬調(diào)制、上 \下定時器 \計(jì)數(shù)器移植進(jìn)來，構(gòu)成新一代 MCS51 產(chǎn)品80C252\87C252\83C252，他們是 MCS51系列中的新產(chǎn)品。 根據(jù)音樂演奏控制器所要實(shí)現(xiàn) 的 顯示 與 選曲及音樂產(chǎn)生 功能 原理 ， 系統(tǒng)包括演奏揚(yáng)聲器 、 選曲 、 播放和顯示幾部分 。S2 按鈕用作播放 。 本文設(shè)計(jì)的音樂演奏控制器是通過控制單片機(jī)內(nèi)部的定時器來產(chǎn)生不同頻率的方波，驅(qū)動喇叭發(fā)出不同音節(jié)的聲音，再利用延遲來控制發(fā)音時間的長短，即控制音調(diào)中的節(jié)拍。 基于單片機(jī)的音樂播放器的設(shè)計(jì) 4 第 2 章 方案比較 設(shè)計(jì)的課題是“基于單片機(jī)的音樂播放器設(shè)計(jì)”， 播放 器 要求方便 快捷地進(jìn)行音樂的播放。因此需要 具有掉電保護(hù)功能的大容量存儲器 ； （ 5） 可以通過顯示器知道曲目的序號； 軟件方面： （ 1） 系統(tǒng)中外擴(kuò)的各器件的初始化工作均在主程序中完成 ， 其次 ， 要設(shè)計(jì)如何調(diào)用顯示子程序以及樂曲播放程序 。 （ 3） 由于按鍵為機(jī)械開關(guān)結(jié)構(gòu)，機(jī)械觸點(diǎn)的彈性及 電壓突跳等原因，往往在觸點(diǎn)閉合或斷開的瞬間會出現(xiàn)電壓抖動。為此需要進(jìn)行去抖動處理的中斷服務(wù)程序。） 方案的提出 方案一： 基于 C8051F350 單片機(jī)和 AT45DB642D 存儲器的音頻播放器 音頻播放器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 21所示 , 它主要由 C8051F350 單片機(jī)、 PC 機(jī)、AT45DB642D 存儲器、 RS232 串行通信接口、顯示電路、鍵盤電路以及信號放大電路等組成。寫操作就是數(shù)據(jù)下載過程 , 即寫入存儲器的音頻文件經(jīng) PC 機(jī)里的 Lab Windows/CVI 軟件處理 , 通過 RS232 串行通信接口傳輸?shù)絾纹瑱C(jī) , 由單片機(jī)通過 SPI 串口寫入存儲器。鍵盤用來調(diào)節(jié)信號頻率、控制音量和選擇曲目 , 單片機(jī)通過掃描方式讀取鍵盤接口命令 , 并根據(jù)查表程序選擇相應(yīng)的控制命令 , 執(zhí)行相應(yīng)的操作。該系統(tǒng)突出特點(diǎn)是合理應(yīng)用了 Flash 存儲器AT45DB642D,可以根據(jù)需要由 PC 機(jī)將音頻文件轉(zhuǎn)換為適合音頻播放器播放的文本文件 , 并下載到存儲器。 圖 21 C51F350單片機(jī)播放器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)控制核心器件選用美國 Cygnal 公司的 C8051F350 單片機(jī) , C8051F350 的CIP8051 結(jié)構(gòu) , 流水作業(yè)執(zhí)行指令 , 大大提高指令的運(yùn)行速度 AT45DB642D 存儲器( Flash RAM) 具有寬電源電壓、大容量、接口簡單、讀寫速度快等特點(diǎn)。液晶顯示屏采用定制的段位式液晶 , 采用 HT1620 驅(qū)動器驅(qū)動 , 單片機(jī)和液晶屏的接口只需 3 條數(shù)據(jù)線。內(nèi)置 2K字 SRAM 和 32K 的 FLASH。2 個 10 位 DAC(數(shù) /模轉(zhuǎn)換 )輸出通道 。豐富的中斷資源 :定時器 A/B 中斷、時基中斷、 2個外部中 斷以及觸鍵喚醒中斷 。具備串行設(shè)備接口 (SIO)。WatchDog 功能等 。 方案比較 從以上兩種方案中可以看出不同的設(shè)計(jì)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)： 方案一： 基于 C8051F350 單片機(jī)和 AT45DB642D 存儲器的音頻播放器 采用AT45DB642D 存儲器解決了嵌入式系統(tǒng)中大容量數(shù)據(jù)存儲的問題 , 采用功能強(qiáng)大的C8051F350 單片機(jī)作為控制核心 , 減少了系統(tǒng)的外圍器件 , 簡化了硬件設(shè)計(jì) , 提高了可靠性 , 降低了成本。播放器模式較多，不夠簡化。聲音播放模塊決定對存儲在語音芯片 中的驅(qū)鳥聲音的調(diào)用方式 ,并調(diào)用定時模塊進(jìn)行間隔播放和隨機(jī)播放 。缺點(diǎn)是存儲器容量不大，聲音采集通道單一。而且單片機(jī)已經(jīng)深入到工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)以及人民生活的各層次中，如車間流水線控制、自動化系統(tǒng)等、智能型家用電器（冰箱、空調(diào)、彩電）等，都含有 C51 單片機(jī)控制器。該系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 將在下文做詳細(xì)介紹。 S2 按鈕用 作播放 。 再利用延遲來控制發(fā)音時間的 長短 ， 即控制音調(diào)中的節(jié)拍 。 對于電路抖動， 論文 決定用軟 件方案解決。 基于單片機(jī)的音樂播放器的設(shè)計(jì) 8 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)的選擇 在設(shè)計(jì)中 文章 選擇單片機(jī) AT89C52 作為 播放 器的核心控制部件，原因是 因?yàn)锳T89C52 的功能全 部兼容 MCS51， 并且還有程序加密等功能，相比而言更加實(shí)用。其主要工作特性是： 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)含 256 字節(jié)的 RAM； 具有 3 個可編程定時器； 串行口是具有一個全雙工的可編程串行通信口； 低功耗工作模式有空閑模式和掉電模式； AT89C52 工作電源電壓位 5（ 1177。 [4] 引腳排列及功能 AT89C52 的引腳排列如圖 31 所示： 首先對于 I/O 口線做一介紹： 當(dāng) 使用片外存儲器及外擴(kuò) I/O 口時， P0 口作為低字節(jié)地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用線。P0 口也可做通用 I/O 口使用，但需加上拉電阻，變?yōu)闇?zhǔn)雙向口。 P0 口可驅(qū)動 8 個 TTL 負(fù)載。P1 口 —8 位、準(zhǔn)雙向 I/O 口，具有內(nèi)部上拉電阻。在編程和校驗(yàn)時，可用做輸入低 8 位地址。 P1 口可驅(qū)動 4 個 TTL 負(fù)載。P2 口 —8 位、準(zhǔn)雙向 I/O 口，具有內(nèi) 部上拉電阻。在編程 /校驗(yàn)時， P2 口可接收高字節(jié)地址和某些控制信號。用做輸入時，應(yīng)先將輸出鎖存器置 1。 P3 口可做普通 I/O口使用。在編程 /校驗(yàn)時，P3口接收某些控制信號。 編程與 效驗(yàn)方式 AT89C52 的編程、校驗(yàn)、程序鎖定位的編程和片擦除等操作與 AT89C51 相同只是地址空間為 0000H～ 1FFFH。 [5]典型的晶振電路如圖 32 所示： 圖 32 晶振電路 在晶振電路中， 電路中電容 C3 和 C4 對振蕩頻率有微調(diào)作用，通常的取值范圍30177。其結(jié)果只是機(jī)器周期時間不同，影響記數(shù)器的記數(shù)初值和運(yùn)算速度 。晶振電路已經(jīng)在上一節(jié)介紹了，下面簡單介紹下復(fù)位電路、電源、接地。但在實(shí)際應(yīng)用 中， VCC不可能為理想的階躍信號。從而影響了的復(fù)位電壓的復(fù)位特性。 由以上晶振電路、復(fù)位電路、電源、接地即可組成單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 34所示 ， 11 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t leN u m be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 8 J a n 20 08 S he e t o f F i l e : E : \陳曉虎畢業(yè)設(shè)計(jì) \畢業(yè)設(shè)計(jì) \基于 A T 89C 52 的多功能搶答器設(shè)計(jì) \搶答器原理圖 \搶答器 .ddbD r a w n B y :P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R S T9 / R X D10 / T X D11P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 5/ T 115P 3. 6/ W R16P 3. 7/ R D17X T A L 118X T A L 219V s s20P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E N29A L E30EA31P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 039V C C40A T 89C 5 2Y112M H ZC630P FC730P FX1X2V C CR1V C CV C C 圖 34 單片機(jī)最小系統(tǒng) LED 顯示電路 在 播放器 的設(shè)計(jì)中要顯示 曲目的序號 ，在這里就要用到顯示電路。 LED 顯示電路有七段和八段之分，也有共陽和共陰之分，下面 筆者 做具體的介紹。八段 LED 顯示管由八個發(fā)光二極管組成， 編號為 a,b,c,d,e,f,g 和 SP，分別與同名管腳相連。 八段 LED 數(shù)碼顯示管原理很簡單，是通過同名管腳上所加電平的高低來控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮從而顯示不同的字形的。 7FH 是按 SP， g,f,e,d,c,b,a 順序排列后的十六進(jìn)制編碼（ 0 為 TTL低電平， 1 為 TTL 高電平），長 稱為字形碼。由于 B 和 8， D 和 0 字形相同，故 B 和 D 均以小寫字母 B 和 d 顯示。若 G 腳接地，則 LED 被點(diǎn)亮；若 G 腳接 TTL 高電平，則它被熄滅。正常顯示時， G 腳接 +5V，個發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮取決于 a~SP 各引腳上是否是低電平 0基于單片機(jī)的音樂播放器的設(shè)計(jì) 12 伏。 51 系列單片機(jī)對 LED 管的顯示分為靜態(tài) 和動態(tài)兩種。且動態(tài)顯示是采用軟件的辦法把欲顯示的十六進(jìn)制數(shù)或 BCD 碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的形碼地址和偏移量，故它通常需要在 RAM 區(qū)建立一個顯示緩沖區(qū)。顯示緩沖區(qū)的起始地址很重要，它決定了顯示緩沖區(qū)在RAM 中的位置。圖 a)為 八段共陰 LED 顯示管原理圖，圖 b)為八段共陽 LED 顯示管原理圖 ， 八段 LED 數(shù)碼管的原理圖 如 圖 35 所示： 圖 a) 八段共陰 LED 顯示管原理圖 圖 b) 八段共陽 LED 顯示管原理圖 圖 35 八段 LED顯示管原理圖 [7] LED 顯示模塊 在單片機(jī)系統(tǒng)中，通常用 LED 數(shù)碼顯示器來顯示各種數(shù)字或符號。 這 是本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用它的原因?；?7 個長條形的發(fā)光管排列成“日”字形，另一個賀點(diǎn)形的發(fā)光管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點(diǎn)用，它能顯示各種數(shù)字及部份英文字母。 八段 LED 顯示器如圖 36 所示 ： 共陰和共陽結(jié)構(gòu)的 LED顯示器各筆劃段名和安排位置是相同的。 8例如，對于共陰 LED 顯 示器，當(dāng)公共陰極接地（為零電平），而陽極 hgfedcba 各段為 0111011 時，顯示器 13 顯示 P字符，即對于共陰極 LED 顯示器，“ P”字符的字形碼是 73H。 圖 36 八段 LED顯示器 LED 顯示電路的設(shè)計(jì) [8] 作者 選擇的是共陽結(jié)構(gòu)的 LED 顯示器，這樣只要在公共端接高電平就可以了，若用共陰結(jié)構(gòu)的 LED 顯示器還要加驅(qū)動芯片，這樣不僅增加了成本，又降低了穩(wěn) 定性。 動態(tài)掃描顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一。 CPU向字段輸出口送出字形碼時，所有顯示器接收到相同的字形碼，但究竟是那個顯示器亮，則取決于 COM 端，而這一端是由 I/O 控制的，所以我們就可以自行決定何時顯示哪一位了。在輪流點(diǎn)亮掃描過程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短暫的（約 1ms），但由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位顯示器并非同時點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感。 設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)：動態(tài)電流的計(jì)算，動態(tài)掃描周期的確定，所謂動態(tài)驅(qū)動實(shí)際就是分時點(diǎn)亮不同位置的數(shù)碼管，由于人眼的惰性，當(dāng)亮度 熄滅的時間小于 1/25 秒時，給人們感覺是亮度沒變。 數(shù)碼管每段平均電流 I=段靜態(tài)顯示的驅(qū)動電流 *數(shù)碼管的位數(shù)； I=5mA*8 位 =40mA；每位數(shù)碼管的平均電流 Ia=每段的電流 *數(shù)碼管的段數(shù)； Ia=20mA*8 段 =160mA；R=()/=。 基于單片機(jī)的音樂播放器的設(shè)計(jì) 14 圖 37 音樂播放器 LED顯示電路設(shè)計(jì) 電源部分 系統(tǒng)工作需要電源，本 設(shè)計(jì)所需電源電壓為 +5V，而所提供的為 +24V 電壓，所以本文 也要對電源電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足系統(tǒng)的工作要求， LM2575 產(chǎn)生的為 +5V 電壓，以下作詳細(xì)介紹。但 7805 的一個明顯缺點(diǎn)，是當(dāng)輸入電壓大于