2022年基于单片机控制的数字音乐盒的方案设计书98832.docx
《2022年基于单片机控制的数字音乐盒的方案设计书98832.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年基于单片机控制的数字音乐盒的方案设计书98832.docx(27页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精品学习资源如该设计使用数字电路完成 , 所设计的电路相当复杂 , 大致需要十几片数字集成块 , 其功能也主要依靠于数字电路的各功能模块的组合来实现, 焊接的过程比较复杂 , 成本也特别高;如用单片机来设计制作完成, 由于其功能的实现主要通过软件编程来完成 , 那么就降低了硬件电路的复杂性 , 而且其成本也有所降低 , 所以在该设计中采纳单片机利用AT89C51,它是低功耗、高性能的 CMOS型 8 位单片机;片内带有 4KB的 Flash 储备器, 且答应在系统内改写或用编程器编程;另外, AT89C51 的指令系统和引脚与 8051 完全兼容 , 片内有 128B 的 RAM、32 条 I
2、/O 口线、 2 个 16 位定时计数器、 5 个中断源、一个全双工串行口等;在该设计中利用单片机I/O口产生肯定频率的方波,驱动蜂鸣器,发出各 种不同的音调,从而演奏乐曲(最少三首乐曲,每首不少于30 秒),并能够由LCD 显示信息;键盘在单片机应用系统中能实现向单片机输入数据,传送命令等功能,是人工干预单片机的主要手段;本设计采纳4*4 键盘, 16*2 LCD,七段显示数码管 LED;在开机按钮按下时有英文欢迎提示字符,播放时显示歌曲序号(或名称);在演奏过程中可通过功能键挑选乐曲,暂停,播放;目录1 概述.22 系统总体方案及硬件设计 .32.1系统构成 .3欢迎下载精品学习资源2.1
3、.1 AT89C51 单片机简介 .32.1.2 LED 显示器 .62.1.3键盘.72.1.4系统复位电路的设计 .82.1.5时钟电路模块 .82.2 硬件电路端口安排 .93 软件设计 .93.1主模块的设计 .93.2外部中断源系统设计 .103.3基本显示模块设计 .113.4系统初始化程序 .124 Proteus软件仿真 .125 课程设计体会 .14参考文献 .15附 1:源程序代码 .16附 2:系统原理图 .271 概述本设计是基于单片机的数字音乐盒设计 , 由单片机 AT89C51芯片和 LED数码管为核心,辅以必要的电路,构成的一个单片机电子数字音乐盒;要求利用欢迎下
4、载精品学习资源I/O口产生肯定频率的方波,驱动蜂鸣器,发出不同的音调并采纳LCD 显示信息,从而演奏乐曲(最少三首乐曲,每首不少于30 秒),开机时有英文欢迎提示字符,播放时显示歌曲序号(或名称),可通过功能键挑选乐曲,暂停,播放;本设计采纳 4*4 键盘, 16*2 LCD,七段显示数码管 LED;课设预备中依据详细的要求,查找资料,然后按要求依据已学过的时钟程序编写定时闹钟的程序,依据程序利用proteus软件进行了仿真试验,对显现的问题进行分析和反复修改源程序,最终得到正确并符合要求的结果;2 系统总体方案及硬件设计2.1 系统构成2.1.1 AT89C51单片机简介AT89C51是一种
5、带 4K 字节闪耀可编程可擦除只读储备器的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机;该器件采纳ATMEL高密度非易失储备器制造欢迎下载精品学习资源技术制造,与工业标准的 MCS-51指令集和输出管脚相兼容;由于将多功能8 位CPU和闪耀储备器组合在单个芯片中, ATMEL的 AT89C51是一种高效微掌握器, 为许多嵌入式掌握系统供应了一种敏捷性高且价廉的方案;(1)与4K字节可寿命:数据保全静128*8三级程位32可两个165个可编低功耗主要特性:MCS-51兼容编程闪烁存储器1000写/擦循环 留时间:10年 态工作:0Hz-24Hz 序存储器锁定内部RAM编程I/O线位定时器/计数
6、器中断源程串行通道的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路( 2 ) 管 脚 说 明 ( 如 图1 ) :图 1 VCC : 供 电 电 压 ;GND : 接 地 ; P0 口: P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口,每脚可吸取 8TTL 门电流;当 P1 口的管脚第一次写1 时,被定义为高阻输入; P0 能够用于外部程序数据储备器,它可以被定义为数据 / 地址的第八位;在 FIASH 编程时, P0 口作为原码输入口,当FIASH 进行校验时, P0 输出原码,此时 P0 外部必需被拉高;P1口: P1 口是一个内部供应上拉电阻的8 位双向 I/O 口, P1 口缓冲器能接收输出 4T
7、TL 门电流; P1 口管脚写入 1 后,被内部上拉为高,可用作输入, P1 口被外部下拉为低电平常,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故;在FLASH 编 程 和 校 验 时 , P1口 作 为 第 八 位 地 址 接 收 ;P2口: P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口, P2 口缓冲器可接收,输出 4 个 TTL 门电流,当 P2 口被写“ 1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入;并因此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电流;欢迎下载精品学习资源这是由于内部上拉的缘故; P2 口当用于外部程序储备器或16 位地址外部数据储备器进行存取时, P2 口输出地址的
8、高八位;在给出地址“ 1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据储备器进行读写时,P2 口输出其特别功能寄存器的内容; P2 口在 FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和掌握信号;P3口: P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口,可接收输出4 个 TTL 门电流;当 P3 口写入“ 1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入;作为输入,由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流( ILL )这是由于上拉的缘故; P3 口也可作为 AT89C51 的一些 特别 功能 口, 如下 表所 示:管口管脚备选功能P3.0RXD(串行输入口)P3.1TXD(串行输出口)P3.2/I
9、NT0(外部中断0)P3.3/INT1(外部中断1)P3.4T0(记时器0外部输入)P3.5T1(记时器1外部输入)P3.6/WR(外部数据存储器写选通)P3.7/RD(外部数据存储器读选通)P3 口同时为闪耀编程和编程校验接收一些掌握信号;RST:复位输入;当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平常间;ALE/PROG :当拜访外部储备器时,地址锁存答应的输出电平用于锁存地址的位置字节;在 FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲;在平常,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6 ;因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的;然而要留意的是:每当用作
10、外部数据存储器时,将跳过一个 ALE脉冲;如想禁止 ALE的输出可在 SFR8EH地址上置 0;此时, ALE 只有在执行 MOV,X MOVC指令是 ALE才起作用;另外,该引脚被略 微拉高;假如微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效;/PSEN:外部程序储备器的选通信号;在由外部程序储备器取指期间,每个机器周期两次 /PSEN有效;但在拜访外部数据储备器时,这两次有效的/PSEN信号将不显现;/EA/VPP :/EA 保持低电平常,在此期间外部程序储备器(0000H-欢迎下载精品学习资源FFFFH),不管是否有内部程序储备器;留意加密方式 1 时, /EA 将内部锁定为 RESET;当
11、/EA 端保持高电平常,此间内部程序储备器;在 FLASH编程期间,此引脚也用于施加 12V 编程电源( VPP);XTAL1 :反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入;XTAL2 :来自反向振荡器的输出;(3) )振荡器特性:XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出;该反向放大器可以配置为片内振荡器;石晶振荡和陶瓷振荡均可采纳;如采纳外部时钟源驱动器件, XTAL2 应不接;有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求,但必需保证脉冲的高低电平要求的宽度;(4) )芯片擦除:整个 PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的掌握信号
12、组合,并保持ALE管脚处于低电平 10ms 来完成;在芯片擦操作中,代码阵列全被写“ 1”且在任何非空储备字节被重复编程以前,该操作必需被执行;此外, AT89C51 设有稳态规律,可以在低到零频率的条件下静态规律,支持两种软件可选的掉电模式;在闲置模式下, CPU停止工作;但 RAM,定时器,计数器,串口和中断系统仍在工作;在掉电模式下,储存 RAM的内容并且冻结振荡器,禁止所用其他芯片功能,直到下一个硬件复位为止;2.1.2 LED显示器LED( Light Emitting Diode )是发光二极管英文名称的缩写; LED 显示器是由发光二极管构成的,所以在显示器前面冠以“ LED”;
13、 LED 显示器在单片机系统中的应用特别普遍;(1) LED 显示器的结构 :常用的 LED显示器为 8 段;每一个段对应 1 个发光二极管,这种显示器有共阳极和共阴极两种:共阴极LED 显示器的发光二极管的阴极连接在一起,通常此公共阴极接地;当某个发光二极管的阳极为高电平常,发光二极管点亮,相应的段被显示;同样,共阳极LED 显示器的发光二极管的阳极连接在一起, 通常此公共阳极接正电压,当某个发光二极管的阴极接低电平常,发光二极管 被点亮,相应的段被显示;为了使LED 显示器显示不同的符号或数字,就要把欢迎下载精品学习资源不同段的发光二极管点亮,这样就要为LED 供应代码,由于这些代码可使L
14、ED相应的段发光,从而显示不同字型,因此该代码称为段码;7 段发光二极管,再加上 1 个小数点位,共计 8 位;因此供应应 LED显示器的段码正好是 1B;各段与字节中各位对应关系如下图2:8段 LED结构及形状代码位D7D6D5D4D3D2D1D0显示位dpgfEdcba图 22 LED 显示器工作原理由 N个 LED显示块可以拼接成 N位的 LED显示器;如图是LED显示器的结构原理图 3;N个 LED显示器有 N个位选线和 8*N 位 根段码线;段码线掌握显示字符的字型,而位选线为各个LED显示块中各段的公共端,它掌握该 LED显示位的亮或暗; LED显示器有静态显示和动态显示两种;2.
15、1.3键盘键盘在单片机应用系统中能实现向单片机输入数据,传送命图 3令等功能,是人工干预单片机的主要手段;( 1)键盘输入的特点键盘实质上是一级按键开关的集合;通常,键盘开关利用了机械触点的合、断作用;(2)按键的确认键的闭合与否,反映在行线输出电压上就出现高电平或低电平,假如高电 平表示键断开,低电平就表示键闭合,通过对行线电平高低状态的检测,便可 确认按键按下与否;为了确保CPU对一次按键动作只确认一次按键有效,必需排除抖动的影响;( 3)如何排除按键的抖动采纳软件来排除按键抖动的基本思想是:在一次检测到有键按下时,该键 所对应的行线为低电平,执行一段延时10MS的子程序后,确认该行线电平
16、是不否仍为低电平,假如仍为低电平,就确认为该行的确有键按下;当按键松开欢迎下载精品学习资源时,行线的低电平变为高电平,执行一段延时10MS的子程序后,检测该行线为高电平,说明按键的确已经松开;2.1.4 系统复位电路的设计智能系统一般应有手动或上电复位电路;复位电路的实现通常有两种方式: RC 复位电路和专用 监控电路;前者实现简洁,成本低,但复位牢靠性相对较低;后者成本较高,但复位牢靠性高,特别是高牢靠重复复位;对于复 位要求高、并对电源电压进行监视的场合,大多采纳这种方式;本次课程设计采纳了上电按钮电平复位电路,如图四图 42.1.5 时钟电路模块时钟电路在单片机系统中起着特别重要的作用,
17、是保证系统正常工作的基础;在一个单片机应用系统中,时钟是保证系统正常工作的基准振荡定时信 号,主要由晶振和外围电路组成,晶振频率的大小打算了单片机系统工作的快慢;为达到振荡周期是12MHZ的要求,这里要采纳 12MHZ的晶振,另外有两个22P 的独石电容,两晶振引脚分别连到XTAL1和 XTAL2振荡脉冲输入引脚;详细连接图如图 5 所示:欢迎下载精品学习资源图 52.2 硬件电路端口安排1 硬件电路中用 P1.0-P1.7掌握按键,其中P1.0-P1.3扫描行, P1.4- P1.7扫描列;2用 P0.0-P0.7,P2.0-P2.7控 制 LED, 其 中 P0.0-P0.7控 制 七 段
18、a,b,c,d,e,f,g,用P2.0-P2.7为数码 管 位选信号 ;(3) 用, P2.0-P2.2作为LCD的 RS,R/W,E 的掌握信号;用 P0.0-P0.7作为LCD的D0-D7的控制信号;(4) 用P3.7口控制蜂鸣器;(5) 电路为 12MHZ晶振频率工作,起振电路中 C1,C2 均为 30pf ;3 软件设计3.1 主模块的设计主模块是系统软件的主框架;结构化程序设计一般有“自上而下”和“自下而上”两种方式,“自上而下”法的核心就是主框架的构建;它的合理与否欢迎下载精品学习资源关系到程序最终的功能的多少和性能的好坏;本系统的主模块的程序框图如下图 6 所示:主 程 序 开初
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 基于 单片机 控制 数字 音乐盒 方案设计 98832
限制150内