流水灯显示课程设计-毕业论文.doc
《流水灯显示课程设计-毕业论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《流水灯显示课程设计-毕业论文.doc(36页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、邵阳学院课程设计(论文)流水灯显示目录第1章 前言2第2章 方案设计32.1 基本原理32.2 设计思路72.3 设计方案7第3章 硬件电路设计93.1按键设计电路93.2 显示汉字电路设计93.3 花样灯电路设计10第4章 软件设计114.1主程序流程图及程序114.2音乐播放子程序134.3花样灯程序17第5章 系统调试及软件仿真20总结23参考文献24致谢25附录26第1章 前言随着科学技术特别是微型计算机技术的高速发展,单片机作为计算机的一个分支,从20世纪70年代初诞生以来,广泛地应用于工业控制、智能仪表、家用电器等各个领域,它正为我国经济的快速发展发挥着举足轻重的作用。单片机又称单
2、片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机,和计算机相比,单片机只缺少了I/O 设备。单片机内部也用和电脑功能类似的模块,比如 CPU,内存,并行总线,还有和硬盘作用相同的存储器件,不同的是它的这些部件性能相对家用电脑弱很多,但因价钱低廉,被应用于各个领域。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点, 广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、 温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比
3、起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪)。目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。作为电子科学与技术专业的一名工科生掌握好这项技术,也是非常重要。单片机课程设计是我们提高单片机应用能力的好机会,也是我们学好这一课程的必经环节。通过课程设计可以进一步巩固我们前面所学理论知识,使我们对单片机理论知识有一个深刻的认识和全面的掌握。另外通过这一真正意义上的实践活动,我们可以从中发现自己不足之处并能够在自己的深思下和老师同学的帮助下得到及时的解决,使我们的应用能力和科技创新能力得到较大的提高。基于单片机的音乐播放器可应用于mp3、m
4、p4,扩音器等很多方面,并可作为很多系统的辅助功能,作为单片机的重要硬件资源之一,利用定时器可以产生各种固定频率的方波信号,也可以产生包括Do、Re、Me等音阶在内的各种频率声音。将各个音阶连接在一起,便可组成一支曲子或是演奏一段旋律。基于这个思想,我设计了一个电子生日贺卡,本电子生日贺卡可实现文字显示、音乐播放、花样彩灯等功能。由于时间及条件限制,本课程设计了一种简单的电子贺卡,其核心器件采用AT89C51单片机,本播放器具有电路简单,功能强大,易于拓展等特点。通过音乐发声器的设计方案,掌握汇编语言的编程方法,并熟练的运用 89C51 单片机定时器产生固定频率的方波信号,推动喇叭发出旋律,最
5、重要的是自己还可以通过程序设计输入自己喜欢的歌曲来演奏。第2章 方案设计2.1 基本原理本次课程设计用AT89C51作为主控器制作一个电子生日贺卡。此电子贺卡分为三个部分,分别是文字显示、音乐播放、花样彩灯。2.1.1文字显示原理采用单片机的LCD图形显示接口技术,利用LCD12864液晶显示模块,屏幕显示内容与12864内部存储器单元建立一一对应关系,模块内部自带扫描与驱动,将显示的内容输入12864对应的存储器中,就能实现内容的显示。利用取码软件,按从左到右、从上到下的原则取码,可以得到“生日快乐”的16X16点阵码。每一个字都有32字节与之对应。编程时,也要按从左到右、从上到下的原则取数
6、据送到相应的存储器中。该类液晶显示模块的指令系统,总共只有七种。其指令表如表2.1所示: 表2.1 指令表指令名称控制信号控制代码R/WRSDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0显示开关0000111111/0显示起始行设置0011XXXXXX页设置0010111XXX列地址设置0001XXXXXX读状态10BUSY0ON/OFFRST0000写数据01写数据读数据11读数据2.1.2音乐播放原理乐曲中不同的音符,实质就是不同频率的声音。通过单片机产生不同的频率的脉冲信号,经过放大电路,由蜂鸣器放出,就产生了美妙和谐的乐曲,其工作原理如下:(1)要产生音频脉冲,只要算出某一音频的脉冲
7、即1/频率,然后将此周期除以2,即为半周期的时间,利用定时器计时这个半周期的时间,每当计时到后就将输出脉冲的I/O反相,然后重复计时此半周期的时间再对I/O反相,就可以在I/O脚上得到此频率的脉冲。(2)利用8051的内部定时器使其工作在计数器模式TMOD1下,改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法如下:例如,频率为523Hz,其周期天/523 S=1912uS,因此只要令计数器计时956uS/1us=956,在每计数956次时就将I/O反接,就可得到中音DO。计数脉冲值与频率的关系公式如下:N=Fi/2/Fr (2.1)(N:计数值;Fi:内部计时一次为1uS;故其频率为1MHz;Fr
8、:要产生的频率 )(3)其计数值的求法如下:T=65536-N=65536-Fi/2/Fr (2.2)设K=65536,F=1000000=Fi=1MHz,求低音DO(261Hz)、中音DO(523Hz)、高音DO(1046Hz)的计数值。T=65536-N=65536-Fi/2/Fr=65536-1000000/2/Fr=65536-500000/Fr (2.3)(4)C调个音符频率与计数值T的对照表如下表所示:表2.2 C调各音符频率与计数值T的对照表 音 符频率/HZ简谱码T音符频率/HZ简谱码T低1DO26263628#4FA#74064860#1DO#27763731中5SO7846
9、4898低2RE29463835#5SO#83164934#2RE#31163928中6LA88064968低3M 33064021 #693264994低4FA34964103中7SI98865030#4FA#37064185高1DO104665058低5SO39264260#1DO#110965085#5SO#41564331高2RE117565110低6LA44064400#2RE#124565134#6 46664463高3M131865157低7SI 49464524高4FA139765178中1DO52364580#4FA148065198#1DO#55464633高5SO1568
10、65217中2RE58764684#5SO#166165235#2RE#62264732高6LA176065252中3M65964777#6186565268中4FA69864820高7SI196765283(5) 每个音符使用1个字节,字节的高4位代表音符的高低,低4位代表音符的节拍,下表为节拍码的对照。但如果1拍为0.4秒,1/4拍是0.1秒,只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假设1/4节拍为1DELAY,则1拍应为4DELAY,以此类推。所以只要求得1/4拍的DELAY时间,其余的节拍就是它的倍数,如下表为1/4和1/8节拍的时间设定。表2.3 节拍码对照表节拍码节拍数节拍码节拍数11
11、/4拍11/8拍22/4拍21/4拍33/4拍33/8拍41拍41/2拍51又1/4拍55/8拍61又1/263/4拍8281拍A2又1/2拍A1又1/4拍C3C1又1/2拍F3又3/4拍 表2.4 各调节拍的时间设定表1/4节拍1/8节拍曲调值DELAY曲调值DELAY调4/4125毫秒调4/462毫秒调3/4187毫秒调3/494毫秒调2/4250毫秒调2/4125毫秒表2.5 简谱对应的简谱码、T值、节拍码 简谱发音简谱码T值节拍节拍数5低音SO16426011/4拍6低音LA 26440022/4拍7低音TI36452433/4拍1中音DO46458041拍2中音RE56468451又
12、1/4拍3中音MI664777611/2拍4中音FA76482082拍5中音SO864898A2又1/2拍6中音LA964968C3拍7中音TIA65030F3又3/4拍1高音DOB650582高音REC651103高音MID651574高音FAE651785高音SOF65217不发音0(6)一般的歌曲,有3/8、2/4、3/4、4/4等节拍类型,但不管有几拍,基本上是在C调下演奏的。如果是C调,则音名C唱Do,音名D唱Re,音名E唱Mi,音名E唱Mi,音名F唱Fa,音名G唱So,音名A唱La,音名B唱Ti等。但是,并不是所有的歌曲都是在C调下演奏的,还有D调、E调、F调、G调等。D调是将C调
13、各音符上升一个频率实现的,即C调下的音名D在D调下唱Do,C调下的音名E在D调下唱Re,C大调的音名F在D调下上升高半音符F#唱Mi,C调下的音名G在D调下唱Fa,C调下的音名C在D调下上升高伴音C#符唱Ti。此唱法称为移调。 表2.6 C调在各调中的音名 音名调DoReMiFaSoLaTiC调CDEFGABD调DEF#GABCE调EF#G#ABCDF调FGABCDEG调GABCDEF#A调ABC#DEF#G#B调BCDEFGA (7)音乐代码库的建立方法,先找出乐曲的最低音和最高音范围,然后确定音符表T的顺序,把T值表建立在TABLE1。构成发音符的计数值放在“TABLE”,简谱码(音符)为
14、高位,节拍为(节拍数)为低4位,音符节拍码放在程序的“TABLE”处。2.1.3花样灯原理LED显示电路是由8个LED发光二极管组成,连接方式为共阳极,LED接到单片机的P1口,若为低电平,可使LED亮起。发光二极管的亮、灭由内部程序控制,8个LED发光二极管由两个按键控制,显示两种不同的花样。2.2 设计思路为了确定其设计方案,首先必须构思好初步的设计思路。根据设计要求和实验仿真条件,初步的设计思路可以总结如下:(1) 单片机的时钟引脚外接晶振频率为12MHZ的晶振信号电路。(2) 利用LCD12864液晶显示模块实现文字显示。(3) 当前花样灯用8只LED发光二极管组成。(4) 键盘采用独
15、立式键盘,需要2个键。(5) 采样时间用定时/计数器1来实现音乐播放。(6) 采用外部中断1实现花样灯的切换。2.3 设计方案根据设计要求和设计思路,可以确定该系统的设计方案,硬件主要由五部分组成,即LCD12864、单片机、键盘、LED显示器、扬声器。单片机采用AT89C51。在单片机中,定时功能既可以由硬件(定时/记数器)实现,也可通过软件定时实现。硬件定时是利用单片机内定时器定时,启动以后定时器可与CPU并行工作,不占用CPU时间,CPU有较高的工作效率。定时器的TMOD用于设置定时器/计数器的工作方式03,并确定用于定时还是用于计数。TCON主要功能是为定时器在溢出时设定标志位,并控制
16、定时器的运行或停止等。硬件电路设计如图2.3所示:文字显示电路音乐播放LED显示电路AT89C51按键电路时钟电路 图2.3 硬件电路设计图第3章 硬件电路设计3.1按键设计电路图对于按键电路的设计可以有2种方式:一种方式是直接按键设计,也称独立按键,这种设计电路适用于按键较少的控制,具有按键电路简单,编程方便等优点;另一种方式是矩阵式键盘的设计,它适用于对控制按键较多的电路控制, 占用较少的I/O接口,但是按键电路复杂,编程比较复杂。本课题总共只需要2个按键,所以采用独立按键设计。由上到下的按键分别是花样灯1,花样灯2,如图3.1所示:图3.1 按键电路图3.2 显示汉字电路设计图本课题所采
17、用得是由LCD12864作为显示电路,用以显示贺卡所要表达的文字即生日快乐。硬件电路连接是单片机P0.0P0.7接12864的DB0DB7 8个各管脚,P2.0P2.4接12864的控制端E、RW、RS、CS2、CS1。连接图如图3.2所示: 图3.2 显示汉字电路图3.3 花样灯电路设计图LED显示电路是由8个LED发光二极管组成,连接方式为共阳极,LED接到单片机的P1口。连接图如图3.3所示:图3.3 花样灯电路图第4章 软件设计4.1主程序流程图及程序调用音乐播放子程序开始 调用写汉字子程序显示汉字设定起始列设置起始页设置调用写汉字子程序显示汉字设定起始列设置起始页设置调用写汉字子程序
18、显示汉字设定起始列设置起始页设置调用写汉字子程序显示汉字设定起始列设置起始页设置调用写汉字子程序显示汉字设定起始列设置起始页设置调用写汉字子程序显示汉字设定起始列设置起始页设置左右屏控制初始化结束 图4.1 主程序流程图RET计算汉字代码初始地址R0=R0+1 R0=32?调用写入数据子程序重新设置起始列地址起始页地址加1R0=16?R0=R0+1调入写入数据子程序R0=0写入起始列地址写入起始页地址 N Y N Y 图4.2 主程序的子程序流程图4.2音乐播放子程序及流程图4.2.1音乐播放子程序代码MUISC:MOV TMOD,#01H MOV IE,#82H START0:MOV 30H
- 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:
- 流水 显示 课程设计 毕业论文
限制150内