单片机系统设计与制作技术报告.docx

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1、中国矿业高校徐海学院单片机系统设计与制作技术报告姓名:学号：班级：电气11题目：音乐播放器设计与制作任课老师：2013年12月单片机设计与制作任务书班级学号学生姓名任务下达日期：2013年12月10日设计日期：2013年12月16日至2013年12月26日设计题目：音乐播放器设计与制作设计主要内容和完成功能：运用51单片机设计一款音乐播放器，并能通过编码程序，下载程序完成播放音乐的功能。老师签字:AT89S52单片机设计的一个音乐播放器通过单片机音乐播放器系统设计和探讨，对于切实驾驭单片机相关学问具有重要的理论和实际意义。这次课程设计的音乐播放器是软件和硬件的结合，不同音符表现形式就是不同频率

2、地声音。通AT89S52过单片机产生不同的频率的脉冲信号，通过放大电路，由蜂鸣器放出，就产生了奇异和谐漂亮好听的乐曲。依据节拍给出该音阶持续的时间，最终实现播放简洁歌曲的功能。为人们生活的改善供应了牢靠，方面，廉价的方法。单片机AT89S52作为硬件核心限制部件，结合三极管作为放大器，数码管构成典型的显示电路，按键作为输入部分以及其他外围设备组成的音乐播放系统。依据音乐演奏限制器所要实现的显示与选曲及音乐产生功能原理，系统包括演奏扬声器、选曲、播放和显示几部分。其中，AGAIN按键具有开启播放曲子和重复播放当前曲子的功能，FORM按键具有播放前一曲的工能，NEXT按键具有播放后一曲的功能，RE

3、S键具有播放前一曲的功能。所设计音乐播放器可以播放多首音乐，曲目选择可以由键盘限制，并通过显示器使其显示歌曲序号。设计的音乐演奏限制器是通过限制单片机内部的定时器来产生不同频率的方波，驱动喇叭发出不同音节的声音，再利用延迟来限制发音时间的长短，即限制音调中的节拍。同时设置按钮使所设计的程序能在三到四首歌曲之间进行选曲，设计显示器使其显示歌曲序号。与传统的机械式音乐盒相比更小巧，音质更漂亮且能演奏和弦音乐。电子式音乐盒动力来源是电池，制作工艺简洁，可进行批量生产，所以价格便宜。基于单片机制作的电子式音乐盒，限制功能强大，可依据须要选歌，运用便利。依据存储容量的大小,可以尽可能多的存储歌曲。另外，

4、可以设计彩灯外观效果，使音乐盒的功能更加丰富。目录1、系统概述单片机又称单片微限制器，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。概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。MCS-51单片机是美国INTEL公司于1980年推出的产品，与MCS-48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令，指令数达Ill条，MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，始终到现在，MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，各高校及专业学校的培训教材仍与MSC-51单片机作为代表进行理论基础学习。MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和87

5、51等通用产品。DP-51S单片机仿真试验仪是由广州致远电子有限公司设计的DP系列单片机仿真试验仪之一，是一种功能强大的单片机应用技术学习、调试。本设计是以AT89S52芯片的电路为基础，外部加上放音设备，以此来实现音乐演奏限制器的硬件电路，通过软件程序来限制单片机内部的定时器使其演奏出漂亮好听的音乐。用户可以依据自己的喜好选择音乐并将其转化成机器码存入单片机的存储器中。对于不同型号的单片机只须要相应的变更一下地址即可。歌曲可以自己随意的写进音乐盒中。2、硬件设计(1)AT89S52单片机简介AT89S52是一种低功耗、高性能CM0S8位微限制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。运用At

6、mel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上FlaSh允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有敏捷的8位CPU和在系统可编程FIaSh,使得AT89S52为众多嵌入式限制应用系统供应高灵敏、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节FIaSh,256字节RAM,32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振刚好钟电路。另外，AT89S52可降至OHZ静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、

7、串口、中断接着工作。掉电爱惜方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。(2)引脚PDIP(T2P1.0COrVCC140(T2EXP1.匚233PCO(ADO)P1.2C3383PC1(AD1)P1.3C4373P0.2(AD2)P1.4匚536JPC.3(AD3)(MOSIP1.5E635PO4(AD4)(MISOP1.6C734P05(AD6(SCK)P1.7C833P0.6(ADe)RSTC9323P07(AD7)(RXDP3.0E1031JEA*VPP(TXD)P3.1E11303AL三5rog(iNT0)P3.2C1229IPSEN俨T

8、rhF3.3匚13282P2.7(A15)(TO)P3.4匚14273P2.(AIG(T1P3.5C1523P2.5(A13)标,P3.6匚1025JP24(A12)(RDP3.7C1724JP2.3(A11;XTAL2E1823P2.2(A10)XTALlCW223P21(A9)GNDC2021ZJP20(A8)VCC:电源GND:地PO11:PO是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对PO端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，PO口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，PO具有内部上拉电阻。在flash编程时，PO口也

9、用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校时，须要外部上拉电阻。Pl口：Pl口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，Pl输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对Pl端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口运用。作为输入运用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的缘由，将输出电流(IIL)o此外，Pl.0和Pl.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（Pl.1/T2EX）,具体如下表所示。表1.1AT89S52Pl口其次功能表脚号其次功能Pl.0T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出Pl.1T2EX（定时器/计数器T

10、2的捕获/重载触发信号和方向限制）Pl.5MOSI（在系统编程用）Pl.6MISO（在系统编程用）Pl.7SCK（在系统编程用）P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口运用。作为输入运用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的缘由，将输出电流（HL）在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVXDPTR）时，P2口送出高八位地址。P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻

11、把端口拉高，此时可以作为输入口运用。作为输入运用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的缘由，将输出电流（IIL）oP3口亦作为T89S52特别功能（其次功能）运用，如下表所示。表1.2T89S52P3口其次功能表脚号其次功能P3.0RXD（串行输入）P3.1TXD（串行输出）P3.2INTO（外部中断0）P3.3INTO（外部中断0）P3.4TO（定时器0外部输入）P3.5Tl（定时器1外部输入）P3.6WR（外部数据存储器写选通）P3.7RD（外部数据存储器写选通）RST:复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST脚输出96个晶振周期的高电平。特

12、别寄存器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。ALE/PR0G：地址锁存限制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般状况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟运用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当T89S52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN将不被激

13、活。EA/VPP:访问外部程序存储器限制信号。为使能从OOOOH到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必需接GNDo为了执行内部程序指令，EA应当接VCC。在flash编程期间，EA也接收12伏VPP电压。XTALI:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。3、软件设计(1)要生产音频脉冲，只要算出某一音频的周期(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时间再对I/O反相,就可在I/O脚上得到此频率的脉冲.(2)利用8051的内部定时器运用其工作在计数

14、器模式MODEl下,变更计数值THO及TLO以产生不同频率的方法.(3)例如频率为523Hz,其周期T=l523=1912us,因此只要令计数器计时956uslus=956,在每次计数956次时将I/O反相，就可得到中音DO(523Hz).计数脉冲值与频率的关系公式如下：N=Fi2FrN:计算值；Fi:内部计时一次为Ius,故其频率为IMHz;(4)其计数值的求法如下:T=65536-N=65536-Fi2Fr例如：设K=65536,F=1000000=Fi=lMHz,求低音D0(261Hz),中音音(523Hz),高音的DO(IO46HZ)的计算值.T=65536-N=65536-Fi2Fr

15、=65536-10000002Fr=65536-500000/Fr低音DO的T=65536500000262=63627中音DO的T=65536500000523=64580高音DO的T0=65536-5000001047=65059(5)C调各音符频率与计数值T的比照表如表1所示.表1C调各音符频率与计数值T的对照表音符频率(HZ)简谱码(T值)音符频率(HZ)简谱码(T值)低1DO26263628#4FA#74064860#1D0#27763731中5SO78464898低2RE29463835#5SO#83164934#2RE#31163928中6LA88064968低3M33064021#693264994低4FA34964103中7SI98865030#4